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引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往fu)运动变成循环(旋转)运动。　　是发动机上的一个重要的机件，其材料是you碳素结构gang或球墨铸铁制cheng的，有liang个重要部位：主轴颈，连杆颈，（hai有其他）。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑． 这个一般都是压力润滑的，曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。发动机工作过程就是，活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做zhi线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。曲轴的旋转是发动机的动力源。ye是整个船的源动力。　　曲轴制造技术/工艺的进展　　1、球墨铸铁qu轴毛坯zhu造技术　　（1） 熔炼　　高温低硫chun净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫chu理；其次是高chun生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫的熔炼fang法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分de检测已普遍采用真空直读光谱仪来进xing。　　（2） 造型　　气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。目前，国内已有一些曲轴生产厂家cong德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生chan线的只有极少数厂家，ru文登天润曲轴有限公司引进了德国KWzhu造生产线。　　2、钢曲轴毛坯的锻造技术　　近几年来，国内已引进了一批xian进的锻造设备，但由于数量少，加之模具制造技术和其他一些设施跟不上，使一部分先进设备未发挥应有的作用。cong总体上来讲，需gai造和更新的陈旧的普通锻造设备多，同时，落后的工艺和she备仍占据主导地位，先进技术有suo应用但hai不普遍。　　3、机械加工技术　　目前国内qu轴生产xian多shu由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定性差，容yi产生较大的内应力，难以达到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲轴磨chuang粗磨-半精磨-精磨-抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。　　随着贸yi全球化的到来，各厂家已意识到了形势的严峻性，纷纷进行技术改造，全力提升企业的竞争力，近年来引进了许多先进she备和ji术，进zhan速度很快。就目前状况lai讲，这些设备和技术基本依赖进口。下面就哈尔滨东安动力、一汽大柴、文登天润曲轴、滨州海得曲轴等公司的情况作以介绍。　　哈尔滨东安集团曲轴生产线为全自动柔性流水生产线，粗jia工生产线由德国的专机自动线（LINDENMAIER）、数控车-车la、数控高速随动外铣（BOEHRINGER）、圆角滚ya机（HEGENSCHEIDT-MFD）和止推面车滚专机、淬火机（EMA）等组成；精加工生产线you日本的数控高速CBN磨床（TOYODA）、动平衡机、抛光机（IMPCO-NACHI）、检测机、清洗机等组成。连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工ji术，全线采用高速CBNsha轮磨削技术，磨削线速度达到120m/s。　　文登天润曲轴通过引进德、美、意等发达国家的xian进设备，组建了具有当今国际先进水平的大型曲轴生产基地，由CBN磨床、HAAS立式和卧式加工中心、意大利SAIMP磨床、德国HELLER曲轴内铣床和SA－FINA抛光机等设备组成的机加工生产线已jing开始大批liang生产。　　一汽大柴曲轴生产线粗、精加工工序位于不同的车间，从而保证了精加工车间的清洁。粗加工有曲轴质量定心机、数控内铣床等设备，精加工设备由英国LANDIS、日本TOYADA数控曲轴磨床等进口先进设备组成。　　滨州海得曲轴经过ji术gai造，组建了数控曲轴机加工生产线，粗加工设备由shu控车床、数控曲轴铣chuang等设备组成，精加工设备由数kong磨床、数控砂带抛光机、滚磨光整机等设备组成，近期准备购进日本TOYADA工机数控磨床等关键设备，检验设备有美国ADCOLE曲轴三坐标测量机（jiantu3）、粗糙度仪等组成。值得一提的是，海得曲轴公司在全国专业曲轴生产厂jia中率先应用了球墨铸铁曲轴yuan角滚压和滚磨光整新技术，取de了良好的经济效益和社会效益。　　辽宁鸿发曲轴生产xian经过技术改造后，主要由三台数kong车床（进口VT36、CAK6163、CAK6150）、两台数控内铣（S1-305B）为主的粗加工设备；七台数控qu轴磨床（1台进口CBN砂轮3L1、2台H197B、4台H229B）和荧光磁粉探伤ji等精加工设备；去应力采用8台井炉，氮化chu理采用7台离子氮化炉，淬火热处理采用法国进口EFD公司生产的CIHM12全自动淬火ji床和tui杆式回火炉。同时由美国进口的曲轴综合测量仪可以对曲轴进行全尺寸检验，产品质量de到了可靠的保障，同时具备了三条生chan线同时加工的生产能力。　　可以看出，发dong机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备，比较典型的加工工艺是铣削和磨削。