发动机曲轴热处理工艺论文

摘要：汽车制造业的飞速发展，金属热处理技术的日新月异功不可没，起着非常关键的作用，高校汽车制造相关专业的教学过程中更应对此加以重视。本文主要介绍了汽车专业教学中的重点与热点问题-汽车制造业中的热处理工艺，着重分析研究了热处理工艺在一些如曲轴、齿轮、轴承等汽车常用零部件中的开发与应用。下面小编整理了一些《发动机曲轴热处理工艺论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

发动机曲轴热处理工艺论文 篇1：

STR重型汽车10L发动机连杆热处理质量提升

摘要：文章从STR重型汽车10L发动机连杆热处理方向出发，讨论了热处理工艺、网带热处理炉对10L发动机连杆内在质量和外观质量的影响，并针对目前生产过程中产品存在的质量问题逐一提出改善或解决方案，使10L发动机连杆热处理质量得到大幅提升，降低不合格率和废品率，为企业提高经济效益。

关键词：STR重型汽车;10L发动机;连杆;热处理;质量提升 文献标识码：A

1 概述

连杆是汽车与船舶等发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能，又要求具有足够的钢性和韧性。

2 项目背景

10L发动机连杆是我公司STR重型汽车发动机中的重要部件，在服役过程中承受较大的应力和冲击，是关系到车辆行驶安全的关键部件。对于STR重型汽车10L发动机连杆，钢材成分40Cr热轧圆钢[技术要求：材料成分：C为0.40%～0.45%、Si为0.17%～0.37%、Mn为0.70%～1.00%、Cr为1.05%～1.25%、S为0.020%～0.035%、Mo≤0.10%、P≤0.025%、Al为0.020%～0.045%、H≤0.0002%、O≤0.0015%;非金属夹杂：A+B+C+D≤5.0级，晶粒度5～8级、极差≤3级，脱碳层单边深度≤公称直径1%;低倍组织：疏松≤2级、偏析≤2级、不允许：白点、皮下气泡、裂纹、缩孔残余等;淬火硬度(离开淬火端下列距离mm处的HRC)：J9≥55、J15≥50、J30≥35(端淬温度：850±5℃)]，供货方石家庄钢铁有限公司，重汽技术中心要求我公司锻造成型后首先进行调质热处理，使锻件基体金相组织达到少量铁素体和细晶粒回火索氏体均匀分布、等级1～3级，晶粒度5～8级、级差≤3级，最小屈服强度RP0.2≥540N/mm2，抗拉强度Rm～780～930N/mm2，延伸率A5≥14%，收缩率Z≥45%，冲击功Aku2≥47J，非加工表面单边脱碳层深度不大于0.3mm、全脱碳层深度不大于0.1mm，锻件表面布氏硬度为233～276HB，淬火后布氏硬度为415～601HB，同时10L发动机连杆产品交货时外观质量也有严格要求：表面磕碰、硌伤等凹缺陷深度≤0.5mm、翘曲≤0.5mm、对称度≤0.8mm等。

3 项目目的

我公司使用网带热处理炉对STR重型汽车10L发动机连杆调质热处理，产品主要供给中国重汽济南动力部和杭州发动机中心。根据近期济南动力部和杭州发动机中心多次质量信息反馈，产品存在如下问题：(1)10L发动机连杆表面磕碰伤较多，所占比例约20%，虽满足后续加工要求，但表面磕碰硌伤等凹缺陷深度和面积达到锻件图工艺参数要求临界值，存在超差不合格的隐患，引起客户抱怨;(2)10L发动机连杆表面布氏硬度在锻件图工艺要求范围内呈现较大离散，造成后续切削加工时啮合变形较大，甚至部分产品啮合度不符合机械加工工艺参数要求，判定为不合格品，被要求退货。根据济南动力部2016年1月至今加工统计数据，10L发动机连杆机加工后一次啮合合格率为70%，另有22%通过技术质量评审后让步接收，其余8%不合格退货并索赔工时费用。

