姜薇薇 史天舒 龍春彥
摘 要:隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的不斷進步,機械加工技術被廣泛應用于各類生產(chǎn)加工企業(yè),其中也包括汽車發(fā)動機曲軸制造領域。利用機械加工技術對汽車發(fā)動機曲軸制造技術進行改進,是目前行業(yè)的發(fā)展趨勢,對提升生產(chǎn)加工效率具有明顯的促進作用。因此,有必要對汽車發(fā)動機曲軸制造先進技術進行研究。
關鍵詞:機械加工技術;汽車發(fā)動機;曲軸制造
中圖分類號:U466文獻標識碼:A文章編號:1003-5168(2020)08-0055-03
Application of Machining Technology in Automobile Engine Crankshaft Manufacturing
JIANG Weiwei, SHI Tianshu, LONG Chunyan
(Inner Mongolia First Machinery Group Co., Ltd.,Baotou Inner Mongolia 014030)
Abstract: With the development of China's economy and the continuous progress of society, mechanical processing technology is widely used in various production and processing enterprises, including automotive engine crankshaft manufacturing. The use of mechanical processing technology to improve automotive engine crankshaft manufacturing technology is the current development trend of the industry, which has a significant role in promoting production and processing efficiency. Therefore, it is necessary to study the advanced technology of automobile engine crankshaft manufacturing.
Keywords: machining technology;automotive engine;crankshaft manufacture
近年來,人們的物質(zhì)生活水平不斷提高,購買力逐漸增強,帶動了汽車制造行業(yè)的飛速發(fā)展。發(fā)動機是汽車的靈魂和大腦,對汽車具有重要的作用。隨著行業(yè)內(nèi)機械化水平的提高,發(fā)動機的曲軸制造技術不斷進步,對其加工工藝的研究變得越來越重要。
1 汽車發(fā)動機工作原理
發(fā)動機是汽車最重要的組成部分,決定著汽車質(zhì)量的好壞和使用壽命的長短,其由多個零部件共同構成,其中就包括曲軸。曲軸制造技術直接關系著發(fā)動機的運行狀態(tài),也影響汽車的穩(wěn)定性和乘坐人員的舒適度。
發(fā)動機在工作時通常需要進行以下操作。首先是進氣曲軸的上下活塞運動,活塞運動加大了氣缸內(nèi)氣體的容積,形成較大的壓強差,當發(fā)動機曲軸運行到最低處時,進氣結束。其次是氣體的壓縮過程,當曲軸自下而上運動時,進氣閥和排氣閥處于關閉狀態(tài),氣體被成功壓縮混合,在此過程中,壓縮的氣體被火花塞點燃,釋放熱能,使曲軸上下運動形成驅(qū)動力。最后,排氣閥門打開,發(fā)動機曲軸通過連接桿的推動作用,使氣缸內(nèi)的廢氣在壓力的作用下成功排出,進而帶動汽車運動。
2 汽車發(fā)動機曲軸制造技術分析
2.1 汽車發(fā)動機曲軸制造技術現(xiàn)狀
曲軸在發(fā)動機中處于核心位置,是最重要的動力傳輸裝置,因此其重要性不言而喻。各國對發(fā)動機曲軸的制造尤為關注。目前,在我國汽車制造行業(yè),發(fā)動機的曲軸制造技術多采用普通機床或是專業(yè)機床,自動化程度較低,在曲軸的加工和制造領域,人工操作的環(huán)節(jié)還比較多,進而加大了失誤的風險。曲軸的制造材料選擇也存在問題,使得曲軸質(zhì)量較大,輕便方面還存在較大的改進空間。
2.2 汽車發(fā)動機曲軸制造流程
一般情況下,發(fā)動機曲軸的材料分為兩種,即鋼材和球墨鑄鐵。目前,我國汽車行業(yè)大部分曲軸選擇球墨鑄鐵材料。和鋼材比較,球磨鑄鐵的成本較低,同時材料性能和鋼材較為接近。在汽車發(fā)動機曲軸的制造流程中,主軸頸和連桿軸頸的制造較為重要。在加工流程中,首先需要對曲軸的材料進行熔煉,熔煉設備通常選擇沖天爐,要保持材料在爐內(nèi)煅燒,并觀察溶解狀態(tài),形成有效的記錄。
熔煉結束后,要開展材料的鑄形工作,鑄形工作主要是對設計好的材料進行精細加工,然后就是材料的鍛造、熱處理和表面強化處理。以某車發(fā)動機曲軸制造的具體模型為例,為使發(fā)動機曲軸符合行業(yè)制造標準,該車間應用專業(yè)的機床設備,通過鉆中心孔的方式,完成了發(fā)動機曲軸止推面和圓弧槽的制造,然后利用磨床的方法對其進行合理加工與改進。最后,相關人員應檢測發(fā)動機的平衡性和穩(wěn)定性[1-3]。
