数控曲轴圆角滚压机床设计和开发.pdf

生 P 装 备 数控曲轴圆角滚压机床的设计与开发 摘要：曲轴随发动机向增压 、大功率、高可靠性 、低排放方 向的发展 ，正面临着安全性 和可靠性 的严重挑战，传统制造工艺已无法满足其功能要求。圆角滚压强化工艺可大幅 度提高 曲轴疲劳强度 ，但此核心技术 国内尚未掌握 。本研究借鉴 国内外 曲轴滚压原理 ， 自主研发制造 出曲轴 圆角滚压机床 ，采用主轴颈和连杆颈同时滚压的方法 ，实现 了替代 进 口的 目标 。 关键词：曲轴 圆角滚压 主轴颈 连杆颈 专用机床 中图分类号：TH16 文献标识码 ：B ■ 滨州海得曲轴有限责任公司 李海国 内中小企业无力承受。国产机床多为单头滚压或 1 引言 双头滚压等，存在效率低、自动化程度低、工人劳 随着汽车发动机功率的提高，曲轴的负荷加 动强度大等问题 。针对以上 问题 ，本公司 自行设 大。曲轴进行相应强化后能否保持曲轴轴颈等基 计制造了数控曲轴圆角滚压机床。采用全 自动机 本结构参数不变是一个亟待解决的问题。为解决 床方案，即主轴颈和连杆颈同时滚压的方法，以减 强度问题 ，曲轴在材质上经历了由球墨铸铁到合 轻操作者劳动强度并提高加工效率。 金钢的变更 。 2 机床设计 球铁曲轴不能满足大功率发动机性能要求一 个最主要的原因就是疲劳强度较低 ，运行过程 中 2．1 机床总体设计思路和方案 极易造成 曲轴疲劳断裂 。可见若使 曲轴满足发 以四拐曲轴为例 (图1)，其圆角滚压加工部分 动机发展的要求，提高疲劳强度是唯一选择。据 为主轴颈和连杆颈圆角。大盘采用液压卡盘夹 国外资料介绍，圆角滚压强化工艺对提高 曲轴疲 紧，因滚压时轴颈两侧两个圆角滚压可保持平衡 劳强度有显著作用 。 目前汽车 曲轴 以及工程机 稳定，但 由于第 1主轴颈只有单侧 圆角，滚压时无 械用发动机 曲轴越来越多地采用圆角滚压强化 法平衡，为此采用平衡支撑套形成辅助圆角 以达 工艺 ，国外轿车发动机 曲轴几乎全部采用圆角滚 到滚压时的平衡，平衡支撑套另一端设有中心孔， 压工艺。 机床顶尖顶紧后即可夹紧曲轴。 基于圆角滚压工艺 良好的加工效果 ，国内曲 数控 曲轴圆角滚压机床结构设计如图2所 轴加工企业逐步开始应用，但其核心技术掌握在 示。床头箱和尾座安装在床身工作台上，主轴滚 欧美等发达国家手中，进 口滚压机床价格昂贵，国 压钳和连杆滚压钳 以悬挂方式安装在床身部分的 2014年 第7期 汽 车 工 艺 与 材 料 ATM