CN108907634A - 快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法 - Google Patents

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林海强
黄柳红
覃国杰
陈威
谢日东
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/14—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels

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Abstract

本发明公开了一种快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法。该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法包括以下步骤：步骤一，按六缸发动机曲轴的外形尺寸确定曲轴的钢棒料尺寸；步骤二，打中心孔；步骤三，粗车出曲轴的外形；步骤四，粗铣平衡块，并进行热处理；步骤五，对曲拐外形、连杆轴颈进行半精铣，对主轴颈、大小头轴颈进行半精车。该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法采用圆钢棒料直接经过机械加工快速制造，可以极大地缩短产品开发周期，并可以节省在模具的设计制造和在锻造毛坯上的费用投入。

Description

快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法
技术领域
本发明是关于发动机领域，特别是关于一种快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法。
背景技术
曲轴是发动机中最重要的零件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。一般来说，单缸发动机只有1个曲拐，双缸或四缸发动机的曲拐数为2，互成180°夹角，六缸发动机的曲拐数为3，互成120°夹角。
目前六缸发动机钢曲轴的常规制造方法是，根据曲轴的三维模型，算上加工余量，设计并制造出模具后，在锻造厂使用锻造设备，通过一系列复杂的锻造工艺制作出毛坯，然后再通过曲轴制造生产线，经过一系列机械加工和相应的热处理工艺制造出曲轴。
现有的六缸发动机钢曲轴的常用制造方法其整个工艺流程如下：
接收曲轴三维模型和图纸→设计模具→制造模具→锻造曲轴毛坯→打曲轴中心孔→粗车主轴颈→粗车连杆轴颈→钻斜油孔→钻大头螺孔→热处理→精磨主轴颈→精磨大、小头轴颈→精磨连杆颈→抛光→清洗→上油、入库。
现有的六缸发动机钢曲轴的制造方法需要设计、制造模具，并锻造出毛坯，再经机加工和相应热处理工艺的方法制造曲轴，是曲轴批量生产的成熟制造工艺方法。但设计、制造模具到锻造出毛坯，需要较长的时间，对于柴油机新产品开发来说，缩短产品开发周期是至关重要的。另外一方面，模具的设计制造和在锻造毛坯上的费用投入也是较大的，如果开发不成功，这笔费用投入是一种损失。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种步骤简单合理的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法，该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法采用圆钢棒料直接经过机械加工快速制造，可以极大地缩短产品开发周期，并可以节省在模具的设计制造和在锻造毛坯上的费用投入。
为实现上述目的，本发明提供了一种快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法，包括以下步骤：步骤一，按六缸发动机曲轴的外形尺寸确定曲轴的钢棒料尺寸；步骤二，先在钢棒料的两端正中心各打一个曲轴的中心孔，然后按六缸发动机的三对曲拐数互成120°夹角，在两端再各打三个互成120°夹角的中心孔；步骤三，先粗车出曲轴的七档主轴颈，再分别顶紧两端的一组曲拐中心孔，调好配重块，粗车出两个连杆颈，然后依次顶紧另外两组中心孔，把其余四个连杆轴颈粗车完成；此后分别车出大、小头轴颈，再把两端的夹位切断；步骤四，粗铣平衡块，并进行热处理；步骤五，对曲拐外形、连杆轴颈进行半精铣，对主轴颈、大小头轴颈进行半精车。
在一优选的实施方式中，步骤一的钢棒料尺寸比六缸发动机曲轴的外形尺寸在最大直径增加5mm，长度增加100mm。
在一优选的实施方式中，步骤二中使用卧式加工中心在钢棒料上打中心孔，所述步骤三中利用带配重的车床粗车曲轴外形，所述步骤四中使用立式铣床把曲拐的扇形粗铣去除进行粗铣平衡块，所述步骤五中利用五轴车铣加工中心对曲轴进行车铣加工。
在一优选的实施方式中，热处理包括：对曲轴进行淬火和回火处理。
与现有技术相比，根据本发明的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法具有如下有益效果：该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法采用圆钢棒料直接经过机械加工快速制造，不再需要经过设计、制造模具并锻造出毛坯这些环节，适用于柴油机新产品开发，可以极大地缩短产品开发周期，并可以节省在模具的设计制造和在锻造毛坯上的费用投入。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的打中心孔主视示意图。
图2是根据本发明一实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的打中心孔侧视示意图。
图3是根据本发明一实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的粗车曲轴外形示意图。
图4是根据本发明一实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的粗铣平衡块示意图。
图5是根据本发明一实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的车铣加工示意图。
图6是根据本发明一实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的成品示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
根据本发明优选实施方式的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法的具体包括如下步骤：按曲轴图纸选购钢棒料→打中心孔→粗车曲轴外形→粗铣平衡块→热处理→车铣加工曲轴外形、主轴颈、连杆轴颈、大小头轴颈和各螺孔、斜油孔→精磨主轴颈→精磨大、小头轴颈→精磨连杆颈→抛光→清洗→上油、入库。该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法使用圆钢棒料通过加工直接制造出的成品曲轴,不需经过模具的设计制造和毛坯的锻造，可以极大地缩短产品开发周期，并可以节省在模具的设计制造和在锻造毛坯上的费用投入。该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法使用的设备数据量少：仅使用了1台卧式加工中心、1台车床、1台立铣、1台车铣加工中心，即完成了曲轴的半精加工。
其中，选购钢棒料：按六缸发动机曲轴的外形尺寸(最大直径×长度)，在最大直径增加5mm，长度增加100mm的基础上确定曲轴的钢棒料尺寸。(长度增加的100mm的作用：两端各50mm用作打中心孔和粗车曲轴外形的夹位)。
如图1和图2所示，打中心孔：使用卧式加工中心先在钢棒料的两端正中心各打1个曲轴1的中心孔2，然后按六缸发动机的3对曲拐数互成120°夹角，在两端再各打3个互成120°夹角的中心孔3(分为1、6，2、5，3、4三组曲拐中心孔)。
如图3所示，粗车曲轴外形：利用带配重的C650型车床，用顶尖顶着钢棒料两端中间的中心孔先粗车出曲轴的七档主轴颈，再分别顶紧两端的一组曲拐中心孔，调好配重块，粗车出两个连杆颈，然后依次顶紧另外两组中心孔，把其余四个连杆轴颈粗车完成。此后分别车出大、小头轴颈，再把两端各50mm的夹位切断，即完成曲轴的外形粗车。
如图4所示，粗铣平衡块：使用立式铣床，把曲拐的扇形(即曲轴平衡块)粗铣去除，至此，从圆钢棒料变成了粗加工后的曲轴。
热处理：对曲轴进行淬火+回火处理，使曲轴的硬度达到26～31HRC。
如图5所示，车铣加工：利用五轴车铣加工中心，完成对曲拐外形、连杆轴颈的半精铣，主轴颈、大小头轴颈的半精车，大、小头螺孔的钻孔和攻丝，以及钻各斜油孔。
如图6所示，后续工序：精磨主轴颈→精磨大、小头轴颈→精磨连杆颈→抛光→清洗→上油、入库。(后续工序与现有的工艺方法一致)。
综上，该快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法采用圆钢棒料直接经过机械加工快速制造，不再需要经过设计、制造模具并锻造出毛坯这些环节，适用于柴油机新产品开发，可以极大地缩短产品开发周期，并可以节省在模具的设计制造和在锻造毛坯上的费用投入。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (4)

