曲轴加工工艺讲解

曲轴加工工艺分析一拖（洛阳）柴油机公司2013年07月08日1大家好！欢迎到千年帝都、牡丹花城——洛阳来作客！洛阳是国务院首批公布的历史文化名城之一洛阳是“丝绸之路”起始点之一洛阳是中国历史上唯一被命名为“神都”的城市洛阳是中国历史上建都时间最早、建都时间最长的城市洛阳是中国优秀旅游城市和“感动世界的中国品牌城市”洛阳是中国重工业城市之一13二、曲轴的功能三、曲轴加工工艺艺浅析四、典型的曲轴失失效形式及分分析一一、发动机概述一、发动机概述(1).发动机概述内燃机是将燃燃料在其燃烧烧室中燃烧产产生的热量直直接转化为机机械能的一种种动力机械。。(2)发动机分类：：从所用燃料分分：汽油机，，柴油机，天天然气发动机机，双燃料发发动机从着火方式分分：压燃式，，点燃式从冲程数分：：四冲程，二二冲程从汽缸冷却方方式分：水冷冷，风冷从增压程度分分：自然吸气气，增压，增增压中冷（水水空中冷及空空空中冷）从汽缸排列方方式分：直列列式，V型从混合气准备备方式分：化化油器式，直直喷式从用途分：拖拖拉机用，汽汽车用，工程程机械用，船船用，发电机机组用(3)柴油机基本构构成1.机体和气缸盖盖2.曲柄连杆机构构，3.配气机构4.供给系统（包包括燃料供给给系统和进、、排气系统）），润滑系统统，冷却系统统，启动装置置5.增压系统（对对于增压机））3.1机体和气缸盖盖缸体：内燃机机的骨架，内内燃机所有零零件几乎都要要装在它上面面。。缸盖：：密封封汽缸缸上平平面，，并与与汽缸缸和活活塞组组成燃燃烧室室。3.2曲柄连连杆机机构简简图往复活活塞式式内燃燃机的的的主主要工工作机机构，，它承承受燃燃料燃燃烧时时产生生的气气体力力，并并将此此传递递给曲曲轴对对外输输出做做功，，同时时将活活塞的的往复复运动动转变变为曲曲轴的的旋转转运动动，是是实现现热功功转换换的主主要机机构。。213.3配气机机构简简图按照内内燃机机工作作循环环要求求，保保证新新鲜空空气或或可燃燃混合合气体体适时时充入入汽缸缸，并并将燃燃烧后后的废废气及及时排排出3.4.1燃料供供给系系统3.4.2进/排气系系统3.4.3润滑系系统减磨、、冷却却、清清洗、、密封封、防防锈3.4.4冷却系系统3.4.5启动系系统启动系系统包包括：：电瓶瓶、导导线、、启动动电机机。3.4.6增压系系统介介绍增压是是在没没有增增加柴柴油机机的排排量和和转速速的情情况下下，提提高动动力性性、经经济性性和降降低排排放的的有效效手段段，也也是柴柴油机机的发发展趋趋势。。在高原原地区区，由由于空空气稀稀薄，，非增增压机机的功功率就就会明明显下下降。。增压压器在在高原原运行行时随随着海海拔高高度的的升高高，其其转速速也会会升高高，增增压压压力就就会升升高。。而增增压机机由于于这些些自身身的调调节，，功率率不会会明显显下降降二、曲轴轴的功能能(1)曲轴概述述及组成成1.1曲轴是活活塞式发发动机中中的一个个重要零零件，用用来将活活塞的往往复运动动转变为为旋转运运动。承承受冲击击载荷、、并且对对外输出出功率。。曲轴和连连杆、活活塞等一一起组成成曲柄连连杆机构构。发动动机工作作时，活活塞向下下的推力力，经连连杆传到到曲轴，，由曲轴轴将活塞塞的往复复运到变变为曲轴轴绕其本本身轴线线的旋转转运动，，并向外外输出功功率，经经传动系系驱动汽汽车或拖拖拉机。曲轴在使使用中的的磨损是是决定发发动机是是否需要要大修的的一个主主要因素素，如果果曲轴质质量没有有保证，，将严重重影响整整机的寿寿命。因此对曲曲轴材质质以及毛毛坯加工工技术、、精度、、表面粗粗糙度、、热处理理和表面面强化、、动平衡衡等要求求都十分分严格。。其中曲曲轴机械械加工不不仅影响响曲轴质质量，而而且还与与生产率率和成本本等有密密切关系系。1.2.