1、汽車發動機曲軸制造工藝技術研究摘要：曲軸在汽車發動機結構體系中扮演著極為重要的作用，其質量水平將直接決定發動機的可靠性和使用壽命，進而對汽車整體的速度性能、運行安全性產生影響。基于此，本文首先對汽車發動機曲軸技術要求進行了簡要闡釋；其后，重點介紹了機械加工和強化處理等曲軸制造工藝技術。關鍵詞：汽車發動機曲軸；機械加工技術；使用壽命引言：基于現代汽車工業的快速發展，汽車發動機設備在結構上越來越趨于輕量化、集成化、優質化。隨之而來的，曲軸工件制造領域也呈現出了向柔性化、復合化、高效化發展的新趨勢。在這樣的時代背景下，我們有必要對汽車發動機曲軸制造工藝技術進行研究討論，致力于尋找出提升曲軸質量的可靠

2、技術手段。一、汽車發動機曲軸材料及技術要求現階段，汽車發動機曲軸制造中可應用的原材料主要有球墨鑄鐵、非調質鋼、調質鋼等。其中，球墨鑄鐵在力學性能接近于調質鋼、切削性能良好以及材料成本低，故而在國內外得到了廣泛的應用。非調質鋼在熱軋狀態、鍛造狀態或正火狀態的力學性能達到或接近調質鋼，既縮短了生產周期，又節省了能源。調質鋼具有很好的綜合機械性能，即在保持較高的強度的同時又具有很好的塑性和韌性。在實際的曲軸制造加工過程中，應遵循以下幾點技術要求：1、曲軸具有整體不平衡量值要求，在旋轉加工前注意曲軸結構的回轉動不平衡量值大小及角度控制；2、曲軸主軸頸各個軸頸之間的同軸度公差應控制在較高水平；3、曲軸主

3、軸頸和連桿頸軸頸要具有一定的圓度、圓柱度、平行度公差，一般圓度、圓柱度公差不超過0.006mm，平行度公差不超過0.01mm；4、曲軸主軸頸與連桿頸間偏心距以及各個連桿頸軸頸間的相互位置度公差應控制在較高水平；5、必須要充分結合實際的發動機應用需求及曲軸整體結構剛性，設置出合理的磨削處理參數，以便達到曲軸軸頸表面的粗糙度及波紋度等級要求。二、汽車發動機曲軸制造的主要工藝技術（一）汽車發動機曲軸制造的機械加工技術曲軸在汽車發動機結構體系中扮演著極為重要的作用，其質量水平將直接決定發動機的可靠性和使用壽命，進而對汽車整體的速度性能、運行安全性產生影響。與此同時，現代汽車行業中發動機質量水平的日益提

4、升，對曲軸產品的彎曲疲勞強度、扭轉疲勞強度、耐磨性、體積適應性、輕量化等提出了更高要求，使得傳統制造加工工藝無法滿足曲軸在加工工藝發展上的需求。此時，在車拉機床、隨動內銑和外銑機床、圓角滾壓專機、曲軸隨動磨床等設備工具的支持之下，將機械加工技術應用到汽車發動機曲軸的制造工藝流程當中，是新形勢下提升曲軸生產質量、強化曲軸可靠程度的必然舉措。具體來講，汽車發動機曲軸的機械加工技術，主要可分為以下幾個方面：第一，多刀車削加工技術。該機械加工技術在實際的應用過程中，主要通過多刀車削的方式，對汽車發動機曲軸的軸頸進行切削加工。需要注意的是，多刀車削技術屬于傳統的粗加工技術類型，無法滿足高精度、集中化的尺