经过对磕碰硌伤等凹缺陷的多次验证和分析，磕碰缺陷主要源自淬火池内传送系统处，产生于工件出热处理淬火炉时，在下料口内翻转砸伤以及落入淬火油槽中时碰撞输送带钢板所致，在进入回火炉入料口前及由回火炉出炉落入回火水池时也有部分磕碰;经过对硬度分布离散大和啮合变形大问题的多次验证和分析，在相同调质温度、调质时间、相似淬火油温度、相同摆料方式等条件下，对不同批次30组数据、每组数据30个连续淬火硬度值进行测定和分析，淬火硬度处于中线值即477～539HB占整体比例约60%，处于中线至下线值即415～477HB占15%，处于中线至上线值即539～601HB占25%，原因主要为淬火不稳定，淬火油池循环性能较差，同时对于淬火油池性能稳定性监控水平低，造成出现异常情况时不能及时解决，影响产品的调质热处理内在质量。

4 项目方案

4.1 网带热处理炉升级改进

4.1.1 淬火炉落料口改造：将落料口改造成双排通道，实现前后侧同时落料，使工件落料分散，避免堆料，提高淬火均匀性和稳定性;将落料坡度降低，减慢落料速度，同时减少下料口折弯，降低工件在下料口内翻转磕碰次数和程度。

4.1.2 淬火冷却循环系统改造：将喷射装置进行改造，重新设计尺寸，增大循环和喷射流量;重新设计喷射方向，由竖直改为斜向，增大接触面积，避免仅单侧喷射，且延长接触时间，从而提高系统的淬火冷却均匀性和稳定性，提升产品质量。

4.1.3 对淬火油槽内的输送带进行改造，首先提升输送带高度，降低下料口和输送带间距离;其次在下料口下端挡板和输送带之间增加二级传送网带，减少工件直接与输送带钢板间接触造成的磕碰伤。

4.1.4 对淬火槽输送带钢板进行改造，尤其是钢板上焊接的防滑凸起，进一步降低工件接触时的磕碰程度;在淬火槽内增设自动控温装置，固定测量位置和深度，更靠近工件入淬位置，提高数据的真实性、稳定性和准确性。

4.1.5 回火炉炉门改造：在回火炉进料口和出料口设置尺寸匹配的专用保温炉门，以减少不必要的热耗散，同时提高炉体加热稳定性和保温均匀性。

4.1.6 回火炉炉顶保温层改造：重做炉顶保温层，增大保温层厚度，并增加保温导流罩，从而提高炉体的整体加热和保温性能。

4.1.7 回火炉出料口滑道改造：重新设计出料口滑道的长度、坡度以及滑道最前端落料口宽度，保证工件出回火炉后能够顺利及时地沿滑道进入水池中，避免滞留现象。

4.1.8 回火炉水冷系统的改造：增设履带传送装置，并配合回火池中转运料箱的改造，达到工件能够由出炉、落料、水冷、出水空冷的自动化循环操作。

4.2 热处理工艺设计优化

当网带热处理炉按照项目实施方案改造完毕后，炉体加热、保温、淬火冷却等方面性能得到大幅提升，并结合40Cr材料性能特点和使用特性，按照10L发动机连杆参数要求对热处理工艺进行设计和优化，满足实际生产需求，即：淬火880±10℃，淬火油温75℃～90℃，淬火时间>3min，淬火时间150min，回火时间180min，回火温度650℃±20℃，出炉后入水，随履带出回火水池空冷。

4.3 网带热处理炉升级改进及热处理工艺设计优化完成后

4.3.1 选取同一炉号锻造成型的连杆，分三组每组各500件。

4.3.2 原材料成分检验，保证该炉号原材料成分满足技术要求。

4.3.3 每组严格执行热处理工艺进行生产，产品出炉后做好标识单独存放。

4.3.4 每组连杆锻件调质过程中按照10%比例对淬火后硬度进行抽检。

4.3.5 每组连杆锻件调质热处理后进行表面布氏硬度20%抽检，同时对该3组连杆锻件各送金相和性能检验，对比试验结果。

5 项目过程和结果分析

第一，原材料检验，结果如下：(1)材料成分：C为0.42%、Si为0.24%、Mn为0.82%、Cr为1.15%、S为0.026%、Mo为0.020%、P为0.014%、Al为0.032%、H≤0.0002%、O≤0.0015%;(2)非金属夹杂：A+B+C+D=4级、晶粒度7级、全脱碳层0.20mm;(3)低倍组织：疏松1级;偏析1级;无白点、皮下气泡、裂纹、缩孔残余等;(4)淬火硬度(离开淬火端下列距离mm处的HRC)：J9～58、J15～53、J30～42(端淬温度：850℃±5℃);经分析，连杆原材料成分符合技术要求，检验合格。

