宋 云

(重慶建設摩托股份有限公司，重慶 400054)

1 引言

摩托車用發(fā)動機箱體(或稱曲軸箱)通常采用鋁合金或鋁鎂合金經高壓鑄造成坯件，然后經銑削、鉆鉸或鏜孔及其擠壓螺紋等機械加工而成，其機械加工主要是以箱體上的孔系加工為主，占工藝內容的90%以上。摩托車發(fā)動機箱體一般分為左、右箱體，左、右箱體合箱裝配成發(fā)動機后，便形成一個封閉的型腔，其內部主要裝配齒輪、曲軸、換檔凸輪、撥叉等傳動、變速機構。因此，發(fā)動機箱體孔系加工的深度、孔徑及其位置精度對發(fā)動機傳動的平穩(wěn)性、異響等性能指標產生重要的影響。因此，發(fā)動機用箱體的機械加工工藝設計分析的準確性就顯得尤為重要，將直接影響箱體機械加工質量的優(yōu)劣。筆者對摩托車用發(fā)動機箱體的機械加工進行了工藝技術分析和闡述。

2 箱體主要技術要求

曲軸箱是摩托車發(fā)動機的基礎零件，發(fā)動機汽缸安裝在曲軸箱上，曲軸、離合器軸、變速器等安裝在曲軸箱內，它們之間的相對位置基本上由曲軸箱來保證。曲軸箱結構復雜，技術要求高，其加工質量好壞直接影響發(fā)動機及其它部件的裝配質量和使用性能。

曲軸箱一般分左部和右部，又稱左機體和右機體，左右機體之間用2個定位銷定位。為保證曲軸箱不漏氣，左右機體結合面的平面度要求很高。因此，曲軸箱的主要特點是形狀復雜，有若干個形狀和位置精度、表面粗糙度都要求很高的平面和孔系。圖1所示為曲軸箱體的主要外觀表面圖。

曲軸箱體通常是由鋁合金或鋁鎂合金的壓鑄件經機械加工而成。其主要的技術要求如下。

(1)曲軸軸承孔尺寸精度為H6～H7，表面粗糙度為 Ra1.6 ～ Ra0.8μm，孔的圓柱度為 0.007～0.02mm，對結合面的垂直度為 0.05mm，左右半部同軸度為0.04mm。

(2)曲軸箱結合面平面度為0.05～0.02mm，表面粗糙度為 Ra3.2～Ra1.6μm。

(3)中間軸軸承孔尺寸精度為H7，表面粗糙度為 Ra1.6 ～ Ra0.8μm，對曲軸箱結合面垂直度為0.05mm。

(4)輸出軸軸承孔尺寸精度為H7，表面粗糙度為Ra1.6μm，對曲軸箱結合面的垂直度為0.04mm，左右半部同軸度為0.04mm。

(5)曲軸箱側蓋結合面平面度為 0.05～0.02mm，表面粗糙度為 Ra3.2 ～Ra1.6μm，與曲軸箱結合面的平行度為0.05～0.04mm。

(6)與氣缸體結合面平面度為0.05～0.03mm，表面粗糙度為Ra1.6μm。

3 曲軸箱的機械加工工藝過程

3.1 定位基準的選擇

(1)粗基準的選擇

選擇粗基準應滿足兩個基本要求［1］:①要使以后加工的各主要表面都能得到均勻的余量，使其能保證加工面間的位置精度和加工后的壁厚均勻;②保證裝入箱體的運動部件與箱體不加工內壁不發(fā)生干涉且有足夠的間隙。曲軸箱的主要表面是2個結合面、曲軸軸承孔，變速機構的多個軸承孔以及油封孔，而曲軸箱一般多為壓鑄件，表面較平整，為保證曲軸箱結合面及其它表面加工余量均勻，一般選取側蓋結合面為粗基準粗銑曲軸箱結合面，以2個主要軸承孔1、2作為粗基準鉆鉸2個相距較遠的定位銷孔。

(2)精基準的選擇 曲軸箱一般選用曲軸箱結合面及其支耳上的2個定位銷孔作為精基準，其優(yōu)點是:①此結合面輪廓尺寸大，工件安裝穩(wěn)固可靠;②曲軸箱的主要表面大多數(shù)都可用它作為精基準，因此基準統(tǒng)一，減少了因轉換基準而引起的定位誤差;③由于大多數(shù)工序都用它作為精基準，各工序的夾具結構大同小異，所以夾具設計、制造簡單，縮短了生產準備周期，降低了成本。