5、寸制造需求，故而往往用于曲軸的初級加工階段；第二，數控車削加工技術與數控內銑削加工技術。這兩種機械加工技術都以數控機床作為平臺基礎，進行單位時間內多個曲軸工件的加工制造。其中，前者應用所需的刀具設備價格較低，可處理的工件量級相對較小；后者應用所需的刀具種類較復雜，價格也相對高昂，但單位時間內可處理的工件量級也比較多；第三，CNC高速外銑加工技術。這一機械加工技術產生于上世紀九十年代，發展至今已形成了較高的自動化和高效化水平。在實際的應用過程中，CNC高速外銑技術對發動機曲軸部件的切削速度最高可達6m/s，變形小，且不會造成部件表面的過度升溫。第四，曲軸隨動磨削加工技術。該機械加工技術應用工件回

6、轉和砂輪進給伺服聯動控制技術，可以在不改變曲軸回轉中心的情況下一次裝夾即可完成所有軸頸的磨削，包括隨動跟蹤磨削連桿頸。德國勇克JUNKER曲軸隨動磨床采用靜壓主軸和線性光柵閉環控制，磨削軸頸圓度精度可達到0.002mm，采用CBN砂輪，磨削線速度高達120m/s以上，配多砂輪頭架，磨削效率極高。這樣以來，新興機械加工技術既能有效降低發動機曲軸制造的時間成本和能源消耗，同時還保有較長的使用壽命，是一種集質量與效率于一體的優質技術工藝類型1。（二）汽車發動機曲軸制造的強化處理工藝為了進一步提高曲軸的應力抗性，延長曲軸的使用壽命，還需采取特殊的工藝手段對曲軸進行強化處理。現階段，常用的曲軸強化處理工

7、藝主要有氮化處理、圓角滾壓處理和感應淬火處理三種：1、氮化處理工藝：在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入 HYPERLINK /item/%E5%B7%A5%E4%BB%B6/976341 t _blank 工件表層的化學熱處理工藝。滲入鋼中的氮一方面由表及里與鐵形成不同含氮量的氮化鐵，一方面與鋼中的 HYPERLINK /item/%E5%90%88%E9%87%91%E5%85%83%E7%B4%A0 t _blank 合金元素結合形成各種合金氮化物，特別是氮化鉻。這些氮化物具有很高的硬度、熱穩定性和很高的彌散度，因而可使滲氮后的曲軸軸頸得到高的表面硬度、 HYPERLINK /item/%

8、E8%80%90%E7%A3%A8%E6%80%A7 t _blank 耐磨性、耐腐蝕性、疲勞強度、抗咬合性，并降低缺口敏感性。曲軸氮化處理技術及生產工藝在日系汽車品牌發動機中應用較多，而國內主要與日系合資或配套的汽車零部件企業應用較多，且經過幾十年發展，目前的工藝技術已基本成熟。2、圓角滾壓處理工藝：利用滾壓輪的壓力作用，在曲軸的主軸頸和連桿頸過渡圓角處形成一條滾壓塑性變形環，這條塑性變形環產生殘余壓應力，而殘余壓應力在與曲軸在工作時的拉應力抵消或部分抵消，從而大大減小了圓角處的應力集中，提高了曲軸彎曲疲勞強度2。曲軸圓角滾壓技術及生產工藝在國外汽車零部件企業在中高端曲軸制造過程中已普遍運用，而目前國內汽車零部企業已多數運用了滾壓技術及生產工藝，并正在引進運用變壓力滾壓技術制造可靠性、穩定性更高的曲軸產品。3、感應淬火處理工藝：利用工件表面在交變磁場中產生一定頻率的感應電流，將零件表面迅速加熱，然后迅速淬火冷卻的一種熱處理操作方法在工件表層得到極細的細針狀馬氏體，進而提高曲軸軸頸表面硬度、耐磨性和疲勞強度。感應淬火處理技術及生產工藝在國內外的曲軸表面強化加工工藝中是一種常用強化手段，基本不存在太大的技術難點，多數企業已運用到批量生產過程中，產品質量的穩定、可靠性高。總結：總而言之，應用不同的機械加工、強化處理等工藝技術手段，能有效提升汽車發動機曲軸