第二，每组连杆锻件按照热处理工艺参数设定并生产试验，即：淬火880℃，淬火油温75℃～90℃，淬火时间4.5min，淬火时间150min，回火时间180min，回火温度655℃，出炉后入水，随履带出回火水池空冷。

第三，对该150个淬火后布氏硬度数据进行离散型分析发现：淬火硬度处于中线值占整体比例由原约60%提升至95.8%，处于中线至下线值占1.9%，处于中线至上线值占2.3%，离散度大幅降低，淬火后硬度均匀性和稳定性得到极大提升。

第四，对调质热处理后三组连杆锻件分别送金相检验，结果如下：(1)第1组X500倍显微镜下金相组织F+S回2级，晶粒度7级，最小屈服强度RP0.2为580N/mm2，抗拉强度Rm877N/mm2，延伸率A5为15%，收缩率Z为47%，杆部单边脱碳层深度0.20mm、全脱碳层深度0.06mm，冲击功Aku2为62J;(2)第2组X500倍显微镜下金相组织F+S回2.5级，晶粒度7级，最小屈服强度RP0.2为566N/mm?，抗拉强度Rm868N/mm?，延伸率A5为15.2%，收缩率Z为48.2%，杆部单边脱碳层深度0.22mm、全脱碳层深度0.07mm，冲击功Aku2～57J;(3)第3组X500倍显微镜下金相组织F+S回2级，晶粒度6.5级，最小屈服强度RP0.2为582N/mm2，抗拉强度Rm901/mm2，延伸率A5为16.4%，收缩率Z为49.7%，杆部单边脱碳层深度0.26mm、全脱碳层深度0.05mm，冲击功Aku2～68J。经分析，三组连杆金相组织和性能检验均符合锻件热处理工艺技术要求，合格率100%。

第五，每组按照20%数量各抽取100件连杆做表面布氏硬度检验，三组连杆抽检表面布氏硬度均符合工艺要求，合格率100%。

第六，对每组10L发动机连杆按照外观质量要求进行100%检测，翘曲和对称度5%抽检。经检测数据汇总，磕碰硌伤等凹缺陷比例明显下降，由原20%下降至约2.7%，同时翘曲、对称度抽检均符合工艺要求，合格率100%。

6 结语

经网带热处理炉和热处理工艺的共同优化和改进后，10L发动机连杆的表面磕碰硌伤等凹缺陷比例明显下降，由原20%下降至2.7%，同时淬火均匀性和稳定性得到极大提升，处于中值区域比例由60%提升至95.8%。

该批分组实验10L发动机连杆发往济南动力部进行后续试加工，反应良好，表面磕碰伤问题得到根本解决，客户不再抱怨，同时产品外观质量也得到保证。经济南动力部加工后数据统计，一次啮合合格率由原70%提升至96%，其他4%经技术质量评审后可做让步接收，不合格率和废品率得到极大降低，产品内在质量得到极大提升。

综上所述，济南铸锻中心生产的STR重型汽车10L发动机连杆热处理质量通过设备改造和技术改进后，得到显著提升，不仅符合连杆产品工艺技术要求，同时满足收货方需要，整体提升中国重汽STR重型汽车产品质量，为中国重汽集团在汽车行业作为龙头做出贡献。

参考文献

[1] 中国机械工程学会热处理专业分会，《热处理手册》编委会.热处理手册(第2卷)[M].北京：机械工业出版社，2001.