1.一种快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按六缸发动机曲轴的外形尺寸确定曲轴的钢棒料尺寸；
步骤二，先在钢棒料的两端正中心各打一个曲轴的中心孔，然后按六缸发动机的三对曲拐数互成120°夹角，在两端再各打三个互成120°夹角的中心孔；
步骤三，先粗车出曲轴的七档主轴颈，再分别顶紧两端的一组曲拐中心孔，调好配重块，粗车出两个连杆颈，然后依次顶紧另外两组中心孔，把其余四个连杆轴颈粗车完成；此后分别车出大、小头轴颈，再把两端的夹位切断；
步骤四，粗铣平衡块，并进行热处理；
步骤五，对曲拐外形、连杆轴颈进行半精铣，对主轴颈、大小头轴颈进行半精车。
2.如权利要求1所述的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法，其特征在于，所述步骤一的钢棒料尺寸比六缸发动机曲轴的外形尺寸在最大直径增加5mm，长度增加100mm。
3.如权利要求1所述的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法，其特征在于，所述步骤二中使用卧式加工中心在钢棒料上打中心孔，所述步骤三中利用带配重的车床粗车曲轴外形，所述步骤四中使用立式铣床把曲拐的扇形粗铣去除进行粗铣平衡块，所述步骤五中利用五轴车铣加工中心对曲轴进行车铣加工。
4.如权利要求1所述的快速制造六缸发动机曲轴的工艺方法，其特征在于，所述热处理包括：对曲轴进行淬火和回火处理。
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