曲轴的组组成：1）曲轴前前端（小小头）2）由连杆杆轴颈、、曲柄臂臂及主轴轴颈组成成的曲拐拐3）曲轴后后端（法法兰）三、曲轴轴加工工工艺浅析析(一)、定位基基准的选选择1.粗基准的的选择曲轴的毛毛坯一般般呈弯曲曲状态，，为了保保证两端端中心孔孔都能钻钻在两端端面的几几何中心心上，粗粗基准选选择靠近近两端的的轴颈（（1、5主轴颈））;轴向定位位基准一一般选择择中间主主轴颈两两边的曲曲柄。因因为中间间主轴颈颈两边的的曲柄处处于曲轴轴的中间间部位，，用作粗粗基准可可以减小小其它曲曲柄的位位置误差差。2.精基准的的选择曲轴与一一般的轴轴类零件件相同，，最重要要的精基基准是中中心孔。。曲轴轴向向的精基基准一般般选取止止推面，，曲轴径径向定位位一般选选取平衡衡块的定定位平台台或法兰兰上的定定位孔。。(二)、曲轴工艺艺性分析析2.1质量中心心孔及几几何中心心孔的选选用⑴如果果毛坯质质量好，，留有的的加工余余量小，，且加工工余量分分布均匀匀，曲轴轴的质量量中心基基本上与与几何中中心重合合，则不不必花费费较高的的经费购购置定心心设备，，而选用用几何中中心孔，，节省昂昂贵的质质量定心心设备投投资。目目前西欧欧各国对对于质量量良好的的毛坯，，经多年年实践验验证，推推荐采用用几何中中心孔。。⑵如果毛坯坯质量较较差，毛毛坯加工工的余量量大，而而且余量量分布不不均匀，，则优先先选用钻钻质量中中心孔。。因初始始不平衡衡量较大大，如果果钻几何何中心孔孔，质量量分布的的不均匀匀，使转转动惯量量较大，，易损害害加工设设备精度度。再则则，在进进行精平平衡时，，动平衡衡机对上上机允许许平衡的的初始不不平衡量量有一定定要求，，超过规规定要求求的不能能进行平平衡。为为了达到到平衡精精度要求求，因此此，也必必须选用用质量定定心，进进行第一一次动平平衡，控控制初始始不平衡衡量。在在精平衡衡时才能能经动平平衡去重重检测合合格。2.2曲曲轴粗粗加工曲轴粗加加工工艺艺从设备备出现的的先后历历经了单单刀车、、多刀成成型车、、外铣、、内铣、、车拉、、车车拉拉、高速速随动外外铣、复复合加工工工艺。。由于外外铣、内内铣、车车拉、车车车拉、、高速随随动外铣铣是多个个刀片交交替进行行加工，，并且为为小片状状切屑，，可产生生较小的的径向切切削力，，有效的的减小了了曲轴粗粗加工的的切削变变形，变变形量大大的多刀刀成型车车逐渐淘淘汰。通常曲轴长度度在在700mm以下时采用车车车拉、外铣铣工艺居多；；曲轴长度在在700mm以上时多采用用外铣或内铣铣曲轴主轴颈颈和连杆轴颈颈工艺。毛坯余量的大大小也是选择择铣削或车拉拉、车车拉工工艺的依据之之一，毛坯余余量大，通常常≥5mm（单边余量）），常采用外外铣或内铣工工艺，毛坯质质量好,余量≤3mm（单边余量））常采用车拉拉、车车拉工工艺。曲轴粗加工也也可以先进行行内铣（或外外铣）主轴颈颈和连杆轴颈颈，去除大部部分余量，释释放应力再进进行车车拉主主轴颈和连杆杆轴颈，这样样对减小曲轴轴的粗加工变变形更为有利利，经过车车车拉后，曲轴轴相当于进行行了粗磨，获获得了较高的的轴向尺寸和和轴颈尺寸精精度。以下就曲轴粗粗加工各类工工艺优缺点及及适用范围列列表，在曲轴轴粗加工工艺艺确定时以作作参考。表2-1曲轴粗加工工工艺比较表序号工艺名称优点缺点适用范围1单刀车机床简单，可用普通车床；投资少；刀具简单、便宜；加工效率低；曲轴变形大；自动化程度低；加工精度低。单件、小批量生产2多刀成型车机床较简单；投资较少；刀具简单、便宜；加工效率较高。曲轴变形较大；自动化程度低较低；加工精度较低。成批、大批量生产3外铣较高的切削速度（可300m/min）；较短的切屑时间；切削力较小；工件温升较低；尽可能多的刀片；刀具寿命高；加工精度高。设备投资中等；刀具为专用刀具，价格较高。适合曲轴长度在700mm以下成批、大批量生产。