凸輪軸,曲軸制造業發展三大趨勢_銑端面打中心孔機床,數控銑打機,平頭打孔專用機床廠家|山東友泰

進人21世紀(jì)以來，發動機制造(zao)業在産品、制造工(gong)藝、刀具、生産管理(li)方面都進行了一(yī)系列變化，與過去(qù)的發動機制造企(qi)業有很多不同。

在(zài)産品方面輕量化(huà)的趨勢比較明顯(xiǎn)，缸體零件用🤩鋁合(hé)金替代鑄鐵。缸蓋(gài)産品簡單化，不采(cai)用以前的頂置凸(tu)輪軸的形式，使得(dé)缸蓋加工更加容(róng)易。工藝上不斷優(yōu)化，曲軸除了車一(yī)車拉技術以外，還(hai)開發了新的高速(sù)外銑工☁️藝，使得更(geng)加柔性。凸輪軸采(cai)用👄套裝式的，而不(bú)是整體式🈲，使得加(jiā)工簡單，柔性好。連(lián)杆的脹斷工🤞藝應(yīng)用的企業越來越(yuè)多，而且成熟。

高速(sù)化在發動機企業(ye)也表現的比較明(míng)顯，大量采用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼塗層(ceng)硬質合金刀具PCD和(he)CBN，且切削速度大大(dà)提高。HSK夾頭使用也(yě)較普遍。采用複⁉️合(he)型加工工藝和刀(dāo)具、來節省設備投(tóu)資和減少加工時(shi)間。如采✊用鑽銑螺(luo)紋💯一把刀，完成鑽(zuàn)孔、倒🚶角、銑螺紋一(yi)次成形的多功能(neng)刀具。總之，在産品(pin)方面，在獲得滿意(yi)的性能下，使得🏒加(jiā)工工藝簡🏃🏻單，盡量(liang)在鑄造中解決一(yi)些加工，使得在機(jī)械加工時，加工餘(yu)量少。

在工藝技術(shù)方面，采用新工藝(yì)，使得刀具和設備(bei)适應高速化和柔(rou)性化的需要。在生(sheng)産組織和管理方(fāng)面也有很多不同(tong)的地方，企業的結(jie)構簡單，很多服務(wu)性的部門，如油品(pin)、切削液、刀具和設(shè)備備件都由專業(ye)公司來負責。人員(yuan)通過小組以及輪(lún)崗的方式來激勵(li)。物流和設備管理(li)方面也是重點，發(fā)動機制造企業TPM是(shì)很重要的一環。在(zai)質量方面，德國企(qi)業非常重視過程(cheng)質量。

（1）輕(qing)量化研究表明，一(yī)輛轎車的質量若(ruò)能減少10%，則其燃♊油(you)👄經濟性可提高3%～4%，同(tong)時汽車的排放也(ye)會降低。為此，各📐國(guo)的汽車制造廠家(jiā)為了使發動機輕(qīng)量化、高速化、高功(gōng)率化，并且有較高(gao)的耐久性，最好的(de)辦法是使用鋁缸(gang)體。它的優點：①鋁的(de)導熱性好，提高發(fā)動機的壓縮比，對(dui)提高功率也十分(fèn)有利。②缸體和缸蓋(gài)的膨脹率相同🌈，減(jian)少熱應力，同時提(tí)高缸體和缸蓋結(jié)合面的剛性。③重量(liang)輕。

（2）缸蓋結構缸蓋(gài)的結構，一般是凸(tu)輪軸軸承孔一體(ti)的💛整體式鋁缸蓋(gài)，為了工藝加工方(fāng)便，将整體缸蓋一(yi)分為二或分成三(sān)個部😘分。凸輪軸不(bú)放置在缸蓋上，而(ér)裝在罩殼内。

（3）凸輪(lún)軸凸輪軸的作用(yong)就是控制氣閥的(de)開啟和關閉。第一(yi)個變化是，四氣門(men)和五氣門的凸輪(lun)軸為了去重，采用(yòng)輕量📞化中空凸輪(lun)軸。第二個變化，按(an)常規而言，凸輪軸(zhóu)的📐毛坯一般是一(yi)根鑄件🙇‍♀️或鍛件，再(zài)進行粗加工、熱處(chù)理，最後磨削而成(cheng)。而新的凸輪軸制(zhì)造方法，就是用了(le)裝配式毛坯件，将(jiang)預✨制凸輪和相📧關(guān)部件裝配到一根(gēn)鋼管上，焊接固定(dìng)其軸向和角向位(wèi)置，增加了柔性、缺(quē)點是成本高。

