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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
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