发动机曲轴制造技术进展与未来

发动机曲轴制造技术进展与未来

曲轴制造技术的发展趋势

1、铸造技术

（1）熔炼

对于高牌号铸铁的熔化，将采用大容量中频炉进行熔炼或变频中频炉熔炼，并采用直读光谱仪检测铁水成分。球墨铸铁处理采用转包，研制新品种球化剂，采用随流孕育、型内孕育及复合孕育等先进孕育方法。熔化过程的各参数实现微机控制和屏幕显示。

（2）造型

消失模铸造将得到发展和推广。在砂型铸造中，无箱射压造型和挤压造型将受到重视并继续在新建厂或改建厂中推广应用。原有的高压造型线将继续使用，其中部分关键元件将得到改进，实现自动组芯和下芯。

2、锻造技术

以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻（楔横轧）制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统（FMS）。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较，选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。

3、机械加工技术

曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工，以有效减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求，以保证磨削质量的稳定。高精设备依赖进口的现状，估计短期内不会改变。

4、热处理技术和表面强化技术

（1）曲轴中频感应淬火

曲轴中频感应淬火将采用微机监控闭环中频感应加热装置，具有效率高、质量稳定、运行可控等特点。

（2）曲轴软氮化

对于大批量生产的曲轴来说，为了提高产品质量，今后将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机（清洗干燥）、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机（清洗干燥）、控制系统及制气配气等系统组成。

（3）曲轴表面强化技术

球墨铸铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用于曲轴加工中，另外，圆角滚压强化加轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中，锻钢曲轴强化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。

公司简介

山东滨州海得曲轴有限责任公司是一家具有40多年曲轴生产历史的内燃机配件骨干企业，目前已形成9大系列60多个品种，并与广西玉柴、一汽大柴、东风朝柴、扬柴等10余家国内知名发动机主机厂配套，并有多种产品出口到美国及东南亚地区。公司的产品研发紧跟汽车工业发展方向，公司装备有数控化曲轴加工生产线（见图1），并引进了日本直读光谱分析仪、美国EDS公司SolidEdge三维设计软件、美国ADCOLE曲轴三坐标测量机、数控曲轴磨床、数控砂带抛光机、数控曲轴圆角滚压柔性智能加工系统）等先进仪器及设备。公司具有完善的质量保证体系，1998年起先后通过ISO9002：1994、ISO9001：2000、ISO/TS16949：2002国际质量体系认证。总投资5亿元的海得曲轴工业园已经动工兴建，主要装备均瞄准世界同行业先进水平，力争打造一个具有核心竞争力的专业化强势制造集团。

作者简介

李海国，毕业于东南大学机械工程系机电控制及自动化专业，现为山东滨州海得曲轴有限责任公司技术中心工程师，主要从事CAD/CAM/CAPP工作，目前已先后发表了《曲轴径向圆跳动误差的试验研究》、《曲轴磨削加工振动机理及消振措施》、《曲轴连杆颈轴线位置误差的新型检测方法》、《用可调夹具加工曲轴法兰盘端面孔》等50余篇论文。