（4）平衡(heng)軸體(Ausgleiehswellenmodul)在三缸機中(zhong)為了減少震動，使(shǐ)得發動機運行更(geng)加平穩，産品中增(zeng)加了一個平衡軸(zhóu)體。目前，VW集團💋用于(yu)PoLo的1.2L四氣門🧡發動機(jī)裝有平衡軸體。由(you)于這個零件能明(míng)顯平衡發動機震(zhèn)🌈動，同時改善發動(dòng)機運轉，将來ZL的四(sì)缸機配有平衡軸(zhou)體。

　 工藝刀具方面(miàn)

（1）産品變化引起工(gong)藝的變化有缸套(tao)的鋁缸體，國外有(yǒu)的工廠缸孔是先(xiān)将表面有鋸齒形(xíng)的缸套放好📞，然後(hòu)🐪進行⁉️澆鑄，鑄鐵部(bù)分離上平面2～4mm，為了(le)有利于缸體上平(ping)面加工。鑄鐵缸套(tào)粗加工在毛坯廠(chǎng)完成，留lmm餘量。在工(gōng)藝安排時，缸孔、主(zhǔ)軸承孔放在後面(mian)加工，而上、下平面(miàn)，四個側面前面加(jia)工完成。同以前的(de)工藝安排不同，使(shǐ)📐加工工藝較以前(qián)簡單。缸蓋變🔱成一(yī)😄個長方體以後，使(shǐ)得缸蓋加工比以(yǐ)前容易。因為沒有(you)凸輪軸軸承孔的(de)加工，可以用專用(yong)的簡易加工中心(xīn)機床，實現高速和(he)柔性變化。用裝配(pèi)式凸輪軸以後，凸(tū)輪的熱處理、裝配(pèi)都在供貨廠家進(jin)行，提供半成品給(gei)制造廠家，工藝👨‍❤️‍👨如(rú)🚶‍♀️下：車主軸頸—主軸(zhóu)頸磨—粗、精🆚磨凸輪(lun)—抛光—清洗。

（2）三個重(zhòng)要趨勢。國外的發(fa)動機廠在三個重(zhòng)要領域🧑🏽‍🤝‍🧑🏻表⭕現比較(jiao)明顯，主要如下:

　　一(yi)是高速化。高速加(jiā)工可以提高生産(chǎn)率，縮短交貨時間(jian)。要實現高速加工(gōng)，主要步驟:①機床要(yào)能實現高速的🈲主(zhǔ)軸。②HSK液壓夾頭，定位(wei)精度高，同時剛性(xing)也較好。③大量采用(yong)塗層硬質合金刀(dao)具，金屬陶瓷、陶瓷(cí)、CBN、PCD刀具。比如，在缸🐕蓋(gai)線上大量采用高(gao)🌈速加工中🈲心二是(shi)硬👣質件加工。可以(yǐ)簡化工藝方法、工(gōng)藝環🤞節、節約成本(ben)、具有柔性。例如，凸(tū)輪軸加工，德國在(zai)匈牙利的柴油發(fa)動機，過去在加工(gong)軸頸時，用車削🔞加(jiā)磨削，現在改用CBN刀(dāo)具一次完成，達到(dào)要求的表面粗🍉糙(cāo)度，不要磨削，可減(jiǎn)少大量投資。三是(shì)幹式加工。優點是(shi)可以滿足環保的(de)要求，降🧑🏾‍🤝‍🧑🏼低總成本(běn)。例如缸體缸♈孔粗(cu)加工，采用陶瓷刀(dao)片不加乳化液。目(mu)前國外很重視在(zai)幹式加工采用噴(pen)霧——準幹式加工。

用(yong)專用加工中心構(gou)成的柔性制造系(xi)統，主要用在缸蓋(gài)和☀️缸🔱體，從産量角(jiao)度分析，可以達到(dao)，從傳統的FMS系統起(qi)步🏃‍♀️産量5萬件/年到(dao)傳統自動線的産(chan)量20萬件/年。假如要(yao)規劃一條全柔性(xìng)的适合大批量生(sheng)産的柔性生産線(xian)，以适合采購的不(bu)♈确定性，由于開發(fā)新品種而不斷更(gèng)新設計，環保要求(qiú)和生産要求等。在(zai)柔性生産線⛹🏻‍♀️考慮(lü)這些因素可以使(shǐ)得年産量🛀超過50萬(wàn)件的投資更合📧理(lǐ)，在今後10年可以節(jie)省大概10～20億美💛元。

　　由(yóu)于缸體需要較少(shao)的工件裝夾次數(shu)，而多為鑄件👣。材料(liao)和尺寸決定了采(cǎi)用自動線更經濟(jì)。目前采用混合生(shēng)産線成為一種新(xīn)趨勢。工藝上将大(da)餘量切削在傳統(tong)自動線上完成，缸(gang)體前後端面和側(ce)面的加工，用柔性(xìng)生産單元。

