車銑復(fù)合技術(shù)在曲軸制造中的應(yīng)用

陳義　梁振鋒

摘要：在曲軸制造過程中，車銑復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用使得制造的效率及質(zhì)量得到有效提升。因此，有必要注重車銑復(fù)合技術(shù)在曲軸制造中的應(yīng)用。本文首先分析了車銑復(fù)合數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢，進一步結(jié)合傳統(tǒng)加工過程，對車銑復(fù)合技術(shù)在曲軸制造中的應(yīng)用進行分析，以期為曲軸制造效率及質(zhì)量的提升提供一些具有價值的參考建議。

關(guān)鍵詞：車銑復(fù)合技術(shù)；曲軸制造；應(yīng)用

對于車銑復(fù)合技術(shù)來說，屬于一種先進的加工技術(shù)，指的是：基于某臺設(shè)備中實現(xiàn)一次裝夾，從而完成對工件車削、鉆削以及銑削等加工的過程。在曲軸制造過程中，車銑復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用，具備較為明顯的優(yōu)勢，既能夠提高加工效率，又可以使加工成本得到有效降低。因此，本文對車銑復(fù)合技術(shù)在曲軸制造中的應(yīng)用進行分析具備一定價值意義。

一、車銑復(fù)合數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢分析

早在上世紀九十年代，便具備了車、銑復(fù)合加工技術(shù)，此類技術(shù)屬于機械加工工藝方法的范疇。這種技術(shù)的核心在于，以一臺設(shè)備為基礎(chǔ)，通過一次裝夾，實現(xiàn)對工件的各種加工作業(yè)，包括車削、鉆削以及銑削等。車銑復(fù)合數(shù)控加工技術(shù)的主要優(yōu)勢表現(xiàn)為：在形狀復(fù)雜、工序繁多以及加工精度要求非常高的加工件中，能夠發(fā)揮很明顯的作用。一方面，使加工精度得到有效保障，另一方面使加工生產(chǎn)效率得到有效提升，并使成本得到有效節(jié)省。

為了深入了解車銑復(fù)合數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢，可以和傳統(tǒng)的普通設(shè)備進行比較，通過比較可發(fā)現(xiàn)，車銑復(fù)合數(shù)控加工技術(shù)的主要優(yōu)勢體現(xiàn)為：（1）在一臺機床上將多道工序集中，使轉(zhuǎn)序與等待時間消除，進而使加工周期有效縮短；（2）使工件于不一樣的機床上反復(fù)定位安裝的時間得到有效減少，進而使工件的加工精度得到有效提升；（3）于一臺機床上使加工作業(yè)有效完成，使設(shè)備投入數(shù)量有效減少，進而使操作員工的作業(yè)負荷減輕；（4）對于車銑加工技術(shù)來說，在柔性上非常突出，面對產(chǎn)品更新?lián)Q代的情況下，只需將一部分的軟件功能附件改變便可，無需進行反復(fù)投入；（5）此項技術(shù)具備自動測量的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對測量工件尺寸以及精度的在線測量，進而使工件的精度得到有效提高。

二、曲軸零件制造的精度要求分析

在上述分析中，認識到了車銑復(fù)合技術(shù)的諸多優(yōu)勢，但在曲軸零件制造過程中，還有必要了解曲軸零件制造的一些精度要求。不妨以16V280ZJA型柴油機曲軸為例，在制造過程中，主要分為兩種類型，其一為八位連桿頸，其二為九位主軸頸，總長度可達到4315mm，連桿的頸直徑為210mm，主軸頸直徑則為230mm，中心距為143mm，相位角為垂直角，質(zhì)量達到1.8噸，為大型復(fù)雜的曲軸131。在制造過程中，主要涉及的精度要求為：（1）對于軸徑的表明粗糙度值，需控制在3.2Nm，而各曲柄外形表明粗糙度則需為12.5μm；（2）對于各部分的軸頸圓度需控制在0.007mm內(nèi)；（3）各連桿頸對1、9位主軸頸的平行度基于任何方向均需控制在0.04mm內(nèi)；（4）對于第1、9位主軸頸的圓跳動，需控制在0.04mm范圍內(nèi)。

三、車銑復(fù)合技術(shù)及應(yīng)用中需解決的問題分析

在車銑復(fù)合技術(shù)應(yīng)用過程中，除了需滿足相應(yīng)的精度要求，要有必要注重技術(shù)的具體應(yīng)用，解決一些實際問題。下面，重點對車銑復(fù)合技術(shù)及應(yīng)用中需解決的問題進行分析：