3 機械加工技術在汽車發(fā)動機曲軸制造中的應用
3.1 鑄造技術與鍛造技術
在汽車發(fā)動機曲軸的鑄造與鍛造技術過程中,人們需要合理選用光譜儀設備,直接分析讀取熔煉的成分。在熔煉材料的處理環(huán)節(jié),可以利用先進的材料進行融合加工,如復合型材料。同時,要對熔煉過程進行內(nèi)部公開,有效監(jiān)督熔煉過程,保證工程材料符合質(zhì)量標準。當技術工人發(fā)現(xiàn)問題時,應及時做出處理,必要時可組織專業(yè)人員進行研討,制定補救措施。企業(yè)可以采用最新的造型方法,如擠壓造型法,有效降低能耗,減少污染氣體的排放,提高曲軸生產(chǎn)質(zhì)量[4-6]。
汽車發(fā)動機的鍛造可以采用最新的機械生產(chǎn)設備,如自動感應器、精整液壓機等,最終實現(xiàn)自動化。這樣能減少人為失誤,提高曲軸生產(chǎn)加工的精細化水平,為我國汽車發(fā)動機曲軸制造行業(yè)的健康發(fā)展提供技術支持。
自動化機械設備可以實時跟蹤測量模具參數(shù),對發(fā)動機曲軸生產(chǎn)進行動態(tài)化管理,并可結合實際需要,及時更新數(shù)據(jù),提高整體的作業(yè)水平。自動化機械設備通過合理比較鍛造物件的實際數(shù)據(jù)和預定參數(shù),可減少數(shù)值誤差,提高發(fā)動機曲軸生產(chǎn)的精細化程度。
3.2 機械加工工藝和流程
當前,機械加工工藝正在朝零部件智能化、規(guī)范化加工的方向發(fā)展,對行業(yè)持續(xù)發(fā)展具有明顯的促進作用。汽車發(fā)動機曲軸涉及較多工序,需要有效應用機械加工技術[7-11]。發(fā)動機曲軸屬于精細零部件,加工精準度要求較高,傳統(tǒng)的加工方法無法滿足要求,因此,人們需要將機械加工技術應用在發(fā)動機曲軸的生產(chǎn)與加工中,對構件進行精細打磨,為零部件的高效生產(chǎn)提供技術支持。
企業(yè)要明確零部件的機械加工流程和操作方法,使零部件生產(chǎn)符合有關要求[12-15]。要想實現(xiàn)汽車發(fā)動機曲軸的精細加工,人們要合理規(guī)劃曲軸加工的工藝路線,明確各工序的具體內(nèi)容,有效應用生產(chǎn)設備和加工技術,對曲軸生產(chǎn)中的質(zhì)量檢驗方法和技術條件等要素進行合理管理與控制,確保曲軸機械加工的規(guī)范性。
在具體工作中,企業(yè)需要加強管理,促使工藝流程滿足實際要求。一是制定生產(chǎn)計劃,明確機械構件類型。二是分析零件效果圖和裝配圖,并且選擇合適的工藝。三是確定工藝路線,明確工序步驟,準備機械加工設備。四是進行機械加工,填寫加工文件[16-18]。
3.3 機械加工技術的實際應用
以日系豐田汽車為例,豐田汽車發(fā)動機的曲軸生產(chǎn)一共分為44道工序,各種機械設備共計57臺,機械操作工人有7人。曲軸材料切削環(huán)節(jié)則分為19道工序:高頻淬火工序1道;清洗工序3道;動平衡及修正工序各1道;壓鍵工序1道;加熱壓入齒輪工序1道;質(zhì)量中心孔測定工序1道;油孔貫通檢查工序1道;齒輪檢查工序1道;連桿軸頸檢測工序1道;主軸頸和連桿軸頸檢測刻印工序1道;工件搬送工序7道。如果按照這些工序進行機械化生產(chǎn)和運作,可以使發(fā)動機曲軸的性能達到業(yè)界的較高水平。
在發(fā)動機曲軸的端面位置,豐田汽車公司采用的鉆中心孔機械設備較為先進,在中心孔的位置選擇上,不同于其他曲軸的幾何中心位置,以曲軸的質(zhì)量體積為衡量標準找到鉆孔中心,在鉆孔完成后,相關技術人員通過基準平衡測定設備對中心孔的選擇進行檢測。同時,為保證測量結果的精準度,還應用雙轉(zhuǎn)塔數(shù)控車床進行曲軸前后端外圓的質(zhì)量檢測。主軸頸的止推面、主軸頸和連桿軸頸的圓弧槽的粗加工則利用單軸數(shù)控機床的機械化技術。待曲軸熱處理完成后,利用專業(yè)的機床設備進行中心孔的質(zhì)量修正,對汽車發(fā)動機曲軸前后端面進行精細加工。
在汽車發(fā)動機曲軸的動平衡檢測中,可以利用先進的動平衡檢測機械技術,如動平衡試驗機,提高汽車發(fā)動機的使用性能和安全系數(shù)。發(fā)動機曲軸使用前需要進行清洗,避免受到雜質(zhì)影響。另外,要采用先進的特化專用機械設備對曲軸軸徑進行線上檢測,以保證發(fā)動機曲軸的制造水平符合行業(yè)標準[19-20]。
4 結論
護汽車制造行業(yè)社會形象,提升汽車使用者的體驗度,進而促進我國汽車產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。
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當前,汽車發(fā)動機曲軸制造技術不斷進步,人們可以將機械加工技術應用到汽車發(fā)動機曲軸加工中,以提高汽車行駛的穩(wěn)定性和安全性。對曲軸機械加工技術進行創(chuàng)新和改進,可以提高汽車發(fā)動機制造行業(yè)整體水平,維