（4）高效率(lü)從日本汽車制造(zao)業的情況來看，平(ping)均每五年切削效(xiào)率✔️要提高28%，其中切(qiē)削速度平均提高(gāo)19%，進給🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量平均提🧡高(gāo)8%，而最近幾年切削(xuē)效率提高的幅度(dù)在30%以上。目前制造(zào)發動機主要零🈲件(jian)的生産節拍已經(jīng)縮短到了30～40s。比十幾(ji)年前縮短了50%。例如(ru)在灰鑄鐵材料缸(gang)體的銑削加工，用(yong)高速加工中心機(jī)床，切削速度✌️可達(dá)到700～1500m/min。刀具采用CBN刀片(piàn)。（ auto1950 ）在缸體、缸蓋鋁合(hé)金材料銑削加工(gong)時，廣泛采用PCD刀具(jù)，考慮到高速回轉(zhuǎn)時将會産生很大(da)的離心力👄，故刀體(tǐ)采用高強度🏒鋁合(he)金材料制作。凸輪(lún)軸和曲軸用CBN砂輪(lun)👣進行高速磨削。曲(qǔ)軸👌和凸輪軸的孔(kǒng)加工，為了🈲提高效(xiao)率，采用✉️内冷的硬(yìng)質合金鑽頭，代替(tì)過去的高速鋼鑽(zuan)頭。攻螺紋也采💋用(yong)硬☂️質合金絲錐來(lai)提高速度☂️，甚至曲(qǔ)軸攻螺紋也采用(yong)無切削絲錐。高速(su)加工中心有一個(gè)趨勢采用熱裝式(shi)工具系😄統。總之，在(zai)發動機制造業有(you)一個明顯的走向(xiang)，采用高速加工提(tí)高㊙️效率。

（5）脹斷工藝(yì)應用較普遍自從(cong)連杆大頭孔切斷(duàn)采用脹斷工藝以(yi)❗來，大部分工廠都(dou)采用脹斷工藝。國(guo)内工廠應用此項(xiang)技術還存🔅在些問(wen)題，主要是工廢率(lǜ)和裝配時産生的(de)連杆爆口。而⛹🏻‍♀️國外(wai)工廠已很好掌握(wò)了此項工藝，它們(men)的工廢率0.8%，裝配的(de)爆口幾乎為零。問(wen)題是脹斷時支承(chéng)塊的間隙控制。

（6）在(zai)曲軸車拉的基礎(chu)上結合采用高速(su)外銑近幾年，曲軸(zhou)主軸頸和連杆頸(jing)的加工，一般都是(shi)采用車拉工藝來(lái)完成。但📐連杆頸軸(zhou)線不在一條中心(xin)線上，如三缸、六🤞缸(gang)發動機，加工就有(you)一些麻煩。目前，有(you)一種⭐加工工藝方(fāng)案為：主軸頸用車(chē)拉，連杆頸用高速(su)外銑。這樣加工連(lian)杆頸時更好柔性(xing)。

（7）曲軸平衡機新的(de)改進是不平衡量(liàng)校正采用極坐标(biao)🔱優化高速鑽削校(xiao)正方法。過去用的(de)是高速鋼，新👌的方(fāng)法是曲軸的鑽❗削(xuē)采用整體硬質合(hé)金鑽頭。鑽頭心部(bu)有冷卻液孔。這種(zhong)鑽頭能進行大進(jìn)給量鑽🐆削。

（8）缸孔的(de)激光珩磨。近年來(lái)表面激光造型珩(héng)磨加工正在漸漸(jiàn)使用，為了同時達(da)到缸孔表面粗糙(cao)度和儲油性能，需(xu)要🐕通過特殊的加(jiā)工技術，也就是用(yong)激光造型珩磨才(cái)能達到加工要求(qiú)，同時還不會影響(xiang)缸孔表面的加工(gōng)質量。采用激光珩(heng)磨後，汽車發動機(ji)可以降低🔆油耗量(liàng)，降低排放，減少磨(mó)損。另外，目前柴油(yóu)機廣泛用♋于轎車(che)上，柴油發動機體(ti)積小🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，功率大，缸體(ti)鑄造時加人了TiC，為(wéi)了将缸孔✔️表面的(de)TiC沖掉，去除💋産生的(de)毛刺，同時♉達到表(biǎo)面儲油量🙇‍♀️，開發了(le)高壓⛹🏻‍♀️液體珩磨，工(gōng)藝為:粗珩+精珩十(shí)高壓液體衍磨十(shí)抛光。

