曲軸加工為什么這么難？

ainet.cn 2022年10月27日

曲軸是汽車發(fā)動機(jī)的核心零部件之一，其質(zhì)量在很大程度上決定著發(fā)動機(jī)的工作性能和壽命，并直接影響到汽車整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保排放的達(dá)標(biāo)率。工作中曲軸會受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用，這就要求曲軸不但要有足夠的強(qiáng)度和剛度，還要表面耐磨、工作均勻、平衡性好，因此外形輪廓和粗糙度就成了曲軸的兩項(xiàng)關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)。所以在加工曲軸時，選擇專用的砂輪和車銑鉆刀具才能更好地保證生產(chǎn)效率與質(zhì)量。今天給大家介紹3M VT陶瓷結(jié)合劑CBN 砂輪和廈門金鷺車銑鉆刀具。

3M VT陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪

1. 加工工藝、解決方案介紹

3M VT陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪采用了全新的結(jié)合劑系統(tǒng)，結(jié)合力更強(qiáng)，組織更開放，獨(dú)特的氣孔技術(shù)能夠提供各種氣孔密度并保證組織內(nèi)部氣孔分布更加均勻。同等結(jié)合強(qiáng)度，可以用更少的結(jié)合劑從而提高組織開放度，提高砂輪的磨削效率降低機(jī)床負(fù)載，降低振紋風(fēng)險(xiǎn)、燒傷風(fēng)險(xiǎn)以及鐵屑或微顆粒導(dǎo)致的表面劃傷。

3M VT陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪

VT結(jié)合劑CBN砂輪組織顯微照片

該款砂輪還采用了分段式設(shè)計(jì)和粘接工藝。分段式的料片設(shè)計(jì)可以精準(zhǔn)的控制料片尺寸，從而適應(yīng)各種砂輪形貌的需求，單個料片設(shè)計(jì)與整體料圈相比，在壓制時，內(nèi)部密度更均勻；制造過程中原材料利用率高，燒制成材率更高；后期使用過程中如果發(fā)生意外碰撞，可以更換掉被破壞的料片，而不需要報(bào)廢整片砂輪。

3M VT陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪擁有本地化的供應(yīng)鏈及生產(chǎn)，可以有效地降低成本和縮短交貨期，后期維護(hù)和技術(shù)支持也更具實(shí)效性。以上特性保證了3M VT陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪在曲軸的主軸頸&連桿頸磨削工序中提供更高、更穩(wěn)定的工件質(zhì)量，更低的單件成本和更短的交貨期。

在后道拋光工序中，最先提出精密拋光概念的3M公司也提供了可供選用的一系列產(chǎn)品，其中業(yè)內(nèi)最為常用的為372L、373L和382L這幾種薄膜背基研磨產(chǎn)品，它們已廣泛地被各大汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠商所采用。同以紙或布為背基的傳統(tǒng)砂帶相比，薄膜背基砂帶更適用于包括汽車發(fā)動機(jī)曲軸在內(nèi)的各種精密加工行業(yè)。（見下圖薄膜背基研磨產(chǎn)品，布基研磨產(chǎn)品和紙基研磨產(chǎn)品的對比）

這種砂帶的特點(diǎn)是以優(yōu)質(zhì)聚酯薄膜為背基，采用靜電植砂，實(shí)現(xiàn)礦砂以收斂的正態(tài)分布。由于薄膜背基異常平整，同時在水性冷卻潤滑液中使用不會出現(xiàn)傳統(tǒng)砂帶的收縮、變形等缺陷問題，所以薄膜背基砂帶在加工過程中可以提供一致的零件光潔度、均勻的切削性能以及很好的圓度，形位公差和尺寸控制能力。

2. 加工實(shí)例

零件名稱：2.0T 發(fā)動機(jī)4缸曲軸

零件材料：鍛鋼

加工類型：主軸頸&連桿頸磨削

設(shè)備：曲軸磨削專用機(jī)床

研磨產(chǎn)品：VT結(jié)合劑CBN砂輪

磨削參數(shù)

加工類型：曲軸表面拋光

設(shè)備：曲軸拋光機(jī)

研磨產(chǎn)品：372L、373L和382L薄膜背基砂帶

實(shí)際操作參數(shù)：

進(jìn)給量index length：20mm

壓力Clamping pressure：100PSI

速度Velocity：100RPM

振動Oscillation：1/8帶寬

時間working time：20秒

壓塊硬度Shoes’ Hardness：>90

廈門金鷺車銑鉆刀具

廈門金鷺特種合金有限公司，是廈門鎢業(yè)股份有限公司旗下的骨干企業(yè)，成立于1989年。公司擁有從鎢粉、碳化鎢粉、硬質(zhì)合金到切削工具的完整產(chǎn)業(yè)鏈，是知名的鎢粉、碳化鎢粉供應(yīng)商和出口商，也是高品質(zhì)硬質(zhì)合金及精密切削工具的制造商和服務(wù)商。

1. 加工工藝、解決方案介紹

曲軸加工解決方案：針對主軸頸、連桿頸、曲軸大小頭、油孔等部位，適配滿足客戶工況的車銑鉆刀具進(jìn)行加工，如下圖所示。

曲軸加工解決方案

2. 加工難點(diǎn)

曲軸形狀不規(guī)則，加工余量大且不均勻，其材料多為高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼或球鐵鑄鐵，加工難度大。曲軸主軸頸及連桿頸采用內(nèi)銑或外銑刀盤專機(jī)加工，加工軌跡復(fù)雜，刀盤直徑大，最大直徑可達(dá)1000mm，裝刀數(shù)量多，為常規(guī)銑削刀片的5~10倍，對刀盤及刀片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工精度、切削性能具有較高的要求。

3. 加工方法

廈門金鷺內(nèi)銑采用高精度、高剛性刀體，搭配LNE刀片，實(shí)現(xiàn)高效加工，外銑采用高精度超密齒刀盤，實(shí)現(xiàn)高速、高效加工。

目前已推出CS1及CS2系列刀片，其中CS1系列刀片刀尖強(qiáng)度高，適用于大余量柴油機(jī)曲軸加工，CS2系列刀片刃口鋒利，適用于汽油機(jī)及小型柴油機(jī)曲軸加工。