4内铣刀片数量较少；可承受较大负荷；单件刀片成本低，刀具寿命可达外铣2倍左右；只能加工不带轴向清根曲轴；不易对刀；非切屑时间较长，加工工序时间比外铣多30%~50%；设备投资高；刀具为专用刀具，价格高。适合曲轴长度在700mm以上余量较大成批、大批量生产。续表2-1曲轴粗加工工工艺比较表序号工艺名称优点缺点适用范围5车拉、车车拉是加工带轴向清根曲轴唯一方法；具有较高柔性；曲轴变形小，加工质量高，可代替粗磨；绝大多数刀片不需要磨削，刀片成本较低。对平衡块侧面需要加工的曲轴不是最佳工艺；效率比铣削低；设备投资高；刀片消耗较大。适合曲轴长度在700mm以下成批、大批量生产。6高速随动外铣对平衡块侧面需加工的曲轴，生产效率是最高；具有较高柔性；加工质量高；设备投资高；加工效率较低；自动化程度高。适合曲轴长度在700mm以下单件或大批量生产。7复合加工一次装夹完成曲轴加工；具有较高柔性；加工质量高；设备投资高；加工效率低；自动化程度高。适合各类曲轴单件、小批量生产2.3磨削工艺曲轴粗磨主轴轴颈是为了消消除车削主轴轴颈产生的应应力弯曲，提提高轴颈尺寸寸精度以给加加工连杆颈提提供好的定位位和支承。半半精磨主轴颈颈主要是为了了消除热处理理产生的应力力弯曲，给曲曲轴其它部分分及连杆颈加加工提供好的的定位和支承承。精磨主轴轴颈是保证曲曲轴主轴颈尺尺寸精度、形形位公差的关关键，同时为为连杆颈精磨磨提供良好定定位。连杆颈的磨削削分为粗磨和和精磨，连杆杆颈的尺寸精精度、形位公公差是靠连杆杆颈精磨工序序来保证的，，连杆颈的精精磨工序是曲曲轴生产中保保证曲轴质量量的最重要工工序。曲轴是否粗磨磨或半精磨与与曲轴粗加工工工艺选择和和曲轴自身精精度要求有较较大关系。国内磨削工艺艺一般分为粗粗磨、精磨。。国外曲轴加加工，大多数数厂家都是一一次精磨到位位。而在我国曲轴轴的技术条件件中，中间主主轴颈对1-7主轴颈的跳动动要求十分严严格。以6缸机为例：通通常为0.02-0.03mm（感应淬火曲曲轴）或0.05mm（软氮化曲轴轴），这就对对曲轴主轴颈颈加工的要求求更加严格。。以钢质曲轴轴为例，经中中频感应淬火火后进行圆角角滚压并校直直，通常使跳跳动量控制在在0.15-0.20mm之间，经重新新修整中心孔孔后，使其跳跳动量控制在在0.075-0.10mm之间，通常跳跳动量超过0.08mm，一次磨削就就难以达到0.025-0.03mm跳动量要求。。如果增加一次次半精磨（粗粗磨），使其其跳动量控制制在0.05-0.08mm范围内，再经经一次精磨可可以稳定控制制其中间主轴轴颈对1-7主轴颈跳动量量要求。相对对而言，4缸机曲轴加工工情况要好一一些，可以省省略半精磨主主轴颈工序，，直接精磨。。曲轴主轴颈、、连杆轴颈的的精磨是曲轴轴精加工工序序，是保证质质量关键工序序。由于CNC技术的推推广应用，曲曲轴主轴颈和和连杆轴颈磨磨床技术进步步很快，广泛泛采用了带砂砂轮自动动平平衡，自动修修整砂轮，自自动测量和自自动补偿技术术，中心架自自动跟踪技术术，随着磨削削轴颈尺寸的的减小，中心心架跟踪支撑撑在相对应的的磨削轴颈上上，减少曲轴轴磨削变形。。恒线速功能的的CNC主轴轴颈和连杆轴轴颈磨床，可可避免曲轴磨磨削烧伤，有有效控制曲轴轴磨削变形，，从而保证曲曲轴主轴颈和和连杆轴颈的的圆度≤0.005mm，圆柱度≤≤0.005mm，中间间主轴颈对两两端主轴颈跳跳动≤0.03mm（六六缸机），≤≤0.02mm（四缸机机）。关于主轴颈——连杆颈—大大小头或连杆杆颈—主轴颈颈—大小头两两种磨削顺序序，应由加工工精度要求来来确定，前者者利于保证曲曲轴偏心距的的尺寸精度，，后者利于轴轴颈跳动量的的保证。