CN113664467A - 一种发动机曲轴制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机曲轴制造方法，属于发动机曲轴加工技术领域。所述发动机曲轴制造方法包括：根据加工程序车削曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面；根据加工程序铣削曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽；根据加工程序加工油孔；根据加工程序对曲轴工件的主轴颈沉割槽和曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压；根据加工程序精车曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径。本发明发动机曲轴制造方法可以满足快节拍高产能曲轴智能制造，可以实现从曲轴毛坯上线到曲轴成品下线的全工艺流程自动化加工，实现高效率，高精度，高柔性，全自动生产。

Description

一种发动机曲轴制造方法

技术领域

本发明涉及发动机曲轴加工技术领域，特别涉及一种发动机曲轴制造方法。

背景技术

曲轴是发动机的核心零件，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。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此，要求曲轴具有足够的强度、刚度和尺寸精度。

曲轴加工技术涉及冷热加工工艺，特种加工工艺，尤其是特种加工工艺设备，价格昂贵。行业内，现有曲轴加工工艺各不相同，主要表现在手动生产线和单工序自动化生产线居多，整线智能化，自动化率偏低，呈现出加工节拍长，产能低，成本高，精度差，废品率高的特点。

发明内容

本发明提供一种发动机曲轴制造方法，解决了或部分解决了现有技术中曲轴加工工艺加工节拍长，产能低，成本高，精度差，废品率高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种发动机曲轴制造方法包括：将曲轴毛坯搬运至上料工位，获取毛坯机种信息，并将所述毛坯机种信息与加工程序进行匹配；获取所述曲轴毛坯的质量中心孔坐标值，并根据所述质量中心孔坐标值加工所述曲轴毛坯的两端和中心孔，获得曲轴工件；根据所述加工程序车削所述曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面；根据所述加工程序铣削所述曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽；根据所述加工程序加工油孔；根据所述加工程序对所述曲轴工件的主轴颈沉割槽和所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压；根据所述加工程序精车所述曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径；根据所述加工程序磨削所述曲轴工件的主轴颈和连杆轴径；根据所述加工程序加工所述曲轴工件的两端孔系和键槽；根据所述加工程序磨削所述曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面；根据所述加工程序对所述曲轴工件进行动最终平衡，获取满足动平衡要求的喝个曲轴成品。

进一步地，当获取所述曲轴毛坯的质量中心孔坐标值完毕时，将所述曲轴毛坯搬运至第一储料工位；当获得所述曲轴工件时，对所述曲轴工件进行第一抽检，所述第一抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第二储料工位；当所述曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面加工完毕时，将所述曲轴工件搬运至第二储料工位；当所述曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽加工完毕时，对所述曲轴工件进行粗加工测量，所述粗加工测量完成后，将所述曲轴工件搬运至第三储料工位；当所述油孔加工完毕时，对所述曲轴工件进行第二抽检，所述第二抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第四储料工位；当所述曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径加工完毕时，对所述曲轴工件进行第三抽检，所述第三抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第五储料工位；当所述曲轴工件的主轴颈和连杆轴径磨削完毕时，对所述曲轴工件进行半精加工测量，所述半精加工测量完成后，将所述曲轴工件搬运至第六储料工位；当所述曲轴工件的两端孔系和键槽加工完毕时，对所述曲轴工件进行第四抽检，所述第四抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第七储料工位；当所述曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面加工完毕时，对所述曲轴工件进行第五抽检，所述第五抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第八储料工位。

进一步地，当油孔加工完毕时，对所述曲轴工件进行中间清洗；当所述曲轴工件的中间清洗完毕时，对所述曲轴工件进行轴径感应淬火；当所述曲轴工件的轴径感应淬火完毕时，对所述曲轴工件进行第六抽检，所述第六抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第九储料工位。

进一步地，当所述曲轴工件的主轴颈沉割槽和所述曲轴工件的连杆径沉割槽的圆角滚压加工完毕时，对所述曲轴工件进行冷压校直；当所述曲轴工件的冷压校直完毕时，对所述曲轴工件进行第七抽检，所述第七抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第十储料工位。

