劉琳琳 周慧

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程顯著加快。流水線化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于各類(lèi)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，而重型發(fā)動(dòng)機(jī)是為機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力的重要組成部分。凸輪軸和曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要組件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作起著非常重要的作用，尤其是凸輪軸和曲軸的打孔工藝。打孔精度的高低直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和使用壽命，因此對(duì)打孔過(guò)程必須嚴(yán)格要求。下面圍繞孔的加工展開(kāi)討論，主要介紹其技術(shù)要求、工藝過(guò)程及控制質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；凸輪軸孔；曲軸孔；工藝過(guò)程

在機(jī)械設(shè)備中，發(fā)動(dòng)機(jī)是向設(shè)備提供動(dòng)力的主要部分，發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的好壞直接決定著設(shè)備的使用壽命。目前發(fā)動(dòng)機(jī)的制作水平，已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平重要標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的性能越優(yōu)越，設(shè)備的生產(chǎn)效率也就越高?，F(xiàn)階段發(fā)動(dòng)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)上已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用，極大地提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)階段發(fā)動(dòng)機(jī)中凸輪軸孔和曲軸孔的加工工藝已經(jīng)取得很大進(jìn)步，但在實(shí)際加工工藝過(guò)程中還存在不足之處急需改善。

一、對(duì)技術(shù)要求的大致介紹

凸輪軸孔和曲軸孔，兩者是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成零件的關(guān)鍵特性，在加工上也存在結(jié)構(gòu)方面的差異。兩者在加工時(shí)結(jié)構(gòu)上有一點(diǎn)相同之處，都為七檔通孔式結(jié)構(gòu)。下面主要介紹兩者加工時(shí)的不同之處：前者在加工時(shí)孔的直徑大約是44mm，且精度等級(jí)不能低于0.025。其孔的缸蓋結(jié)構(gòu)是全封閉式的，這樣加工是為了防止刀具從缸蓋中穿過(guò)。后者加工時(shí)空的直徑約為108mm左右，精度等級(jí)為0.035。其孔的缸體結(jié)構(gòu)是開(kāi)放式的，為刀具在缸體中來(lái)回穿梭提供條件。

無(wú)論是哪一種孔的加工，都要進(jìn)行缸體和缸蓋的制作，發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的高低在很大程度上是由缸體和缸蓋的加工精度決定的，因此對(duì)其加工過(guò)程必須重視。灰鑄鐵是目前制作重型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸蓋的主要材料，對(duì)于一些高爆發(fā)壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)甚至需要蠕墨鑄鐵等材料以滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及性能要求。發(fā)動(dòng)的工作時(shí)依靠凸輪軸和曲軸的高速旋轉(zhuǎn)完成的，因此在兩者的生產(chǎn)過(guò)程中，要對(duì)精度嚴(yán)格把關(guān)，才能有效延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命[1]。

二、工藝過(guò)程及注意事項(xiàng)相關(guān)介紹

（一）對(duì)工藝過(guò)程的相關(guān)介紹

曲軸孔以及凸輪軸孔的加工，是缸體和缸蓋加工的主要步驟之一，也是影響缸體缸蓋質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，因此在生產(chǎn)精度的控制上十分嚴(yán)格。下面對(duì)其加工工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹：首先需要對(duì)所加工的毛坯零件進(jìn)行定位操作，采用的定位方式是一面兩銷(xiāo)，就是在工件的一個(gè)面上用兩個(gè)銷(xiāo)釘進(jìn)行固定。同時(shí)采用液壓夾緊的方式對(duì)工件進(jìn)行夾緊操作，這樣既能保證工件位置不會(huì)發(fā)生偏移，也不會(huì)出現(xiàn)軸面轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。在保證加工順利進(jìn)行的同時(shí)有效提升加工精度。

其次是對(duì)刀具進(jìn)行正確選擇。目前我國(guó)對(duì)刀具有較為詳細(xì)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，因此在選用刀具時(shí)要嚴(yán)格遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)篩選，可知單刃鏜刀是最合適的加工刀具，此刀具是用來(lái)加工兩軸孔之間的孔隙的。且鏜刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在加工上具有顯著優(yōu)勢(shì)，再加上良好的穩(wěn)定性。使得加工出來(lái)的軸孔十分光潔，具有較高的精度。在加工軸孔時(shí)還需要保證同軸度，鏜桿的剛度要大，其材料最好選用硬質(zhì)合金。刀片數(shù)量要多，通常在加工時(shí)十四個(gè)刀片安裝在一個(gè)鏜桿上，七個(gè)粗鏜刀片，七個(gè)精鏜刀片。刀片材料與鏜桿材料一致，在提升工作效率的同時(shí)增加使用周期。