(责任编辑：王 波)

作者：齐羿 朱洪磊 高波

发动机曲轴热处理工艺论文 篇2：

有关汽车专业教学中热处理材料及制造工艺的研究

摘要：汽车制造业的飞速发展，金属热处理技术的日新月异功不可没，起着非常关键的作用，高校汽车制造相关专业的教学过程中更应对此加以重视。本文主要介绍了汽车专业教学中的重点与热点问题-汽车制造业中的热处理工艺，着重分析研究了热处理工艺在一些如曲轴、齿轮、轴承等汽车常用零部件中的开发与应用。

关键词：汽车专业教学汽车制造业热处理工艺研究

中国现已成为世界第一汽车生产大国，由于中国人口众多，经济也在不断发展，因此，中国的汽车行业还有很大的发展潜力。汽车多元化新材料之间的竞争，也促使对钢铁新材料和新技术的研究开发。进一步研究出了同时具有高的强度、良好塑性、易成型、耐冲击的新材料，而且已经开始大量运用于汽车的各个部件。在我们汽车专业的教学过程中，对热处理材料及制造工艺的教学与研究也越来越引起师生的重视。

1汽车专业教学与汽车制造业中热处理研究的重要性

在提高汽车部件的使用性能指标的过程中，较为重要的一个方面是通过开发新的热处理技术来不断提高各零部件的性能质量。制造业一直所追求的目标就是要生产出质量可靠、性能良好、使用寿命长的产品。热处理可以通过改变材料的组织结构从而大幅度改变材料的性能，对于提高产品的质量、保证整机使用性能和可靠性都是至关重要的。

因此，无论是从教学还是从生产制造层面来看，热处理工艺在汽车制造业中都有着举足轻重的地位。虽然热处理的产值对于制造业的总产值来说很小，但是经过合适热处理后有可能大大提高整机的性能，可谓“四两拨千斤”。

2金属热处理的特点及分类

热处理工艺主要有加热、保温、冷却三个方面，这三个过程紧密相连。金属加热有很多的方法，有采用煤、木炭等固体燃料，也有采用液体或者气体燃料的。电加热由于其无污染，而且也比较容易调控，得到了很大的应用。

冷却在热处理中也是非常重要的，主要是控制工件的冷却速度。一般而言，淬火冷却速度最快，正火次子，退火最慢。但对于不同的钢材，要求也有不同。金属热处理工艺大致可以分为化学热处理、表面热处理和整体热处理。化学热处理是将工件放在含有C、N等元素的介质中加热，使这些元素渗入到工件表面层中，改善其性能的一种热处理方法。化学热处理的主要方法有渗氮、渗碳、渗金属等。表面热处理是只加热工件表层，使其表面的组织或者应力状态发生改变，以此来改善其表层力学性能的一种热处理方法。为了只加热工件表层，必须使用具有高能量密度的热源，使工件表层或局部在很短的时间内达到高温，主要有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

3我国高校汽车专业教学与国内汽车制造业中的热处理现状

相对于发达国家而言，我国高校汽车专业的热处理教学以及汽车制造业中的热处理技术水平都还相对较为落后。但是改革开放以来，随着汽车制造业的蓬勃发展，热处理产业也在发生着巨大的变化。一方面，很多具备一定科研与教学实力的高校纷纷开设了汽车制造与维修相关的专业，促进了热处理在汽车行业的科研与教育;另一方面，许多汽车公司从国外进口了大量的热处理先进设备，引进了很多热处理的工艺和技术，同时各高校及汽车制造厂家纷纷派遣教学及科研人员到国外学习先进热处理技术。因此，我国汽车制造业中的热处理产业虽然起步较晚，但风头正劲。

4汽车典型零部件的热处理工艺教学与研究

41曲轴

发动机是汽车的核心部件，曲轴又是发动机的关键。它的作用是将活塞的往复运动变为旋转运动，并输出功率。在工作中，曲轴承受很大的交变弯曲应力、扭转应力和一定的冲击载荷，另外轴颈表面還受到磨损。随着汽车性能要求的不断提高，发动机的功率不断增大，曲轴必将承受更大的交变载荷，对曲轴材质的强度、韧性、可靠性的要求也越来越高。另外，应当顺应当今世界汽车材料的发展趋势，采用轻量化材料以减轻汽车自重，减少汽车的燃油消耗，节约石油资源，降低环境污染;选用和开发替代材料简化零件生产工艺，降低生产成本。提高曲轴的性能除了改善材料本身之外，还可以通过热处理和其他表面强化方法加以提高。