进一步地，当所述曲轴工件的动平衡完毕时，对所述曲轴工件进行超精抛光；当所述曲轴工件的超精抛光完毕时，将所述曲轴工件搬运至第十一储料工位；对所述油孔进行检测；对所述曲轴工件进行最终清洗；对主轴颈的直径和连杆颈的直径进行测量，并根据测量值，进行数值分级。

进一步地，将获得的数值分级刻印在所述曲轴工件上。

进一步地，所述获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值包括：采用动态旋转法测量所述曲轴毛坯的质量中心轴线，将质量中心轴线控制在平衡块60°的扇形区域内，不平衡量基础值设定为B0，公差控制为-30g.cm到30g.cm之间，获取所述曲轴毛坯的质量中心孔坐标值。

进一步地，所述根据加工程序对所述曲轴工件的主轴颈沉割槽和所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压包括：通过扇区角度-变力滚压工艺对所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压；通过恒力滚压对所述曲轴工件的主轴颈沉割槽进行圆角滚压。

进一步地，所述曲轴工件的主轴颈沉割槽圆角采用360°恒力滚压工艺，滚压力最小设定为F2，滚压G4圈；当对所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压时，滚压刀具上加载滚压力角度α±3°，连杆轴径的圆周分为四个扇区，扇区ABC、扇区CD、扇区DEF、扇区FA，连杆颈滚压根据扇区角度变化，在滚压力爬升阶段滚压G1圈，达到极值后滚压G2圈，滚压力下降阶段滚压G3圈。

进一步地，当获取毛坯机种信息时，在所述曲轴毛坯上刻印身份识别码，当进行后续加工时，通过所述身份识别码判断所述曲轴毛坯是否在进行正确的加工步骤。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于将曲轴毛坯搬运至上料工位，获取毛坯机种信息，并将毛坯机种信息与加工程序进行匹配，获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值，并根据质量中心孔坐标值加工曲轴毛坯的两端和中心孔，获得曲轴工件，根据加工程序车削曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面，根据加工程序铣削曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽，根据加工程序加工油孔，根据加工程序对曲轴工件的主轴颈沉割槽和曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压，根据加工程序精车曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径，根据加工程序磨削曲轴工件的主轴颈和连杆轴径，根据加工程序加工曲轴工件的两端孔系和键槽，根据加工程序磨削曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面，根据加工程序对曲轴工件进行最终动平衡，获取满足动平衡要求的合格曲轴成品，所以，通过设定的加工程序，可以实现从曲轴毛坯上线到曲轴成品下线的全工艺流程自动化加工，可以满足快节拍(小于1min/件)高产能曲轴智能制造，实现高效率，高精度，高柔性，全自动生产。

附图说明

图1为本发明实施例提供的发动机曲轴制造方法流程图；

图2为图1中发动机曲轴制造方法的粗加工尺寸示意图；

图3为图1中发动机曲轴制造方法的淬火部位示意图；

图4为图1中发动机曲轴制造方法的半精加工尺寸示意图；

图5为图1中发动机曲轴制造方法的精加工尺寸示意图；

图6为图1中发动机曲轴制造方法的连杆颈扇区分区示意图；

图7为图1中发动机曲轴制造方法的滚压角度示意图；

图8为图1中发动机曲轴制造方法的滚压加载示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的一种发动机曲轴制造方法包括以下步骤：

OP10,将曲轴毛坯搬运至上料工位，获取毛坯机种信息，并将毛坯机种信息与加工程序进行匹配。

OP20,获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值。

OP30,并根据质量中心孔坐标值加工曲轴毛坯的两端和中心孔，获得曲轴工件。

OP40,根据加工程序车削曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面。

OP50,根据加工程序铣削曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽。

OP70,根据加工程序加工油孔。

OP100,根据加工程序对曲轴工件的主轴颈沉割槽和曲轴工件工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压。