2.4.1四缸机锻钢曲曲轴的典型工工艺序号工序名称及内容设备OP10铣定长，加工中心孔，铣定位块、套铣油封直径及芯轴端直径卧式加工中心OP20铣主轴颈、连杆颈及沟槽，止推面，油环曲轴连杆颈铣床OP30铣小圆面，钻油孔卧式加工中心OP40钻铰，倒角法兰面上的工艺孔，钻铰攻法兰面上的螺纹孔，完成中心孔加工，钻铰加工中心孔，卧式加工中心OP50热处理OP60沟槽滚压及校直沟槽滚压及校直机床OP65精磨主轴颈，油封外径,芯轴外径数控多轮磨床OP70精磨连杆颈数控连杆颈磨床OP80精车止推面及法兰面法兰面加工机床OP90铣键槽卧式加工中心OP100油孔去毛刺，倒角，键槽、锐角去毛刺，刷、探测油孔去毛刺机机器人OP110动平衡、去重动平衡机OP120抛光主轴颈及连杆颈，止推面及油封直径及圆角曲轴砂带抛光机OP130探伤磁力探伤机OP140最终清洗、干燥清洗机OP150主轴颈、连杆颈检测、分组、打印外径分组打刻机OP160整体表面涂油、入库2.4.2六缸机锻钢（（热模锻）曲曲轴的典型工工艺序号工序名称及内容设备10铣曲轴两端面定总长双端面铣床20粗动平衡，钻质量中心孔质量定心机30粗车小端数控车床40粗车法兰端数控东床50铣定位面立式铣床60线外检测检测仪（电感式）70粗铣全部主轴颈、连杆轴颈及轴肩和颈板面曲轴内铣床80车/车拉全部主轴颈和园角曲轴车车拉机床90车/车拉1、6连杆轴颈及园角曲轴车车拉机床100车/车拉2、5连杆轴颈及园角曲轴车车拉机床110车/车拉3、4连杆轴颈及园角曲轴车车拉机床110J线外检测电感测量仪120枪钻直油孔和斜油孔CNC枪钻中心130孔口修缘及去毛刺机器人130J线外检测人工观察续2.4.2六缸机锻钢（（热模锻）曲曲轴的典型工工艺序号工序名称及内容设备140清洗专用油道孔清洗机150中频感应淬火CNC曲轴中频感应淬火机术160回火连续回火炉170主轴颈及连杆颈园角滚压及校直园角滚压机170J检测180重修中心孔，加工法兰孔、小端孔多工位自动线190半精磨1~7主轴颈CNC7砂轮磨床190J线外检测电感测量仪200精磨1、6连杆轴颈CNC双砂轮曲轴磨床210精磨2、5连杆轴颈CNC曲轴双砂轮磨床220精磨3、4连杆轴颈CNC曲轴双砂轮磨床220J线外检测电感式测量仪230精磨全部主轴颈CNC7砂轮磨床240精车或滚压止推面止推面精加工机床续2.4.2六缸机锻钢（（热模锻）曲曲轴的典型工工艺序号工序名称及内容设备250精磨小端CNC斜切端面外园磨床260精磨法兰端CNC斜切端面外园磨床270粗、精铣键槽多工位键槽铣床280终动平衡CNC动平衡机290磁粉探伤荧光磁粉探伤机300抛光全部主轴颈、连杆轴颈止推面油封颈NC曲轴抛光机310清洗定点、定位清洗机310J终检（在线检测）M110综合检测机320涂油，包装2.5工序分析1、铣端面工序序有两个作用用：保证曲轴轴的总长；保保证中心孔的的质量。若端端面不平，则则中心钻上两两个切削刃的的受力不均，，钻头引偏而而折断。这也也是“先面后后孔”原则的的具体应用。。2、中心孔的重重要性：中心心孔除影响曲曲轴的质量分分布外，它的的重要性还在在于它是曲轴轴加工的重要要精基准，直直接影响曲轴轴的加工精度度，因此中心心孔必须满足足其质量要求求。但工件经经过粗加工后后，中心孔的的精度往往不不可避免地受受到影响，所所以在精加工工之前，必须须对中心孔进进行修研，确确保符合其技技术要求。可可用油石或橡橡胶砂轮修研研。。3、精车或滚压压止推面。止止推颈是加工工长度尺寸的的一个基准，，其两侧扇板板的厚度应分分均匀，否则则极易使整根根曲轴的轴向向尺寸发生偏偏移，即单边边，致使曲轴轴各扇板厚度度不一而致废废。4、因曲轴刚度度差，故车主主轴颈的工序序，采用前后后刀架同时横横向进给一次次加工成型的的机床，必须须注意刀排分分布应合理，，车刀应常换换常磨，进刀刀量应适中。5、加工法兰孔孔、小端孔。。法兰孔太深深会影响第七七主轴颈及法法兰的强度,太浅会影响内内装黄油的空空间和装轴承承的轴向位置置。