摘要：以某4 缸鑄鐵缸體的加工為例，介紹了缸（gāng）體加工曲軸孔的常見工藝和設備（bèi），通過解（jiě）決缸體線曲（qǔ）軸孔（kǒng）加工能力低的問題，分析了缸體曲軸孔加工中的常見問題和關鍵加工（gōng）參數，為（wéi）缸體（tǐ）曲軸孔的加工提供（gòng）參考經驗。
   
     關（guān）鍵詞（cí）：缸體；曲軸孔；加工中心；工藝；位置（zhì）度
 
     發動機缸體屬於典型的多麵多孔的箱體類（lèi）零（líng）件，主要加工特（tè）征是平麵（miàn）和（hé）孔係，加工工藝複雜。曲軸孔為缸體上的重要孔係。曲軸的高速運轉對（duì）曲軸孔的（de）加工提出了較高的要求，其表麵粗（cū）糙度低，尺寸精度高，形狀精度和位置精度高，曲軸孔的加工質量直接（jiē）影（yǐng）響發動機的性能。本（běn）文主要為提升曲軸孔位置度加工能力提供一（yī）些（xiē）解決思路。

 
      1 、曲軸孔加工工藝和設備
 
      加工中心采用德國EXCEL 設備，設備型號XS211（B-AXIS，HSK63，FanucCNC 係統），設備主（zhǔ）軸圖見圖1。

        
  
      圖1 機床結構示意（yì）圖

                              圖2 曲軸孔加工要求圖

      曲軸孔加工要求見（jiàn）圖2，加工孔有5 個（gè），圖示#951（同901），952（同902），953（同903），954（同904），955（同905）孔，加工要求包括：直徑、位置度（dù）、同軸度、圓度、粗糙度等（děng）。

      曲軸孔加工工藝為：粗鏜曲軸孔半圓→粗銑軸承蓋接合（hé）麵→加（jiā）工軸承蓋安裝孔→精銑軸承蓋接合麵，機床自帶測量（liàng）係統100%測量（liàng）並進行（háng）自動（dòng）補償→清洗零件→安裝軸承蓋→精鏜曲軸孔→鉸珩曲軸孔，設備自帶（dài）測量係統（tǒng）對直徑100%測量（liàng）→清洗→拆出軸承蓋→裝軸瓦及止推片→裝曲軸→安裝軸承蓋→回轉力矩測（cè）量。而精鏜和鉸珩曲軸（zhóu）孔是（shì）曲軸孔加工中的重點和（hé）難點，本文（wén）著重分析提高本工（gōng）位加工中曲軸孔位置（zhì）度的能力問題。

      下圖3 中1 為缸體，
 
      2 為軸承蓋，3 為軸承蓋安裝螺栓，軸承蓋（gài）安裝後形成完整的曲軸孔。

            圖3 曲軸孔結構示意圖
  

  
      2 、曲軸孔刀具（jù）切削（xuē）過程
 
     首先，T16001 加工#955，#954 檔，然後（hòu）T16002加工#953，#952，#951 檔。加工時，首先加（jiā）工出一二擋孔，用（yòng）此（cǐ）兩孔做為長刀的支撐導向（xiàng）孔，以長刀保證加工的（de）穩定和各孔間的同（tóng）軸度。加工後麵三孔時，用加工好的前兩擋（dǎng）孔作為長刀體上導向條的支（zhī）撐孔，刀具旋轉時，切削液會在導向條與已加工孔之間形成一（yī）層油膜，對（duì）刀體起（qǐ）到（dào）支撐作用，從而保證切削穩定。通過刀具自定位的方法，解（jiě）決了刀具剛性不足的問題，同時也以此保證了各擋孔之間的同軸度。
   

                                       圖4 加工示（shì）意圖

    
     3、 曲（qǔ）軸孔（kǒng）加工中能力低問（wèn）題描述
 
     2012 年至今（jīn），缸體OP160 曲軸孔位置度能力持續小於0.8，見圖5 能（néng）力曲線圖，目（mù）標要求0.8。

                                   圖5 能力曲線圖

        
      4、 曲軸孔加工中能力低問題原因分析（xī）
 
      針對曲軸孔位置度加工能力不達標問題，從人、機、料、法、環、測進行了問題定義樹分析，如下圖6所示。

                                         圖6 問題定義（yì）樹
 
     針對問題定義樹，原因（yīn）分析如表1 所示。

                                      表1 原（yuán）因分析表
  
     
  

     5 、曲軸孔（kǒng）加工中能力低問題要因確認
 
     要因確認一： 切削液濃度低。提高缸體線OP160B 切（qiē）削液濃度至11~12%，圖7 數據對比如下：

                                              圖7 數據對比圖

      #955 距離主軸較近，為短刀（dāo）加工（gōng），Y 方向較調整（zhěng）之前更加穩定，中（zhōng）間有偏離（lí）中值現象，後（hòu）續需及時（shí）調整，X 方向穩定；#951 距離主軸較遠（yuǎn），為長（zhǎng）刀加工，Y方向數據波幅較（jiào）之前有所（suǒ）改善，X 方向（xiàng）穩定。要因確認二：刀片耐磨（mó）性差。批量切件驗證（zhèng）前角零度刀片，單方向數據穩定，能（néng）力值改善明顯，見圖8。
   

                                     圖8 數據對比圖
   
     經過客觀（guān）驗證，我們確定了兩（liǎng）個要因：
 
    （1）切削液濃度（dù）低，油膜（mó）剛度差；
    （2）刀片耐磨性差導致曲軸孔（kǒng）加工跳動大。
 

    6 、曲軸孔加工中能力低問題對策
 

     對策實施一（yī）：提高切削液（yè）濃度（dù）。設備濃度檢測數據如下（驗證值（zhí）為11%~12%），數據（jù）如下圖8。更改切削（xuē）液濃度至今（jīn），能力數據前後對比如表（biǎo）2 所（suǒ）示。
 

                                 圖9  濃度檢測數據圖
 
 
                                         表2 能力數據對比圖
  
    
  
   
     結論：更改切削液濃度後（hòu），1、5 檔整（zhěng）體位置度及單（dān）方（fāng）向位置度能力值均不同程度改善。
 
     對策實施二：使用耐磨性好的刀片（piàn）。全部切（qiē）換前角零度刀（dāo）片，能力（lì）改善明顯，數據對比如下表3所（suǒ）示。
 
     結論：前（qián）角零度刀（dāo）片（精）耐（nài）磨性優於原刀片，對能力指數提升貢獻較大。

                          表3 更改刀片後能力數據對比圖

       
  
  
     7 、結束（shù）語
   
     經過上述改進，曲軸孔位置度已經滿足大批量生產的要求，但加工工藝的優化還有很（hěn）大的空間，特別是為（wéi）改善曲軸（zhóu）孔位置度，對於帶有導套（tào）的加工刀具引入還有待進一步的關注。
 
     曲軸孔是缸體中的關鍵加工部位，需要保證（zhèng）曲（qǔ）軸孔的各項加工（gōng）精度。上述依（yī）據（jù）是企業現（xiàn）場加工經驗以及問題解決，具有指導加工的實際應用價值。對缸體柔性生（shēng）產線上各關鍵部位的加工，需要綜合考慮加（jiā）工工（gōng）藝、刀具技術（shù）和加工設備，采用（yòng）先進高效的工藝方法，以提高加工精度和加工效率。