OP120,根据加工程序精车曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径。

OP130,根据加工程序磨削曲轴工件的主轴颈和连杆轴径。

OP150,根据加工程序加工曲轴工件的两端孔系和键槽。

OP160,根据加工程序磨削所述曲轴工件的小端齿轮轴径。

OP170,根据加工程序磨削曲轴工件的大法兰外圆、飞轮定位轴径外圆及端面。

OP180,根据加工程序对曲轴工件进行最终动平衡，获取满足动平衡要求的合格曲轴成品。

本申请具体实施方式由于将曲轴毛坯搬运至上料工位，获取毛坯机种信息，并将毛坯机种信息与加工程序进行匹配，获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值，并根据质量中心孔坐标值加工曲轴毛坯的两端和中心孔，获得曲轴工件，根据加工程序车削曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面，根据加工程序铣削曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽，根据加工程序加工油孔，根据加工程序对曲轴工件的主轴颈沉割槽和曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压，根据加工程序精车曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径，根据加工程序磨削曲轴工件的主轴颈和连杆轴径，根据加工程序加工曲轴工件的两端孔系和键槽，根据加工程序磨削曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面，根据加工程序对曲轴工件进行动最终平衡，获取满足动平衡要求的合格曲轴成品，所以，通过设定的加工程序，可以实现从曲轴毛坯上线到曲轴成品下线的全工艺流程自动化加工，可以满足快节拍(小于1min/件)高产能曲轴智能制造，实现高效率，高精度，高柔性，全自动生产。

在本实施方式中，本申请获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值，可以使初始不平衡量分布更均匀，在机加工过程中，有利于刀具寿命和尺寸加工，也有利于顺利通过最终动平衡，减少去重孔的加工，提高最终动平衡节拍，避免最终动平衡不合格造成的加工浪费。

在本实施方式中，通过桁架机械手实现每一个步骤之间的曲轴毛坯、曲轴工件的搬运，实现搬运的自动化。

具体地，详细介绍步骤OP10。

将曲轴毛坯搬运至上料工位，获取毛坯机种信息，并将毛坯机种信息与加工程序进行匹配包括：

由一台视觉引导机器人完成自动上料，视觉引导机器人会根据曲轴毛坯的姿态，选择合适的角度去抓取曲轴毛坯，同时识别毛坯机种，机器人搬运曲轴毛坯到上料工位，将毛坯机种信息传递给智能制造管理系统，上料工位带有激光刻印机，刻印机会刻印机种识别码和工件流水号在曲轴毛坯的平衡块侧，成为工件的身份识别码，后续工序会根据工件携带的身份识别码与加工程序进行匹配判断，保证加工程序的正确性。

按照正确的加工程序，当曲轴毛坯的OP20加工工序进行完毕时，应该进入OP30加工工序，但是，桁架机械手在搬运过程中，假如出现失误，将曲轴毛坯搬运至OP40加工工序、OP10加工工序或其它加工工序，那么，该加工工序识别曲轴毛坯上刻印的身份识别码，判断该曲轴毛坯是否应该进行OP30、OP10加工工序或其它加工工序，当识别出该曲轴毛坯应该进行OP20加工工序，OP30、OP10加工工序或其它加工工序拒收该曲轴毛坯，向桁架机械手发送控制指令，桁架机械手将该曲轴毛坯搬运至OP20加工工序，防错，保护机床，保证曲轴毛坯按设定加工程序进行加工。

详细介绍步骤OP20。

获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值包括：

采用动态旋转法测量曲轴毛坯的质量中心轴线，将质量中心轴线控制在平衡块60°的扇形区域内，不平衡量基础值设定为B0，公差控制为-30g.cm到30g.cm之间，获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值，可以保证满足公差范围内的曲轴毛坯可以通过最终动平衡，避免最终动平衡不合格造成的加工浪费。在本实施方式中，B0＝60g.cm±30g.cm。