小头是与与起动爪相连连，传递大力力矩,所以首先要保保证小头的有有效深度，其其次小头孔倒倒角应圆整光光滑,角度正确,保证精磨小头头时外圆跳动动合格,否则就应重新新精修小头孔孔倒角。6、铣定位面。。为了使车连连颈时角度分分布均匀，按按照铸造毛坯坯六缸曲轴的的角度均布原原理去掉铸造造余量,故必须铣好定定位面。不论论定位面向那那边有所偏移移,都会严重改变变铸件曲轴工工序余量的均均匀分布,严重偏移的致致使连颈加工工不足而致废废7、磁粉探伤。国国家颁布的《曲轴技术条件件》明确规定，每每根曲轴必须须经磁力探伤伤并且执行严严格的磁力探探伤标准,它是曲轴加工工过程中唯一一可较直观地地检查曲轴浅浅表层质量的的工序；注意意探伤后曲轴轴必须退磁。。8、钻直油孔和和斜油孔。此此工序主要保保证钻斜油孔孔的角度和它它的进出口位位置。斜油道道的作用是在在轴颈与轴瓦瓦相对运动时时提供润滑油油，如果油孔孔口偏移,那么进入轴瓦瓦油道的润滑滑油减少，造造成发动机整整体燃油经济济性下降,甚至有可能造造成早期磨损损，轴瓦抱死死等严重事故故。所以,在加工时首先先要保证直油油道与斜油道道交接口足够够大,其次要保证直直油道在轴颈颈方向不偏移移。9、精磨主轴颈颈。把两顶尖尖孔倒角处抹抹干净,去掉砂粒、油油泥,确保加工基准准——中心孔的精度度，必要时修修研。精磨开开始前，要提提前启动机床床，使砂轮运运转一定时间间后,利用修整器器把砂轮的的厚度和圆圆弧修整。。砂轮的圆圆周表面要要修细致,否则不能保保证磨削后后轴颈的粗粗糙度而形形成螺旋纹纹印。因为为曲轴较长长，必须用用中心架作作为一个辅辅助支撑，，进入精磨磨后，先磨磨一个轴颈颈至合适尺尺寸（留至至比成型尺尺寸大0.1～0.2mm），使支中中心架有一一个合适的的基准面。。为了使整整根曲轴在在加工运转转时的刚性性和紧固性性增强，可可采用V型夹具来装装夹曲轴主主颈一、主主颈七位置置。测量时时，应千分分尺和表架架上的千分分表结合起起来使用。10、小头精磨磨一般单独独安排一道道工序。此此工序主要要是小头跳跳动和小头头长度尺寸寸易超差。。加工前应应先用百分分表检查主主颈一跳动动，若超差差，则应重重新修正小小头中心孔孔倒角，直直到跳动合合格。11、键槽的对对称度是从从两个方面面要求，一一是对连1轴颈中心线线的对称度度，二是对对主轴颈的的对称度。。对称度是是通过调动动V型夹具和定定位销来保保证的。12、油孔口抛抛光。因为为如果油孔孔口有毛刺刺，则会刮刮伤轴瓦，，造成早期期拉毛现象象；如果油油孔口有尖尖角，则曲曲轴运转时时应力集中中形成裂纹纹影响其使使用寿命；；特别是如如果主油道道口与斜油油道口交接接处过渡不不圆整，粗粗糙度低，，更容易形形成应力集集中。13、随着技术术的发展，，曲轴动不不平衡的要要求越来越越严格，动动不平衡量量越小，曲曲轴工作时时运转越平平稳，噪音音越小，磨磨损越少，，寿命越长长。(三)曲轴部分加加工设备简简介3.1车车拉机床床车车拉设备备一次设定定能完成所所有同心圆圆的车削，，并在同一一台机床上上完成车及及车拉加工工，加工效效率高，通通过使用特特殊卡盘和和刀具系统统还能实现现柔性加工工，且机床床保养简便便维护成本本也较低，，特别适用用于平衡块块侧面不需需加工、轴轴颈有沉割割槽的曲轴轴。其中拉拉削工艺可可用高效的的梳刀车削削工艺代替替，梳刀加加工通常放放到该工序序的最后工工步，通过过微量的径径向进给和和纵向车削削实现高速速精加工。。3.2高高速随动外外铣90年代中期又又开发出CNC高速外铣，，对平衡块块侧面需加加工的曲轴轴，生产效效率是最高高。另外，，CNC车车拉工艺艺加工连杆杆轴颈要二二道工序，，CNC高速随动外外铣只要一一道工序就就能完成。。连杆轴颈颈偏心尺寸寸精度也很很高，所以以CNC高速外铣将将是曲轴主主轴颈和连连杆轴颈粗粗加工的发发展方向。。