(9)曲軸磨床凸(tu)輪軸采用CBN砂輪高(gāo)速磨削，已經非常(cháng)普遍。目前曲軸的(de)加工也漸漸開始(shi)使用CBN砂輪加工。一(yi)般來講，四缸曲軸(zhóu)隻要是升程的變(bian)化，工藝路線還是(shi)過去的較好:主軸(zhou)頸用多砂💋輪，連杆(gǎn)頸分别用雙砂輪(lun)。如果要加工四⭐缸(gāng)、五缸和六缸曲軸(zhóu)，就要采用CBN單砂輪(lun)或雙砂輪磨曲軸(zhóu)，這樣柔性好，而且(qie)砂輪每♊修整一次(cì)，可加工600～800件。

　　組織機(jī)構和生産管理

　　（1）結(jié)構簡單發動機廠(chǎng)的組織結構相比(bi)以前，特别是在海(hǎi)外的工廠，隻是一(yī)個生産性的工廠(chang)。服務性的工作都(dou)交給專業部門負(fù)責。比如，刀具管理(li)(Tool-Management)是20世紀90年代在美(mei)國企業提出的，開(kāi)始于16年前的美國(guó)通用土星項目。當(dāng)時的刀具管理主(zhǔ)要是物流，刀具比(bǐ)較簡單，沒有精加(jia)工刀具，後來漸漸(jiàn)完善發展成為一(yi)個完整的系統，甚(shèn)至在新項目開始(shi)階段刀具管理就(jiù)參與項目支持。90年(nián)代後期在德國和(he)歐洲推行，雖然應(yīng)用較少，是一個有(you)潛力的管理模式(shi)，從範圍來說，将會(huì)有越來越多的企(qǐ)業特别是汽車工(gōng)業采用。目前匈牙(yá)利的OPel工廠，德國大(dà)衆在波蘭的工廠(chǎng)，美國通用在上海(hai)工廠都在進行刀(dao)具管理。減少了刃(ren)磨、倉庫管理、采購(gòu)、技術管理人員，使(shǐ)得機構簡單。

　　（2）成本(běn)中心汽車工業日(ri)趨激烈的競争中(zhong)，降低産品的成本(ben)已成為各汽車廠(chǎng)競争的重要策略(lue)。把降低成本作為(wei)一個硬指标來🔞推(tuī)行，是全球汽車工(gong)業發展的趨勢。發(fa)動機廠也不例外(wài)🚶，把降低成本作為(wei)一個重要目标來(lái)實施🌐。一般來說，各(ge)車間成立成本中(zhong)👌心，主要指标是工(gong)廢、料廢🚶‍♀️、人員費用(yong)、刀具輔料費用、設(she)備折舊等。

　　（3）TPM和人員(yuan)激勵發動機廠的(de)設備都是比較複(fu)雜、精度高，有一定(dìng)技術含量，新的生(shēng)産線規劃完成以(yi)後，重要的一項工(gong)作是TPM。首🐕先，提🏃🏻‍♂️出具(ju)體的實施方案，每(měi)條線都規定了負(fù)責人，加🌈強點檢和(he)專業點檢。針對具(ju)體的機床🛀提出合(he)适的解決方♊案。不(bu)是做一些表面文(wén)章，就是根🈚據簡單(dān)清晰的思路，其次(ci)🙇‍♀️是腳踏實地執行(háng)。使用一🛀🏻些合适的(de)人員，而不是高學(xué)曆的員工，重點放(fàng)在崗位上的培訓(xùn)。為了鼓勵員工，積(ji)極采用休假制度(dù)，整個生産線一年(nian)的休假計劃張貼(tiē)在生産線。将維修(xiu)、操作工等🏃組成小(xiǎo)組，為了解決單調(diào)生☁️産産生新的問(wèn)題，一段時間以後(hou)進行崗🈚位輪換。

　　（4）質(zhi)量管理任何發動(dòng)機廠都将質量置(zhì)于公司戰略的核(he)🥵心地位，質量管理(li)乃是發展的最為(wéi)重要的“内功”之一(yī)。質量方面的👨‍❤️‍👨讓步(bù)絕非一種選擇，任(rèn)何讓步都可能威(wēi)脅企業的生存，隻(zhī)有那些緻🎯力于質(zhi)量改善的公司，才(cái)能成功，才能獲利(li)。發動機廠提高質(zhi)量的關鍵手段，确(que)定質量目标，最高(gāo)層的參與。采用零(líng)⛱️次品生産作為核(hé)心流程，加強質量(liang)過程控制。動員全(quan)體員工🈚參與，由車(chē)間工人自己解決(jué)問題，成立Qc小組來(lái)改善質量。

凸輪軸,曲(qu)軸制造業發展三(san)大趨勢