参见图2，详细介绍步骤OP30。

根据质量中心孔坐标值加工曲轴毛坯的两端和中心孔包括：加工中心从智能制造管理系统中获取OP20工序中测量的对应坐标值，完成两端面的铣削和中心孔的加工，同时套车齿轮端的外径D1公差控制为-0.1到0.1mm，总长尺寸L12，公差控制为-0.15到0.15mm。在本实施方式中，齿轮端的外径D1＝39mm±0.1mm，工件总长L12＝444.1±0.15mm。

详细介绍步骤OP40。

根据加工程序车削曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面包括：控制主轴颈尺寸D2，公差控制为-0.1到0.1mm。控制法兰盘尺寸D4，公差控制为-0.1到0.1mm。控制飞轮定位轴径尺寸D5，公差控制为-0.1到0.1mm。控制主轴颈沉割槽圆角半径尺寸R1，公差控制为-0.05到0.05mm。第二，第四，第五主轴颈主轴颈宽度L13，公差控制为-0.1到0.1mm，第三主轴颈宽度L14，公差控制为-0.1到0.1mm，各个主轴颈的轴向尺寸L1，L2，L4，L6，L8，L10，L11，轴向尺寸公差控制为-0.15到0.15mm。在本实施方式中，主轴颈尺寸D2＝42.48mm±0.1mm，法兰盘尺寸D4＝85.1mm±0.1mm，飞轮定位轴径尺寸D5＝47.9mm±0.1mm，沉割槽圆角半径尺寸R1＝1.4mm±0.05mm，第二，第四，第五主轴颈宽度L13＝22.254mm±0.1mm，第三主轴颈宽度L14＝22.275mm±0.1mm，各个主轴颈的轴向尺寸L1＝35.964mm±0.15mm，L2＝68.127mm±0.15mm，L4＝130.781mm±0.15mm，L6＝215.678mm±0.15mm，L8＝300.597mm±0.15mm，L10＝385.505mm±0.15mm，L11＝425.989mm±0.15mm。

详细介绍步骤OP50。

根据加工程序铣削曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽包括：控制连杆颈直径D3，公差控制为-0.1到0.1mm。控制连杆径沉割槽圆角半径R2，公差控制为-0.05到0.05mm。各个连杆颈的宽度L15，公差控制为-0.1到0.1mm，轴向尺寸L3，L5，L7，L9.轴向尺寸公差控制为-0.1到0.1mm。在本实施方式中，连杆颈直径D3＝40.64mm±0.1mm，沉割槽圆角半径R2＝1.4mm±0.05mm，各个连杆颈的宽度L15＝23.097mm±0.1mm，轴向尺寸L3＝87.905mm±0.1mm，L5＝172.813mm±0.1mm，L7＝257.722mm±0.1mm，L9＝342.63mm±0.1mm。

详细介绍步骤OP70。

根据加工程序加工油孔包括在加工中心上完成直油孔和斜油孔的加工，以及孔口倒角。

参见图6-8，详细介绍步骤OP100。

根据加工程序对曲轴工件的主轴颈沉割槽和曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压包括：

通过扇区角度-变力滚压工艺对曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压。当对曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压时，滚压刀具上加载滚压力角度α±3°，连杆轴径的圆周分为四个扇区，扇区ABC、扇区CD、扇区DEF、扇区FA，连杆颈滚压根据扇区角度变化，在滚压力爬升阶段滚压G1圈，达到极值后滚压G2圈，滚压力下降阶段滚压G3圈，保证连杆轴颈中心轴线的高精度平行度，开档面高精度的垂直度。

通过恒力滚压对曲轴工件的主轴颈沉割槽进行圆角滚压。曲轴工件的主轴颈沉割槽圆角采用360°恒力滚压工艺，滚压力最小设定为F2，滚压G4圈。

在本实施方式中，为了保证连杆轴颈相对中心线的平行度在0.05以内，连杆颈开档面跳动0.1以内，滚压力加载角度α＝35°，滚压力F1＝4000N，F2＝8500N,扇区ABC≥180°、扇区CD≤30°、扇区DEF≤120°、扇区FA≥30°。根据扇区角度变化，在滚压力爬升阶段滚压G1＝3圈，达到极值后滚压G2＝12圈，滚压力下降阶段滚压G3＝3圈。主轴颈沉割槽采用恒力滚压，滚压力采用F2＝8500N滚压G4＝5圈。

