先進的曲軸加工刀具技(jì)術
2015-3-22 來源:山特維克可樂滿 作者:-
在內燃機中,曲軸( 見附圖) 的作用是將活塞的往複運動(dòng)轉化為旋轉(zhuǎn)運動。這就意味著劇烈的加速和減速,並伴隨高彎曲變形(xíng)、高轉(zhuǎn)矩和(hé)振動衝擊,導致非常高(gāo)且多變的應力。如此極端化的應力需要(yào)精心的設計和計算、選擇(zé)合適的(de)材料以及批量加工(gōng)工藝。這些應力集中於支承軸頸和平衡塊輻(fú)板之間的圓角半徑處以(yǐ)及油(yóu)孔上,因此需要(yào)特別關注這些位置的加工(gōng)。
當今市場(chǎng)要求汽車製造商供應更(gèng)小的發動機(jī),同時又需要滿足更高的功率和速度要求,這進一步增加了曲軸的負荷和(hé)應力。於是,製造商不斷地為這些零件尋找強度更高(gāo)的材料,通常包括高合(hé)金(jīn)金屬。
球墨鑄鐵是用於較(jiào)低負荷發動機( 主要是汽油發動機) 的標準材料,而大馬力發動機( 包括大(dà)多數(shù)柴油發動機) 則(zé)使用較(jiào)昂貴的合金鋼鍛件。用於曲軸的鋼種一(yī)般都會(huì)經過各種熱處理,如淬火和回火。在一(yī)些特殊的高(gāo)端應用區域( 包括賽車) ,曲軸可能(néng)直接從圓鋼上加工而成。
由於上述條件限製,曲軸(zhóu)加(jiā)工成為目前要求最嚴格的大批量金屬切削加工(gōng)工藝。曲軸生產線也成為整個汽車製造過程中最大的硬質合金(jīn)消耗者。加工曲軸兩端和軸頸的一(yī)種簡單方式是,在傳統的車床或車(chē)削中心上進行(háng)車削。這顯然需要從刀柄到加工軸頸表麵之間有充足(zú)的空間。該方法的好(hǎo)處包括可以使用標準機床、刀具和刀片,以達到高靈活性和低成本。
一台專用機床具(jù)備車削和車拉能力(lì),就可以在(zài)曲軸回(huí)轉中(zhōng)心上對軸頸進行加工。用於粗加工和精加工的刀(dāo)片可以同時安裝在同一個刀盤上(shàng),一(yī)次完整的切削行程就能加工出一個特別形狀。其他好處包(bāo)括重(chóng)複定位精度、良好的加工(gōng)表麵質量、較小的公差、延長刀具壽命(mìng)、減少換刀次數帶來的(de)機床高利用率以(yǐ)及縮短加工時間等。車拉加工的缺點是專(zhuān)
用機床和刀具的成本(běn)較高,以及需要使用大量刀片。一個更專業的車削方法是運用多齒車刀片(piàn),以實現有利於切屑(xiè)控(kòng)製的降成本努力(lì),以及不采用拉削動作。
無論采用什麽方法,曲軸加工的整(zhěng)體目標(biāo)包括切屑控製、延長刀具壽命、縮短加工節拍和提(tí)高產(chǎn)品質量。曲軸通常由幾台專用機床組成的生產線大批量生產。但是,單件加工的方式也可用(yòng)在一些特殊的交鑰匙項目中(zhōng),例如賽車發(fā)動機曲軸和船用柴油機曲(qǔ)軸。
外部和(hé)內部銑(xǐ)削則代(dài)表了另(lìng)一種方法,特別是連(lián)杆頸加工。如果平衡塊有大餘量需要去除,那(nà)麽裝配帶刀片的刀塊的銑刀盤是極具吸引力的(de)選擇。對於這些應用,山特維克可樂滿有超過40 年的經驗。油孔鑽削和銑削加(jiā)工是曲軸生產中硬質合金消耗量最大的工(gōng)序。在曲軸油孔中,通常孔深是直徑的20倍,因此這是非常困難(nán)的(de)加工(gōng)任務。使用最多的工(gōng)具包括槍鑽(zuàn)以及采用油霧潤滑的硬(yìng)質合金麻花鑽。高質量精加工也必不可少(shǎo),因為鑽孔周圍有可能形成應力(lì)集(jí)中。
目前,全世界隻有6 家切削(xuē)刀具(jù)製造商有能力為曲軸加工提(tí)供刀具,而真正推動該領域技(jì)術發展的公司則更少,山特維克可樂滿(mǎn)就是這(zhè)極少數中的一個。山特維克可樂滿位於德國杜塞爾多夫的曲軸能力中心與世(shì)界(jiè)各地的原始(shǐ)設備製造商及機(jī)床製造商合作,項目遍(biàn)布大約20 個國家。新興市(shì)場在(zài)這一行業的(de)規模正在擴大,尤其是在(zài)中國,該中心最近在(zài)中國開設了新的分支機構。
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