（一）車銑復(fù)合技術(shù)應(yīng)用

在應(yīng)用車銑復(fù)合技術(shù)過程中，需明確以一臺設(shè)備位基礎(chǔ)，進行一次裝夾，然后對形狀復(fù)雜、工序多以及精度要求高的加工件加以完成。對于車銑復(fù)合技術(shù)，在其中做好完成車削、鉆削以及銑削等作業(yè)。而本次提到的16V280ZJA型柴油機曲軸，主要把主軸頸車床、連桿頸車床以及搖臂鉆床等設(shè)備在一臺車銑加工中心上集中，一次性使自由端、輸出端以及連桿頸的加工作業(yè)得到有效完成，從工作實際來看所花費的時間為16天。與此同時，在主軸頸油孔鉆削、連桿頸油孔鉆削等工作上，所花費的時間則為3天。并且，利用該項技術(shù)，還有必要進行磨削作業(yè)，對主軸頸以及連桿頸磨削工序的加工加以完成，使主軸頸以及連桿頸的精度要求得到有效達標。

（二）需解決的問題

基于曲軸車銑粗加工和半精加工期間，曲柄臂與連桿軸徑的加工最為困難，加工量在整體粗加工中所占的比重達到75%。基于曲軸加工期間，首次加工需使用到四刃圓片立銑刀，并實施偏心隨動銑削的加工方法。因為曲拐偏心半徑偏大，可達到45mm，而三軸聯(lián)動最高轉(zhuǎn)速每分鐘為55轉(zhuǎn)，加工余量偏大，特別是連桿軸頸根部位置，最大余量可達到15mm到20mm。從實際加工角度來看，加工振動非常大，并且刀片磨損很嚴重，加工效果也j#常低，所以有必要對加工工藝進行優(yōu)化。

通過隨動銑削受力的認真分析，發(fā)現(xiàn)在銑削加工過程中，切削刃上各點的主偏角會發(fā)生變化，在加工過程中主要表現(xiàn)為徑向受力。因此此種曲軸結(jié)構(gòu)在剛性上較弱，在結(jié)構(gòu)上較細，并且圓片銑刀在切削力上偏大，特別是多刃切削，基于加工環(huán)節(jié)易發(fā)生較大的振動。除此之外，因為在銑削過程中，基于圓弧刃刀片各個點的切削厚度會發(fā)生改變，且呈現(xiàn)不均勻的情況，切屑是一個由無到厚的過程，容易發(fā)生不穩(wěn)定的情況，從而使啃刀狀況明顯。

綜上，以實際情況為依據(jù)，設(shè)計了雙片圓弧車道一把，并進行了四軸聯(lián)動加工程序的編寫，把連桿軸徑和側(cè)壁銑削加工方法進行優(yōu)化，使其成為隨動車削加工方法，這樣便使得加工期間工件的受力得到有效改善。通過調(diào)試和實際加工驗證，使加工振動和刀片磨損情況得到有效解決。

四、車銑復(fù)合技術(shù)在曲軸制造中的應(yīng)用效果分析

在曲軸制造過程中，采取車銑復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用效果顯著，將其和傳統(tǒng)技術(shù)相比，主要的效果體現(xiàn)在以下幾大方面：

（一）使生產(chǎn)周期縮短，進而促進生產(chǎn)效率的提升

從傳統(tǒng)加工工藝技術(shù)來看，在粗、精車主軸頸加工工序中所花費的時間較長，而對于車銑復(fù)合技術(shù)所花費的時間則明顯更短。在生產(chǎn)工作時間縮減的同時，大量工序也得到有效消除，進而使生產(chǎn)效率得到有效提升。

（二）使產(chǎn)品制造的精度得到有效提升

雖然使用傳統(tǒng)加工工藝技術(shù)能夠?qū)①|(zhì)量符合標準的內(nèi)燃機曲軸產(chǎn)品制造出來，但需進行多次重復(fù)的安裝以及定位，因此存在較大的安裝難度。而對于車銑復(fù)合技術(shù)來說，使用了一次裝夾及定位技術(shù)，使多次重復(fù)定位的累積誤差得到有效消除，進而使產(chǎn)品的精度得到有效提升。

（三）減輕員工工作負荷，節(jié)省了生產(chǎn)制造成本

利用車銑復(fù)合技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)控加工，在工件尺寸檢測以及精度補償上由自動測量技術(shù)完成，這使得員工的工作負荷大大減輕。與此同時，利用車銑復(fù)合技術(shù)結(jié)合柔性數(shù)控加工設(shè)備的應(yīng)用，可實現(xiàn)自動插補運動，不但使操作人員的操作過程變得簡單化，而且使生產(chǎn)制造成本得到有效節(jié)省。

五、結(jié)語

通過本文的探究，認識到車銑復(fù)合技術(shù)在曲軸制造中的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，能夠使生產(chǎn)周期縮短，進而促進生產(chǎn)效率的提升，與此同時提升產(chǎn)品制造的精度以及節(jié)省生產(chǎn)制造成本等。因此，可以合理科學(xué)地將車銑復(fù)合及時應(yīng)用到曲軸制造過程中。值得注意的是，在應(yīng)用此項技術(shù)過程中，需了解曲軸制造的精度要求，充分解決車銑復(fù)合技術(shù)應(yīng)用過程中需要解決的一些問題，進而使曲軸制造的效益得到全面提升。