参见图4，详细介绍步骤OP120。

根据加工程序精车曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径包括：控制止推轴颈开档宽度L16，公差控制为-0.024到0.024mm。齿轮轴径直径D6，公差控制为-0.1到0.1mm。飞轮定位轴径D8，公差控制为-0.1到0.1mm。在本实施方式中，控制止推轴颈开档宽度L16＝23.021±0.024mm。齿轮轴径直径D6＝26.4±0.1mm。飞轮定位轴径D8＝45.4±0.1mm。

详细介绍步骤OP130。

根据加工程序磨削曲轴工件的主轴颈和连杆轴径包括：控制主轴颈直径D7，公差控制为-0.007到0.007mm。连杆轴轴径直径D9，公差控制为-0.007到0.007mm。轴颈外圆表面粗糙度C1，直线度X1，平行度P1，对称度Y1，锥度Z1。在本实施方式中，控制主轴颈直径D7＝42.003±0.007mm，连杆轴轴径直径D9＝40.003±0.007mm，轴颈外圆表面粗糙度C1＝Ra0.4，直线度X1＝0.003，平行度P1＝0.009，对称度Y1＝0.18，锥度Z1≤0.0045。

参见图5，详细介绍步骤OP160。

根据所述加工程序磨削所述曲轴工件的小端齿轮轴径包括：控制小端齿轮轴颈直径D10，公差控制为-0.008到0.008mm。在本实施方式中，控制小端齿轮轴颈直径D10＝25.992±0.008mm。

详细介绍步骤OP170。

根据加工程序磨削曲轴工件的大法兰外圆、飞轮定位轴径外圆及端面包括：控制法兰外圆直径D13，公差控制为-0.022到0.022mm。飞轮定位轴径直径D14，公差控制为-0.008到0.008mm。在本实施方式中，控制法兰外圆直径D13＝83.978±0.022mm，飞轮定位轴径直径D14＝44.992±0.008mm。

详细介绍步骤OP180。

根据加工程序对曲轴工件进行动平衡，获取曲轴工件包括：控制不平衡量在B1范围内，每个平衡块上的去重孔设定为D14，最大孔深设定为H2，以此避免啸叫噪音。在本实施方式中，控制不平衡量在B1＝20g.cm范围内，每个平衡块上的去重孔设定为D14＝10mm，最大孔深设定为H2＝29mm。

本申请发动机曲轴制造方法还包括以下步骤：

ST01，当获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值完毕时，将曲轴毛坯搬运至第一储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S1。在本实施方式中，S1＝12件。

SPC01，当曲轴毛坯的两端和中心孔加工完毕时，对曲轴工件进行第一抽检。对于设定检测频次F1，智能制造系统会通过搬运系统把步骤OP30加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到第二储料工位进行缓存。在本实施方式中，对于设定检测频次F1＝1/20，每20件检测1件，检测前序OP30加工的中心孔的尺寸和轴径尺寸。

ST02，第一抽检完成后，将曲轴工件搬运至第二储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S2。在本实施方式中，S2＝17。

ST03，当曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面加工完毕时，将曲轴工件搬运至第二储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S3。在本实施方式中，S3＝12。

OP60，当曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽加工完毕时，对曲轴工件进行粗加工测量。粗加工100％测量，每个工件都要通过该工序的测量机，测量前序OP20到OP50加工过得外圆轴径和所有的轴向尺寸，进行粗加工尺寸的管控，所有的测量数据都要上传智能制造管理系统，对于尺寸合格的工件继续传输到下一工序加工，不合格的工件剔除生产线，避免批量工废零件流入后面工序，造成后续的加工浪费。

ST04，粗加工测量完成后，将曲轴工件搬运至第三储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S4。在本实施方式中，工件存储数量为S4＝15。