3.2 曲軸箱體機械加工的工藝過程

曲軸箱體的機械加工一般可分為兩個階段。

(1)基準加工:為平面加工及主要孔的粗加工

①基準加工為整個加工過程準備好基準面，一般安排在最初幾道工序完成。

②平面加工:平面往往在粗加工之后還要進行精加工。曲軸箱體的主要平面加工除2個裝配結合面和缸箱裝配面外，還有一些孔的端面和凸臺平面等。其主要平面加工常常采用端面銑削的加工工藝方法，以保證其0.05～0.03mm 的平面度，表面粗糙度為Ra1.6μm。為提高工藝加工效率，曲軸箱體的合箱面及其側蓋裝配面的銑削工裝通常采用旋轉式多工位圓盤銑夾具。左、右箱體的缸箱裝配面加工往往是各自獨立加工的，所以，曲軸孔到缸箱裝配面的高度尺寸應嚴格進行控制，通常按-0.015～+0.015mm進行工藝控制，用以保證左、右箱體合箱裝配后的缸箱裝配面的0.05～0.03mm的平面度要求，這種高精度的尺寸要求，往往要由高精度高性能的設備來保證，在長期的大批量生產中，難以實現(xiàn)和保障，如果加工中心具有刀具移動的重復定位誤差補償功能，這個問題就可以得到較好的解決，并獲得良好的質量穩(wěn)定性。但也可以在左、右箱體合箱裝配后，再進行缸箱裝配面的端面銑削的加工，例如:CY80箱體就是這種工藝流程設計。但這種工藝布置存在工藝重復，增加了工藝生產成本，現(xiàn)已基本不再采用了。

③主要孔的粗加工:粗加工中切去鑄件的表皮及大部分余量，鑄件的內應力得以重新分布，工件可得到充分的變形，這樣在后面的精加工中能得到穩(wěn)定的加工精度。

(2)主要孔的精加工:此階段包括半精鏜、精鏜一些主要的孔。這些孔相互都有一定的位置度要求，是曲軸箱體加工的關鍵。主要孔的精加工放在最后階段進行是為防止這些高精度的表面在其它工序中受到破壞。

其它一些次要表面如螺紋孔、油孔等的加工，根據生產線節(jié)拍平衡的需要和工序工裝的具體情況，可分別穿插在兩個階段中的適當時候進行。

4 曲軸箱體加工的主要工序

(1)曲軸箱體的平面加工 曲軸箱的平面表面粗糙度Ra在3.2～6.3μm 范圍內，重要的平面，如2個結合面表面粗糙度 Ra＜1.6μm，平面度為0.02mm。

銑削加工平面是摩托車曲軸箱平面加工的主要方法。在小批量生產中，曲軸箱平面多用立式銑床加工，在批量生產中，常用單面或多面組合銑末來加工，而在大量生產中，則用組合銑床或連續(xù)送進的轉臺式銑床加工。

用端銑刀加工大平面是成批、大量生產中采用較多的加工方法，生產率較高且加工質量較好［2］。采用端銑刀加工箱體要求高的平面時，要求機床的剛性要好，精度要高，機床主軸間隙和機床工作臺導軌間隙要恰當，銑刀刀齒刃磨良好。目前，國內外已廣泛采用可轉位密齒硬質合金端銑刀，這是一種高效的銑削刀具，可配以大功率的銑削動力頭在自動線上銑削平面，采用這種刀具加工時，可有較大的進給量，且加工質量好，生產效率高。

為提高生產率，可采用多刀銑削，同時銑幾個平面。例如，銑曲軸箱體的各孔端面及凸臺平面是采用多把銑刀同時加工。

(2)曲軸箱體的鏜孔加工 曲軸箱體零件的孔較多，主要孔如曲軸軸承孔、輸出軸軸承孔等精度和粗糙度要求均比較高，直徑較大，一般采用鏜削加工，在大批量生產中，可采用專用的多軸組合鏜床進行加工。

曲軸箱體的軸承孔、油封孔一般要經過粗鏜和精鏜兩道工序。為提高生產效率及保證孔的加工精度，大批量生產中采用多軸鏜床及雙刃鏜刀同時加工幾個軸承孔，孔的精度主要由鏜模導向裝置的精度保證，這樣可降低機床主軸的精度要求。在一根鏜桿上除鏜孔外，還可完成切槽、刮端面、倒角等復合工序。

［1］ 楊 子.機械加工工藝師手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2006

［2］ 顧崇銜.機械制造工藝學［M］.西安:陜西科學技術出版社，1987.