下面简要介绍GF70M-T曲轴磨床和VDF 315 OM-4高速随动外铣床，其先进程度可jianyi斑：　　GF70M-T曲轴磨床是日本TOYADA工机开发生产的专用曲轴磨床，是为了满足多品种、低cheng本、高精度、da批量生产需要而设计的数控曲轴磨床。该磨床应yong工件回转和砂轮进给伺服联动控制技术，可以一次装夹而不改变qu轴回转中心ji可完成suo有轴颈的磨削，包kuo随dong跟踪磨削连杆轴颈；采yong静压主轴、静压导轨、静压进给丝杠（砂轮头架）和线性光栅闭环控制，使用TOYADA工ji生产的GC50 CNC控制系统，磨削轴颈圆du精du可达到0.002mm；cai用CBN砂轮，磨削xian速度高达120m/s，配双砂轮头架，磨xue效率极高。　　VDF 315 OM-4高速随动外铣床是德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床，该设备应用工jian回转和铣刀进给伺服连动控制ji术，可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。VDF 315 OM-4高速随动外铣采用一体化复合材料结构床身，工件两端电子同步旋转驱动，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点；使用SIEMENS 840D CNC控制系统，设备操作说明书在人机界面上，通过输入零件的基本参数ji可自动生cheng加工程序，可以加工长度450～700mm、回转zhi径在380mm以内的各种曲轴，连杆轴颈zhi径误差为±0.02mm。　　4、热处理和biao面强化处理技术　　曲轴的热处理关键技术是表面强化处理。球墨zhu铁曲轴一般均采用正火chu理，为表面chu理做好组织准备，表面qiang化处理一般采用感应淬火或氮化工艺。锻gang曲轴则采用轴颈与圆角淬火工艺。引进的设备有AEG全自动曲轴淬火机床、EMA淬火机床等。　　据国外资料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚ya工艺与离子氮化结合使用进xingfu合强化，可使整条曲轴的抗疲劳强度提高130%以上。国内部分厂家近几年ye进行了这方面的实践，取得了良好的效果。　　曲轴圆角滚压加工方面，德国赫根塞特（HEGENSCHEIDT-MFD AUTOMATIC）生chan的机床应用了变压力滚压和矫正专利技术，是比较好的圆角滚压设备，但价格昂贵。目前国内在这方面的研究ye有了一定的成果，东风汽车有限公司工艺研究suo的“曲轴圆角滚压强化与滚ya校zhi技术研究开发及应用”解决了国内企业化巨资引进国外ji术的问题，该课题获de了原国家机械工业局科技进步二等奖。　　曲轴制造技术的发zhan趋势　　1、铸造技术　　（1）熔炼　　对于高牌号zhu铁的熔化，将采yong大容量中频炉进xing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fu合孕育等先进孕育方法。熔化guo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de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gai建厂中推广应用。原有的高ya造型线将继续使用，其中部分关键元jian将得到gai进，实现自动组芯和下芯。　　2、锻zao技术　　以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻zao曲轴生产的发展fangxiang，这些生产线将普遍采用精mi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jin行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚du和最大压力等数据并与定值比较，xuan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、ji械加工技术　　曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、shu控车la床等先进she备对主轴颈、连杆轴颈进xing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CNCkong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dong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gai变。　　4、热chu理技术和表面强化技术　　（1）曲zhou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xian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zhu铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用yu曲轴加工中，另外，yuan角滚压强化加zhou颈表面淬火等复he强化工艺也将da量应用于曲轴加工中，锻gang曲轴qiang化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。　　曲轴zhi推面磨削烧shang工艺分析　　在磨削淬huogang曲轴zhi推面时，可能产生以下3种烧伤：　　1.回火烧伤　　ru果磨削区的温度未超过淬火gang的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，止推面表层金属的回huo马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这种烧伤称为回火烧伤。　　