SPC02，当油孔加工完毕时，对曲轴工件进行第二抽检。定点控制抽检，对于设定检测频次F2，智能制造系统会通过搬运系统把OP70加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到下一工序继续加工。在本实施方式中，对于设定检测频次F2＝1/20，每20件检测1件。检测前序OP70加工的油孔的位置度和角度。

ST05，第二抽检完成后，将曲轴工件搬运至第四储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S5。在本实施方式中，S5＝15。

SPC05，当曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径加工完毕时，对曲轴工件进行第三抽检。定点控制抽检，对于设定检对于设定检测频次F5，智能制造系统会通过搬运系统把OP120加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到下一工序继续加工。在本实施方式中，对于设定检对于设定检测频次F5＝1/50，每50件检测1件的加工尺寸。

ST08，第三抽检完成后，将曲轴工件搬运至第五储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S8。在本实施方式中，S8＝15。

OP140，当曲轴工件的主轴颈和连杆轴径磨削完毕时，对曲轴工件进行半精加工测量。半精加工100％测量，每个工件都要通过该工序的测量机，测量OP100到OP130加工过得外圆轴径和所有的轴向尺寸，进行半精加工尺寸的管控，所有的测量数据都要上传智能制造管理系统，对于尺寸合格的工件继续传输到下一工序加工，不合格的工件剔除生产线，避免批量工废零件流入后面工序，造成后续的加工浪费。根据智能生产线质量稳定性设计目标和节拍平衡布置，OP130主轴颈和连杆颈的磨削是关键工序，也是容易出品质问题的工序，经过OP140工序的全部检测以后，半精加工不合格工件已经剔除，此时进行0P150，可以避免不必要的加工浪费。

ST09，半精加工测量完成后，将曲轴工件搬运至第六储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S9。在本实施方式中，S9＝15。

SPC06，当曲轴工件的两端孔系和键槽加工完毕时，对曲轴工件进行第四抽检。定点控制抽检，对于设定检对于设定检测频次F6，智能制造系统会通过搬运系统把OP150加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到下一工序继续加工。在本实施方式中，对于设定检对于设定检测频次F6＝1/50，每50件检测1件的加工尺寸。

ST10，第四抽检完成后，将曲轴工件搬运至第七储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S10。在本实施方式中，S10＝15。

SPC07，当曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面加工完毕时，对曲轴工件进行第五抽检。定点控制抽检，对于设定检测频次F7，智能制造系统会通过搬运系统把OP160到OP170加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到下一工序继续加工。在本实施方式中，对于设定检对于设定检测频次F7＝1/50，每50件检测1件的加工尺寸。

ST11，第五抽检完成后，将曲轴工件搬运至第八储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S11。在本实施方式中，S11＝15。

本申请发动机曲轴制造方法还包括以下步骤：

OP80，当油孔加工完毕时，对曲轴工件进行中间清洗，去除工件表面残留的铁屑和油污，保证工件在进入淬火设备的时候，具有较好的清洁度，避免引起淬火感应器打火和损坏。

参见图3，OP90，当曲轴工件的中间清洗完毕时，对曲轴工件进行轴径感应淬火。采用中频感应淬火，使轴径得到一定的淬硬层H1和表面硬度Y1。在本实施方式中，淬硬层H1＝3.1mm±1.1mm和表面硬度Y1＝51～60HRC。

SPC03，当曲轴工件的轴径感应淬火完毕时，对曲轴工件进行第六抽检。定点控制抽检，对于设定检测频次F3，智能制造系统会通过搬运系统把OP90加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到下一工序继续加工。在本实施方式中，对于设定检测频次F3＝1/500，每500件检测1件，表面硬度可用硬度计直接测量，淬硬层深度需要做破坏性切割检测，制作金相块显微测量。

ST06，第六抽检完成后，将曲轴工件搬运至第九储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S6。在本实施方式中，S6＝15。