最后，根據(jù)不同軸孔結(jié)構(gòu)選擇不同的加工方式。凸輪軸孔的缸蓋一端是封閉的，在加工時(shí)刀具是從未封閉的一端進(jìn)刀，為減少鏜桿的懸伸量需要在加工時(shí)用三個(gè)導(dǎo)套作為支撐，刀具分別使用1、3、6檔做為支撐。曲軸孔的缸體是開(kāi)放式的，在加工時(shí)刀具可從兩端同時(shí)進(jìn)刀。分別采用推鏜和拉鏜方式對(duì)缸體進(jìn)行加工，前者刀具在1、3、6擋，后者刀具在2、4、7[2]。

（二）對(duì)注意事項(xiàng)的相關(guān)介紹

在軸孔加工時(shí)，對(duì)精度的要求是非常嚴(yán)格的。加工精度越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能越好，反之發(fā)動(dòng)機(jī)性能較差。下面介紹幾點(diǎn)提升軸孔加工精度的主要方法：對(duì)鏜刀片高度進(jìn)行合理調(diào)整，能夠有效減少鏜孔的直徑誤差；提高鏜桿的剛度，且對(duì)導(dǎo)桿的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，達(dá)到提高圓度和圓柱度精度的目的。此操作的最終目的是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸性能；注意對(duì)七孔的位置進(jìn)行合理調(diào)整，使其保證良好的同軸度，從而使軸在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的受力比較均勻同時(shí)減少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)軸瓦的磨損。此外鏜桿剛度的增大和機(jī)床精度的提高都能有效減少軸孔間同軸度誤差[3]。

（三）提升發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的有效措施

凸輪軸孔和曲軸孔的加工，是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其加工精度的高低直接影響著整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。因此在軸孔加工時(shí)必須嚴(yán)格保證其精度，下面對(duì)提升質(zhì)量的兩項(xiàng)措施進(jìn)行詳細(xì)闡述：

對(duì)導(dǎo)套定位進(jìn)行嚴(yán)格控制。在凸輪軸的鏜孔過(guò)程中，鏜桿是從為封閉端開(kāi)始進(jìn)刀，且在同一水平線上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中鏜桿會(huì)產(chǎn)生較大的懸掛量。為保證鏜桿各部分保持在同一水平線上，需要用導(dǎo)套對(duì)鏜桿進(jìn)行定位控制，對(duì)導(dǎo)套定位的精度的不斷提升，能夠有效提升鏜孔的精度，從而達(dá)到提升發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的目的。此外導(dǎo)套安裝時(shí)需要預(yù)留一定的活動(dòng)量，這樣與支架就會(huì)保持合理的間隙，在保證鏜桿正常工作的同時(shí)不會(huì)對(duì)其自身的導(dǎo)向性產(chǎn)生影響。

對(duì)加工設(shè)備過(guò)濾精度和內(nèi)冷壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制。在曲軸孔的鏜孔加工中，鏜刀是從兩端同時(shí)進(jìn)刀，并在同一水平線上來(lái)回運(yùn)動(dòng)。冷卻液對(duì)曲軸孔基本沒(méi)有什么影響，但凸輪軸孔導(dǎo)套的存在使得冷卻液對(duì)其有著較大影響。導(dǎo)套與凸輪軸孔的摩擦?xí)辜庸囟壬仙?，冷卻液在這一過(guò)程中起著降溫的作用。冷卻液的過(guò)濾精度越大，凸輪軸孔的加工精度也越高。冷卻液的過(guò)濾精度過(guò)低不僅會(huì)嚴(yán)重影響軸孔的加工精度，還會(huì)使加工切屑對(duì)導(dǎo)套和孔表面產(chǎn)生劃痕。通過(guò)以上描述，我們可以知道導(dǎo)套定位精度和冷卻液的過(guò)濾精度，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量有著嚴(yán)重影響，提升兩者的精度能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量，提高切削的分?jǐn)嘈?，有效抑制刀具磨損，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。[4]

三、結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸孔和曲軸孔的加工技術(shù)要求、工藝過(guò)程及控制質(zhì)量的措施的詳細(xì)介紹，使人們對(duì)其工藝過(guò)程有了更系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和了解，同時(shí)也為相關(guān)企業(yè)提供一定的參考。軸孔的加工一直是人們關(guān)注的熱門(mén)話題，也是發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的關(guān)鍵和難點(diǎn)所在。目前我國(guó)對(duì)軸孔的研究和制造已經(jīng)取得巨大進(jìn)步，但在實(shí)際加工過(guò)程中還存在很多不足急需改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林勇.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體曲軸、凸輪軸孔的珩鉸工藝[J].汽車(chē)工藝師，2015（3）：40-42.

[2] 羅靜，肖鐵忠，龔文均，等.發(fā)動(dòng)機(jī)缸體曲軸孔加工專(zhuān)用鏜床設(shè)計(jì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2013（9）：101-103，106.

[3]孫旭東，連家駒，馬連臣，等.凸輪軸孔軸線與止推面垂直度超差問(wèn)題研究[J].河南科技，2014（16）：116-117.

[4]史丁丁，諸葛明，羊奎，等.淺談發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸孔和曲軸孔的加工工藝[J].機(jī)械制造，2016，54（2）：75-77.

（作者單位：重型專(zhuān)用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1

安徽華菱汽車(chē)有限公司2）