42 齿轮

齿轮在汽车中的使用量是非常大的，而且也起着非常重要的作用，其主要的作用是传递动力、调节速度和改变运动方向。在齿轮工作时，啮合齿轮面之间不仅有滚动，也有滑动，齿轮根部受到交变弯曲和脉冲应力的作用，所以，齿轮受到接触应力、弯曲应力、摩擦力等多种应力的同时作用。其主要的热处理工艺：

(1) 正火。主要是改善在锻造时所产生的不良组织，提高工件的加工性能;同时也有利于除去其中的H元素，防止产生氢脆、白点等不利的影响。对于20CrMnTi，采用普通的正火方法很难使其组织均匀，而且硬度也不同，因此，这样非常不利于工件的切削加工。如果采用等温正火的方法(加热到920至960 ℃之间，然后保温150 分钟，接着风冷到620至650 ℃之间，保温75 分钟，之后再风冷60 分钟，使温度下降到300 ℃，最后空冷)，这样可以获得均匀的细片状珠光体组织以及粗大的先析铁素体组织，大大降低了其的硬度，利于切削加工。

(2) 渗碳。一般采用连续式炉进行气体渗碳。对于渗碳层要求不是很深的齿轮，为了使其畸变减小，一般可以使用相对低一点的渗碳温度，温度通常控制在920 ℃左右，渗碳的时间保持7个小时左右，使渗碳的深度达到12至16 mm。

43其他常用零部件

以上主要介绍了曲轴、齿轮和滚动轴承的热处理工艺，其他常见的典型汽车零部件还有很多，比如汽车弹簧、连杆、螺栓、活塞销等重要的零部件，对其进行合理的热处理之后，可以大大提高其综合性能，延长使用寿命。因此，对于汽车的轻量化、使用性能的优化以及减小生产成本等方面都起着至关重要的作用，推动了整个汽车制造业的飞速发展。

5结束语

我国汽车产业仍然存在着结构不合理、自主开发能力薄弱等问题，加之国内高校的汽车专业起步较晚，很多还处于初级摸索性阶段，要想在此背景下谋求更大的发展，必须要通过积极引进国外先进的汽车专业技术，努力培养高素质、高技术人才，来适应高速发展的国内汽车制造行业。

参考文献：

[1] 潘健生，胡明娟 热处理工艺学 高等教育出版社，2009

[2] 支德瑜 汽车材料轻量化的一些途径汽车工艺与材料，1999，6：11

作者：陈健

发动机曲轴热处理工艺论文 篇3：

某国六柴油发动机曲轴加工工艺解析

摘要： 本文针对某国六柴油发动机曲轴的结构要求，识别加工工艺难点，对比、分析不同工艺方案的优缺点，选择最优的曲轴加工工艺方案。重点对所选工艺方案实施涉及的工艺流程、装备进行论述，解析工艺方案实施过程中的具体问题，确保加工过程设计完全满足该曲轴特性要求。

关键词： 国六;发动机;曲轴;加工工艺

Key words： China VI;engine;crankshaft;processing technology

0 引言

隨着汽车行业进入高速发展阶段，随之而来的环境和能源问题日趋加重，轻量化技术变成了各个汽车企业提升市场竞争力的关键[1]。曲轴作为汽车发动机核心零件，它的设计参数不仅影响着发动机的可靠性及寿命，在很大程度上影响发动机整体的尺寸和重量[2]。国六排放标准的实施乃大势所趋，各柴油发动机企业纷纷布局国六发动机，为了在市场竞争中占据主动，对国六发动机零部件的设计进行优化，比如新材料、新结构等，而这些优化设计必然会对零部件的生产制造产生影响，这些影响势必引起过程工艺的变化。本文针对某国六柴油发动机曲轴的结构特点，对曲轴加工过程进行解析，制定最优的机加工艺方案。

1 曲轴加工工艺解析

1.1 曲轴基本要求

某六缸发动机曲轴采用锻钢毛坯，排量13.5L，满足国六B排放要求[3]，曲轴结构如图1所示，曲轴后端中心采用螺纹孔结构，用来安装齿轮，如图2。该曲轴结构设计把正时齿轮和法兰集成到一个零件(图2中齿轮)，可以有效节约曲轴总成在发动机中所占空间。另外其他尺寸方面的要求：