现介绍一款款型号为VDF315OM-4的高速随动动外铣床。。该机床是是德国BOEHRINGER公司专为汽汽车发动机机曲轴设计计制造的柔柔性数控铣铣床，该设设备应用工工件回转和和铣刀进给给伺服连动动控制技术术，可以一一次装夹不不改变曲轴轴回转中心心随动跟踪踪铣削曲轴轴的连杆轴轴颈。采用一体化化复合材料料结构床身身，工件两两端电子同同步旋转驱驱动，具有有干式切削削、加工精精度高、切切削效率高高等特点；；使SIEMENS840DCNC控制系统，，设备操作作说明书在在人机界面面上，通过过输入零件件的基本参参数即可自自动生成加加工程序，，可以加工工长度450～700mm、回转直径径在380mm以内的各种种曲轴，连连杆轴颈直直径误差为为±0.02mm。3.3曲轴轴复合加工工设备进入21世纪以后，，复合加工工工艺已进进入曲轴制制造业中。。奥地利WFL公司生产的的卧式车铣铣复合加工工中心具有有一定的代代表性。WFL公司提出了了“一次装装夹，完全全加工”的的概念。如如M40G车铣中心集集成了双主主轴车削中中心、五轴轴加工中心心、深孔镗镗、铣、钻钻和三坐标标功能于一一身，在一一台具有双双主轴的车车铣复合加加工中心上上可以对曲曲轴主轴颈颈和连杆轴轴颈、油孔孔、大、小小头进行完完全加工，，加工后的的曲轴可直直接转入精精加工工序序。该机床尤其其适合大型型曲轴的生生产。3.4CNC曲轴轴磨床以德国JUNKER公司的摆动动跟踪系列列磨床为例例，该设备备采用了用用于高速加加工的CBN砂轮和使用用油冷却曲曲轴的组合合，适用于于加工汽车车发动机曲曲轴，质量量可靠。主主要性能有有：在加工工过程中检检测并修正正轴颈圆度度和尺寸；；带有“学学习功能””的控制系系统，附加加对圆度偏偏差和干扰扰量的自动动补偿，可可进行补偿偿的干扰量量是温度，，机械及动动力影响，，磨削余量量的变化，，材料以及及金相结构构的变化，，砂轮的可可切削性，，机床的磨磨损状况；；磨削主轴颈颈和连杆轴轴颈一次装装夹，理论论上的偏差差为零；切切入式磨削削及摆动式式磨削；对对“敏感工工件”的支支撑，在主主轴上采用用自动对中中心的三点点式中心架架；CNC控制制的的冷冷却却剂剂供供给给保保障障了了磨磨削削区区域域的的持持久久用用量量；；采采用用静静压压圆圆型型导导轨轨，，无无爬爬行行现现象象，，确确保保持持久久的的高高精精确确度度（（X轴导导轨轨，，进进给给丝丝杠杠，，止止推推轴轴承承））；；减减震震抗抗扭扭转转床床身身，，使使用用矿矿物物的的合合成成材材料料浇浇注注而而成成，，具具有有良良好好的的吸吸震震抗抗弯弯功功能能；；砂砂轮轮轴轴适适用用于于高高达达140m/s的磨磨削削。。型型号号为为““JUCRANK6000/50-50””的数数控控曲曲轴轴磨磨床床具具有有四四片片CBN砂轮轮，，每每片片均均可可独独立立磨磨削削，，一一次次装装夹夹可可磨磨削削全全部部主主轴轴颈颈和和连连杆杆颈颈。。以美美国国LANDIS曲轴轴主主轴轴颈颈、、连连杆杆颈颈磨磨床床为为例例，，当当磨磨削削余余量量双双边边0.5-0.75mm时，，精精磨磨后后可可以以达达到到：：圆圆度度0.004mm，圆圆柱柱度度0.005mm，表表面面粗粗糙糙度度Ra0.63-0.4（轴轴颈颈））Ra0.8-0.63（圆圆角角、、止止推推面面）），，中中间间主主轴轴颈颈对对1-7主轴轴颈颈跳跳动动：：当当上上磨磨床床前前达达到到≤≤0.08mm，精精磨磨后后可可达达到到0.025-0.03mm。随着着CBN高速速磨磨削削在在曲曲轴轴加加工工中中的的应应用用：：在在2分钟钟内内可可以以完完成成四四缸缸机机曲曲轴轴主主轴轴颈颈、、四四个个连连杆杆轴轴颈颈的的粗粗磨磨。。在在CBN刀具具成成本本降降低低以以后后，，将将来来会会出出现现以以磨磨代代替替其其他他粗粗加加工工工工艺艺的的新新局局面面。。