本申请发动机曲轴制造方法还包括以下步骤：

OP110，当曲轴工件的主轴颈沉割槽和曲轴工件的连杆径沉割槽的圆角滚压加工完毕时，对曲轴工件进行冷压校直，控制主轴颈的同轴度T1。在本实施方式中，校直力最大20000N，控制主轴颈的同轴度T1＝Φ0.15。

SPC04，当曲轴工件的冷压校直完毕时，对曲轴工件进行第七抽检。定点控制抽检，对于设定检对于设定检测频次F4，智能制造系统会通过搬运系统把前序OP110加工完成的工件放在抽检口，并通知品控人员去检测产品加工尺寸。品控人员测量完尺寸后，合格品返回抽检口，智能制造管理系统会通知搬运系统把工件搬运到下一工序继续加工。在本实施方式中，对于设定检对于设定检测频次F4＝1/50，每50件检测1件的加工尺寸，同时为了确保曲轴的疲劳强度，在OP100和OP110工艺调整和设备故障修复后，需要做疲劳强度检测。

ST07,第七抽检完成后，将曲轴工件搬运至第十储料工位,用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S7。在本实施方式中，S7＝12。

本申请发动机曲轴制造方法还包括以下步骤：

OP190,当曲轴工件的动平衡完毕时，对曲轴工件进行超精抛光。利用数控抛光机恒压力抛光轴径和止推面，控制轴径表面粗糙度Rvk,Rpk，Rk,保证轴径的低摩擦性，控制主轴颈直径尺寸D11，公差控制在-0.005到0.005mm。控制连杆颈直径D12，公差控制在-0.005到0.005mm。在本实施方式中，利用数控抛光机恒压力抛光轴径和止推面，控制轴径表面粗糙度Rvk＞0.05,Rpk＜0.06，Rk＜0.16,保证轴径的低摩擦性，控制主轴颈直径尺寸D11＝42±0.005mm，控制连杆颈直径D12＝40±0.005mm。

ST12,当曲轴工件的超精抛光完毕时，将曲轴工件搬运至第十一储料工位，用于缓存工件，为了保持前后工序节拍平衡，增强工艺的鲁棒性，工件存储数量为S12。在本实施方式中，S12＝15。

OP200,对油孔进行检测。100％检测油孔的贯穿性，确保下线的每根曲轴油孔都是贯穿的，避免漏加工油孔件流入后工序。

0P210,对曲轴工件进行最终清洗。确保曲轴外表没有油污和杂质，油孔中定点高压清洗，避免有铁屑残留。控制零件整体的清洁度满足品质要求。

OP220,对主轴颈的直径和连杆颈的直径进行测量，并根据测量值，进行数值分级，连同工件识别信息码匹配传输到智能制造管理系统。在本实施方式中，分级标准是0.001mm一个等级。

OP230,将获得的数值分级刻印在曲轴工件上，用于发动机装配时与轴瓦的匹配选型。

本申请还包括OP240，下料机器人将合格曲轴成品从生产线搬运到成品料框，完成整个工艺制造流程。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种发动机曲轴制造方法，其特征在于，包括：

将曲轴毛坯搬运至上料工位，获取毛坯机种信息，并将所述毛坯机种信息与加工程序进行匹配；

获取所述曲轴毛坯的质量中心孔坐标值，并根据所述质量中心孔坐标值加工所述曲轴毛坯的两端和中心孔，获得曲轴工件；

根据所述加工程序车削所述曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面；

根据所述加工程序铣削所述曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽；

根据所述加工程序加工油孔；

根据所述加工程序对所述曲轴工件的主轴颈沉割槽和所述曲轴的连杆径沉割槽进行圆角滚压；

根据所述加工程序精车所述曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径；

根据所述加工程序磨削所述曲轴工件的主轴颈和连杆轴径；

根据所述加工程序加工所述曲轴工件的两端孔系和键槽；

根据所述加工程序磨削所述曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面；

根据所述加工程序对所述曲轴工件进行动最终动平衡，获取满足动平衡要求的合格曲轴成品。

2.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

当获取所述曲轴毛坯的质量中心孔坐标值完毕时，将所述曲轴毛坯搬运至第一储料工位；

当获得所述曲轴工件时，对所述曲轴工件进行第一抽检，所述第一抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第二储料工位；