①曲轴前后端销孔、螺纹孔相对第一连杆颈P1、第一/七主轴颈位置要求Φ0.15，该位置度会影响发动机正时;

②曲轴各主轴颈以M1、M7为基准跳动要求0.1;

③各主、连、前后端轴颈圆度要求0.006。

这些尺寸要求在常规曲轴加工中并不难保证，但在该国六曲轴加工工艺选择时，必须考虑如何确保这些尺寸要求。

1.2 曲轴加工工艺解析

根据该曲轴结构及基本尺寸要求，粗加工工艺流程与常规曲轴加工基本一致：车削前后端及止推轴颈→内铣主连轴颈→加工油孔→淬火→回火。常规曲轴精加工工艺一般采用精磨主连轴颈→加工两端螺纹孔及销孔→精磨前后端轴颈，但该国六曲轴过程工艺设计中需要考虑以下几个方面：

首先，曲轴后端中心孔尺寸的保证必须采用精加工方式加工，而精磨主连轴颈、精磨前后端轴颈必须以中心孔定位，为保证磨削后各轴颈的跳动要求，两个磨削工序的定位基准必须保证一致，即中心孔加工必须在两个精磨工序之前或者之后。

其次，曲轴前后端螺纹孔与轴颈外圆的壁厚较小，螺纹孔加工后，在螺纹孔对应的轴颈部位会出现塌陷情况，影响轴颈圆度。如图3所示，后端10个螺纹孔加工后，圆度仪检测M7轴颈三个截面的圆度，发现两个截面圆度出现异常，造成圆度异常的原因就是M7轴颈在螺纹孔部位出现塌陷现象，而第三个截面因螺纹孔深度未到该截面，圆度未受影响，因此加工前后端螺纹孔工序必须在精磨前后端轴颈之前。

最后，曲轴前后端螺纹孔、销孔相对曲轴主连轴颈的位置度要求较高，因此该工序加工的定位基准应是精加工后的部位，另外后续工序的加工不能影响前后端孔的尺寸精度。

2 工艺方案选择

2.1 不同工艺方案对比

通过上述工艺难点解析，如何选择合理的工艺方案来保证曲轴的各特性要求，需要进行充分的分析和论证，如表1中对各工艺流程方案进行优缺点分析。

2.2 工艺方案确定

从表1中可以看出，方案7的工艺方案可以满足该国六发动机曲轴的特性要求，但是工艺冗长，仅适合小批量加工。另外在该曲轴生产线规划时，考虑到采用自动化桁架来对精加工工序进行串联，因此工艺流程选择尽可能简短才能发挥自动线高效率的优势。方案1、2、3的工艺流程最短，但是方案1、2却存在无法解决的质量问题，方案3虽然存在前后端孔尺寸无法保证的缺点，我们可以通过对工艺装备的优化改进，避免前后端孔位置度无法保证的问题，因此最终工艺方案选择：回火→加工螺纹孔+销孔+中心孔→精磨主连→精磨前后端。

2.3 工艺装备选择

2.3.1 曲轴前后端螺纹孔、销孔、中心孔加工

该方案前后端孔的加工选用双转塔动力自动化设备，可以满足同时加工两端孔的加工，每个转塔有8个工位动力头，满足多类型刀具的自动切换，加工效率高。本方案加工时，各定位基准未进行精加工，可以通过夹具设计、测量系统来保证孔位置度尺寸。如图4为设备夹持方案，V型支撑部位M1、M7，角向、轴向定位采用液压油缸压紧，确保曲轴在加工过程中定位稳定。

前文提到本工艺方案的最大缺点是孔位置度的保证，夹持、定位部位是粗加工完成，且此时曲轴经过中频淬火，热处理变形不可避免。但该设备配备工件测量系统，可以对曲轴轴线进行检测后再进行加工，可以保证曲轴前后端孔相对曲轴轴线的位置度;另外该设备多工装动力头，可以有多余动力头配备修中心孔刀具，不仅可以修正热处理产生的变形，还能去除前序使用中心孔造成的中心孔顶伤等缺陷，保证后续精磨定位基准的完好。