在曲曲轴轴加加工工设设备备方方面面，，目目前前国国内内一一些些机机床床生生产产厂厂家家相相继继开开发发出出了了CNC控制制的的曲曲轴轴主主轴轴颈颈和和连连杆杆轴轴颈颈磨磨床床、、高高速速曲曲轴轴外外铣铣床床、、曲曲轴轴车车车车拉拉机机床床、、专专用用曲曲轴轴加加工工机机床床等等，，并并已已投投放放市市场场。。随随着着国国产产曲曲轴轴设设备备稳稳定定性性和和可可靠靠性性的的提提高高。。将将为为我我国国生生产产出出价价廉廉物物美美的的曲曲轴轴作作出出贡贡献献。。(四)、曲轴机机加工发发展方向向随着我国国数控机机床的不不断增加加，曲轴轴粗加工工将广泛泛采用数数控车床床、数控控内铣床床、数控控车拉床床等先进进设备对对主轴颈颈、连杆杆轴颈进进行数控控车削、、内铣削削、车-拉削加工工，以有有效减少少曲轴加加工的变变形量。。曲轴精精加工将将广泛采采用CNC控制的曲曲轴磨床床对其轴轴颈进行行精磨加加工，此此种磨床床将配备备砂轮自自动动平平衡装置置、中心心架自动动跟踪装装置、自自动测量量、自动动补偿装装置、砂砂轮自动动修整、、恒线速速度等功功能要求求，以保保证磨削削质量的的稳定。。为满足足曲轴轴日益益提高高的加加工要要求，，对曲曲轴磨磨床提提出了了很高高的要要求。。现代代曲轴轴磨床床除了了要有有很高高的静静态、、动态态刚度度和很很高的的加工工精度度外，，还要要求有有很高高的磨磨削效效率和和更多多的柔柔性。。近年年来，，更要要求曲曲轴磨磨床具具有稳稳定的的加工工精度度，为为此，，对曲曲轴磨磨床的的工序序能力力系数数规定定了Cp≥≥1.67，这意意味着着要求求曲轴轴磨床床的实实际加加工公公差要要比曲曲轴给给定的的公差差小一一半。。随着着现代代驱动动和控控制技技术、、测量量控制制、CBN（立方方氮化化硼））砂轮轮和先先进的的机床床部件件的应应用，，为曲曲轴磨磨床的的高精精度、、高效效磨削削加工工创造造了条条件。。一种种称之之为连连杆颈颈随动动磨削削的工工艺。。正是是体现现了这这些新新技术术综合合应用用的具具体成成果。。这种种随动动磨削削工艺艺可显显著地地提高高曲轴轴连杆杆颈的的磨削削效率率、加加工精精度和和加工工柔性性。在对连连杆颈颈进行行随动动磨削削时，，曲轴轴以主主轴颈颈为轴轴线进进行旋旋转，，并在在一次次装夹夹下磨磨削所所有连连杆颈颈。在在磨削削过程程中，，磨头头实现现往复复摆动动进给给，跟跟踪着着偏心心回转转的连连杆颈颈进行行磨削削加工工。要要实现现随动动磨削削，X轴除了了必须须具有有高的的动态态性能能外，，还必必须具具有足足够的的跟踪踪精度度，以以确保保连杆杆颈所所要求求的形形状公公差。。CBN砂轮的的应用用是实实现连连杆颈颈随动动磨削削的重重要条条件。。由于于CBN砂轮耐耐磨性性高，，在磨磨削过过程中中砂轮轮的直直径几几乎是是不变变的，，一次次修整整可磨磨削600～800条曲轴轴。CBN砂轮还还可以以采用用很高高的磨磨削速速度，，在曲曲轴磨磨床上上一般般可采采用高高达120～140m/s的磨削削速度度，磨磨削效效率很很高。。四.典型的的曲轴轴失效效形式式及分分析典型的的曲轴轴失效效形式式及分分析曲轴是是汽车车发动动机的的重要要零件件，在在工作作中主主要承承受弯弯曲和和扭转转复合合载荷荷作用用。使使用过过程中中曲轴轴的断断裂很很少发发生，，发生生断裂裂的原原因主主要有有以下下几方方面：：力学学性能能不合合格、、加工工精度度不够够、承承受异异常应应力等等，而而且一一般为为弯曲曲疲劳劳断裂裂较多多，扭扭转疲疲劳断断裂较较少某中重重型卡卡车发发动机机曲轴轴在用用户使使用时时发生生断裂裂，其其中1#曲轴在在第六六连杆杆轴颈颈处发发生断断裂，，见图图1；2#曲轴在在第四四连杆杆轴颈颈处发发生断断裂，，见图图2。