当所述曲轴工件的主轴颈、法兰轴径、飞轮定位轴径、主轴颈沉割槽和主轴颈开档面加工完毕时，将所述曲轴工件搬运至第二储料工位；

当所述曲轴工件的连杆轴径、连杆径开档面和连杆径沉割槽加工完毕时，对所述曲轴工件进行粗加工测量，所述粗加工测量完成后，将所述曲轴工件搬运至第三储料工位；

当所述油孔加工完毕时，对所述曲轴工件进行第二抽检，所述第二抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第四储料工位；

当所述曲轴工件的止推面、齿轮轴径和飞轮定位轴径加工完毕时，对所述曲轴工件进行第三抽检，所述第三抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第五储料工位；

当所述曲轴工件的主轴颈和连杆轴径磨削完毕时，对所述曲轴工件进行半精加工测量，所述半精加工测量完成后，将所述曲轴工件搬运至第六储料工位；

当所述曲轴工件的两端孔系和键槽加工完毕时，对所述曲轴工件进行第四抽检，所述第四抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第七储料工位；

当所述曲轴工件的小端齿轮轴径、大法兰外圆和飞轮定位轴径外圆及端面加工完毕时，对所述曲轴工件进行第五抽检，所述第五抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第八储料工位。

3.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

当油孔加工完毕时，对所述曲轴工件进行中间清洗；

当所述曲轴工件的中间清洗完毕时，对所述曲轴工件进行轴径感应淬火；

当所述曲轴工件的轴径感应淬火完毕时，对所述曲轴工件进行第六抽检，所述第六抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第九储料工位。

4.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

当所述曲轴工件的主轴颈沉割槽和所述曲轴工件的连杆径沉割槽的圆角滚压加工完毕时，对所述曲轴工件进行冷压校直；

当所述曲轴工件的冷压校直完毕时，对所述曲轴工件进行第七抽检，所述第七抽检完成后，将所述曲轴工件搬运至第十储料工位。

5.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

当所述曲轴工件的动平衡完毕时，对所述曲轴工件进行超精抛光；

当所述曲轴工件的超精抛光完毕时，将所述曲轴工件搬运至第十一储料工位；

对所述油孔进行检测；

对所述曲轴工件进行最终清洗；

对主轴颈的直径和连杆颈的直径进行测量，并根据测量值，进行数值分级。

6.根据权利要求5所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

将获得的数值分级刻印在所述曲轴工件上。

7.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于，所述获取曲轴毛坯的质量中心孔坐标值包括：

采用动态旋转法测量所述曲轴毛坯的质量中心轴线，将质量中心轴线控制在平衡块60°的扇形区域内，不平衡量基础值设定为B0，公差控制为-30g.cm到30g.cm之间，获取所述曲轴毛坯的质量中心孔坐标值。

8.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于，所述根据加工程序对所述曲轴工件的主轴颈沉割槽和所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压包括：

通过扇区角度-变力滚压工艺对所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压；

通过恒力滚压对所述曲轴工件的主轴颈沉割槽进行圆角滚压。

9.根据权利要求8所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

所述曲轴工件的主轴颈沉割槽圆角采用360°恒力滚压工艺，滚压力最小设定为F2，滚压G4圈；

当对所述曲轴工件的连杆径沉割槽进行圆角滚压时，滚压刀具上加载滚压力角度α±3°，连杆轴径的圆周分为四个扇区，扇区ABC、扇区CD、扇区DEF、扇区FA，连杆颈滚压根据扇区角度变化，在滚压力爬升阶段滚压G1圈，达到极值后滚压G2圈，滚压力下降阶段滚压G3圈。

10.根据权利要求1所述的发动机曲轴制造方法，其特征在于：

当获取毛坯机种信息时，在所述曲轴毛坯上刻印身份识别码，当进行后续加工时，通过所述身份识别码判断所述曲轴毛坯是否在进行正确的加工步骤。

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