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发动机曲轴加工新技术应用

2017年06月12日10:10
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       摘要:本文介绍了当前乘用车发动机曲轴生产线使用的新技术和新设备,为发动机企业在曲轴生产线的投资规划提供参考,为曲轴加工项目管理人员提供借鉴,对提高我国发动机曲轴制造水平有一定的指导意义。


       神龙公司近年投资的一条曲轴生产线仅有17道工序、19台设备,为U形线布局,占地面积仅1 400m2,循环时间1.3min,配备6台机械手,操作工仅8名,年产1.6T/1.8T两种涡轮增压发动机曲轴20万支,其显著特点是采用了近年来兴起的曲轴加工新技术,如打质量中心孔、高速外铣、使用数控曲轴磨床等,简化了工艺流程,稳定了加工过程,提高了加工质量。通过大量采用CNC控制技术及机械手,形成了自动生产线,减少了操作人员,缩短了单件产品加工时间,提高了生产效率。


       1. 曲轴加工工艺流程


       乘用车涡轮增压发动机曲轴加工的典型工艺流程:动平衡、打质量中心孔→车第5主轴颈→车法兰→粗加工主轴颈、连杆颈及轴肩→钻油道孔及倒角→粗磨主轴颈、连杆颈轴颈、侧壁及沉割槽→清洗、吹干→圆角滚压→精车、滚光止推面+精车小端→精车法兰端面及凹槽→精磨主轴颈、连杆颈、小端→加工两端螺纹孔、销孔及铰法兰端中心孔→精磨曲轴法兰端→曲轴动平衡去重→砂带抛光主轴颈、连杆颈及法兰外颈→自动检查、作标记→曲轴最终清洗。


       2. 先进技术的应用


       (1)动平衡、打质量中心孔。曲轴加工过程中的定位基准为中心孔,按其加工位置可分为几何中心孔和质量中心孔,利用V形块或其他方式找出曲轴主支承轴颈的几何中心,在此中心上加工出的中心孔称为几何中心孔。利用专用的测试设备测量出曲轴的质量中心,在此中心上加工出的中心孔称为质量中心孔。当采用几何中心孔进行后续的车、磨加工时,工件旋转产生离心力,会影响加工质量,而且加工后剩余的动不平衡量较大,在动平衡工序中需多次反复测量和去重才能达到技术要求,效率低,影响生产节拍,造成半成品废品率的增加和定位元件的损耗。采用质量中心孔就能解决这类问题,提高循环节拍。


       图1所示为COMAU SYMES10型曲轴质量中心测量机,曲轴放置在设备的鼠笼中,与鼠笼一起旋转,测量出鼠笼与零件一起的不平衡量为M,鼠笼的不平衡量(M1)是已知的,零件的不平衡量M2=M-M1。通过专用的计算公式,设备可通过M2自动算出曲轴的平衡轴的坐标位置,将测量结果传输至COMAUSDC700L型全自动曲轴两端加工中心,其测量不确定度≤40μm,可以测量多个品种的曲轴,零件品种可自动识别, 循环时间为1.2min,设备简单可靠。

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