该曲轴轴使用用42CrMoA材料，，生产产工序序为：：下料料-锻造-调质处处理-机加工工-轴颈及及圆角角感应应淬火火-精加工工。图11#曲轴图22#曲轴4.1断口分分析1#曲轴在在第六六连杆杆轴颈颈处发发生断断裂，，断裂裂平面面与轴轴颈成成45ºº角，断断口呈呈典型型的扭扭转疲疲劳断断裂形形貌，，断口口两侧侧断面面分别别如图图3、图4所示。。裂纹纹源在在距离离轴颈颈表面面约3～5mm处的油油孔内内侧，，油孔孔内侧侧表面面有较较多加加工凹凹痕，，深浅浅不一一，未未见其其它材材料缺缺陷，，见图图5～图8所示。图31#曲轴断口口图41#曲轴断口口图５1#裂纹源图６1#油孔图71#裂纹源（（弧形原原始区域域）图８1#裂纹源（（弧形原原始区域域）２#曲轴在第第四连杆杆轴颈处处发生断断裂，断断口呈弯弯扭复合合疲劳断断裂形貌貌，断口口两侧断断面分别别如图10、图11所示。磁磁粉探伤伤发现有有裂纹从从油孔内内部延伸伸至轴颈颈表面，，见图12、图13所示。裂裂纹源最最早产生生在距离离轴颈表表面约3～5mm处的油孔孔内侧，，油孔内内侧表面面有较多多加工凹凹痕，深深浅不一一，未见见其它材材料缺陷陷，见图图14、图15所示。该该曲轴先先发生扭扭转疲劳劳，在裂裂纹扩展展过程中中，由于于结构因因素和承承受复杂杂载荷作作用，在在多个部部位发生生弯曲疲疲劳和扭扭转疲劳劳，进而而最终断断裂时呈呈现复杂杂的弯扭扭疲劳断断裂。图102#曲轴断口口图112#曲轴断口口图122#轴颈表面面破坏形形貌图132#油孔内裂裂纹图142#裂纹源（（弧形区区域）图152#裂纹源4.2讨论分析析该曲轴的的连杆轴轴颈表面面硬度偏偏低，表表面淬火火组织为为屈氏体体，有效效硬化层层深度不不足，应应该是加加热不十十分充分分，而且且有一定定的表面面回火现现象。油孔的加加工刀痕痕导致了了该区域域的应力力集中，，是导致致曲轴断断裂的主主要原因因之一。。该曲轴断断口处的的弧形原原始裂纹纹区域，，完整独独立，沿沿晶倾向向明显典典型；同同时，发发生于次次表层，，该次表表层可能能处于拉拉应力区区。这两两方面原原因综合合分析，，应考虑虑是否有有淬火裂裂纹的存存在，在在后续工工作中值值得关注注。4.3结论关注注该曲轴为为扭转疲疲劳断裂裂或弯扭扭复合疲疲劳断裂裂，引起起断裂的的原因为为：（1）该曲轴轴的感应应淬火工工艺有问问题；（2）油孔加加工的刀刀痕引起起了应力力集中。。76谢谢大家家！9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。14:08:2314:08:2314:0812/29/20222:08:23PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2214:08:2314:08Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。14:08:2314:08:2314:08Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2214:08:2314:08:23December29,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。29十十二月20222:08:23下午午14:08:2312月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月222:08下下午午12月月-2214:08December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2914:08:2414:08:2429December202217、做