2.淬火烧shang　　ru果磨削区温度超过了相变温du，再加上冷却液的急冷作用，表层金属发生二次淬火，使biao层金属出现二次淬火马氏体组织，其硬度比原来的回火马氏体的高，在它的下层，因冷却较man，出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织（索氏体或托氏体），这种烧shang称为淬火烧伤。　　3.退huo烧伤　　ru果磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退火组织，表面硬度将急剧下降，这种烧伤称为退火烧shang。在曲轴成形磨削中，多属于此种烧伤。　　改善磨削烧shang的途径　　磨削热是zao成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤有两个途径：一是尽可能地减少磨削热的产生；二是改善冷却条件，尽量使产生的热量shao传ru工件。　　1.有沉割槽的曲轴zhi推轴颈　　在tu1中，曲轴止tui轴颈有较深的沉割槽，而沉割槽已在以前工序加工好，在磨削时不用磨xue沉割槽，只需磨削止推轴颈和两个止推面。在这种情况下，即shi是使用成形砂轮磨削，只要使用强力冷却、合理的磨削余量和xuan择好砂轮参shu，一般情况下可以避免磨削烧伤que陷的出现。在使用窄砂轮磨削止推轴颈时，可采用的方案是：调整程序和砂轮的角度磨xue，使砂轮cong轴颈的右侧以斜切方式进入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角du方xiang斜退出；使砂轮从轴颈的左侧以斜切方式进ru，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方xiang斜退出；使砂轮cong轴颈的中间快速切ru磨削至要求尺寸，再快速退chu。在上述磨削时，要应用强力冷却。至此，止推zhou颈及两侧面磨削完毕。　　2.无沉割槽的曲轴止推轴颈　　图2suo示曲轴止推zhou颈无沉割槽，在磨削shi需磨xuezhitui轴颈和两个止推面，另外hai有两个成形圆角。在这种情况下，ji使是使用窄砂轮磨削，使用强力冷却，也很难避免磨削烧伤que陷的chu现。下面分两种磨削方式来分述解决方案：　　（1）成形磨削。在成形磨削中，其chan生烧伤的主要原因是磨削热的大量积累和冷却液无法进ru而造成的退火烧伤，退火烧伤zao成曲轴止推面硬度下降，表层产生退火组织，止推面的耐磨性变差，严重影响发动机的运行稳定性。根据其造成烧伤的主要因素，我们分别从3个方面入手：xuan择合适的砂轮、xuan择合理的磨削余量和改善冷却条件。　　①xuan择合适的砂轮。淬火gang曲轴止推面硬度高、面积大，砂粒yi磨钝。为了避免砂粒磨钝而产生大量磨削热，sha轮硬度宜选软些，以便磨钝的砂粒及时脱落，保持砂轮的自锐性。组织较软的砂轮气孔多，其中可以容纳切屑，避免砂轮堵塞，又可将冷却液或空气带入磨削区域，从而使磨削区域温度降低。　　在保证曲轴止推面粗糙度要求的前提下，宜选择较粗粒度的砂轮，以达到较高的去除比率；另外，砂轮必须精细地平衡，以便砂轮工作时chuyu良好的平衡状态；砂轮必须及时修整以保持其锋利；影响砂轮修整频次的因素很多，包kuo被磨材料的chun度和类型、冷却液的净度等；修整砂轮的金刚石支座必须牢固，若金刚石表面上有0.5～0.6mm的磨损量，标志金刚石已磨钝了，应及时更换；严格控制砂轮传动系统及砂轮心轴的间隙；砂轮传dong带松紧调整合适。　　②xuan择合理的磨削余量和磨削参数。在生产实践中，常以提高工jian速度，减shao径xiang进给量来减少工件表面烧伤和裂纹。有一种经验为0.1mm磨削法，ji在最后加工的0.1mm余量中，逐渐减shao进给量，可以qu掉前两次磨削xing程中产生的表面损伤层，以减少磨削烧伤。　　根据以上理论，我们在生产实践中采用曲轴止推轴颈多工序磨削，分为粗磨、ban精磨和静磨等工序。jing过多工序磨削后，曲轴止推轴颈zhi径余量为0.15～0.25mm，止推面单边余量为0.04～0.07mm，成形磨削再配以强力冷却等措施，可有效避免烧shangque陷的chan生。值得一提的是，选择合理de磨削余量，hai可以防止止推面出现喇叭口形状（因防zhi烧伤，一般选择较软的砂轮，余量太大，磨粒脱落较块，容yi出现锥面）。　　③改善冷que条件，实施强力冷却。冷却液必须有效充分，冷却液必须喷到磨削区域；流量yi般为40～45L/min，以实现充分冷却；压力一般为0.8～1.2N/mm2，以冲qu粘在砂轮上的切屑；保持冷却液的chun净，妥善地过滤，以清除冷却液的切屑、磨粒等脏物；冷却液的容器要足够大，以免掺入过多的气体或泡沫；防止冷却液de温du急剧升高或降低，一般控制冷que系统的容积和工作间的室wen，就足以控制冷却液的温度，然而在特殊储况下应当使用散热器。　　（2）窄砂轮磨削（砂轮宽度低于止推轴颈档宽尺寸）。在shi用窄砂轮磨削中，成形磨削采用的防烧伤措施均可应用于此种方法的磨xue，只不guo窄砂轮磨削在砂轮进给方式上可有更多的选择。yi种是径xiang切入法磨xue，此种磨削ru调整不当可造成前文所述的喇叭口形状；另一种是斜切方式磨削，第一步，使砂轮从轴颈的you侧以斜切方式进入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第二步，使砂轮cong轴颈的左侧以斜切fang式进ru，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方xiang斜退chu；第三步，使砂轮从轴颈的中间快速切ru磨削至要求尺寸，再快速推chu。其工序磨削余量和冷却方式与成形磨削采用yi致的参数。

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