2.3.2 精磨曲轴主轴颈、连杆颈及止推面

曲轴主轴颈、连杆颈及止推面磨削采用行业内先进的双CBN砂轮随动磨削技术，具备双砂轮同时磨削，另外设备具备中心架保持、磨前工装测量、智能偏磨、砂轮修整噪音检测等功能，该设备的质量保证能力、磨削效率属于领先水平。

该设备可以有效保障主连轴颈的磨削质量，那么如何来保证已加工的曲轴前后端孔位置度呢?前序重新修中心孔，而中心孔又是精磨的定位基准，所以两端孔相对曲轴轴线的位置度不会受精磨工序的影响或者影响有限，但是两端孔角向位置度(即相对P1轴颈的位置度)如何来保证?常规曲轴磨削并未在角向进行定位，上料位置大概正确就可以了，角向位置以机床测头的检测来确认，但是不适用此曲轴磨削方案。前工序加工的前后端销孔是以P1为定位加工，P1轴颈属粗加工，P1磨削后可能造成销孔角向位置度超差。该国六曲轴磨削工序机床通过对头架工装进行改进，采用前端销孔定位，定位方式如图5，工装保证销孔与P1中心的角度关系，磨床以此时的P1中心作为角向位置进行智能磨削，此定位方案可以保证曲轴前后端销孔的角向位置度要求。

2.3.3 精磨曲轴前后端轴颈

该曲轴前后端磨削可以采用常规曲轴的磨削方案，也可以采用双砂轮机床，实现一次装夹完成前后端轴颈的同时磨削，效率高。

2.4 工艺方案实施中其他问题解析

在该国六曲轴工艺方案实施过程中，也遇到了一些工艺方面的问题。

第一，后端螺纹孔加工时，丝锥寿命不高、易折断。通过对M7部位进行切样分析，发现淬硬层已延伸到螺纹孔位置(图6)，影响刀具寿命。批量生产过程中，对M7淬硬层最大深度进行管控(图7)，该问题得到改善。

第二，該曲轴前后端销孔位置度属于关键特性，该工艺流程需要在两端孔加工工序和精磨工序都设置抽检要求，确保该关键特性的质量。因两个工序销孔位置度基准有存在被加工情况，如角向基准P1轴颈被精磨，正常情况下应该制作两个检具来检测两个工序的销孔位置度，我们通过对检具进行改进，实现在一个检具上检测两个工序的销孔位置度。检具设计方案如下：

①检具采用顶中心孔方式进行定位(两个工序中心孔位置不变)，弹性滚轮支撑除了可以分担两顶尖的压力、适应不同轴颈直径的支撑，也可以确保曲轴正常转动。曲轴前后端孔位置度检具(多孔位置度盘)与顶尖滑动配合，检测前后端螺纹孔、销孔相对曲轴轴线的位置度。(图8)

②销孔角向位置度检测采用常规的V型块固定角向基准，确保销孔中心处于理论上水平状态，此时测定、对比销孔实际中心高度与理论中心高度的偏差来检测角向位置度。因该曲轴前后端销孔与P1之间的夹角不同，因此检测前后端销孔高度时，P1轴颈需要固定在不同位置(图9)，本检具的特点是V型块可以翻转，且V型块中心相对翻转中心不对称，即检测前端销孔时，如图9左所示V型块保证P1在理论位置，而检测后端销孔时，把V型块如图9右所示翻转180°定位P1，就可以保证后端销孔中心处于水平位置，检具便捷。

3 结束语

随着发动机技术的发展，对零部件的性能、结构、质量等有了一些新的要求，这些新要求势必会影响零部件的制造工艺，推动零部件加工工艺装备、工艺方法、质量管理等制造方面的不断更新和完善。

参考文献：

[1]李光霁，刘新玲.汽车轻量化技术的研究现状综述[J].材料科学与工艺，2020，28(5)：47-61.

[2]许雷明，董志恒，陆郁.发动机曲轴降本增效实践[J].内燃机与配件，2021(1)：13-16.

[3]GB 17691-2018，重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)[S].

作者：杨军 李小新