李芳婷

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，我國(guó)也越發(fā)的重視機(jī)械加工技術(shù)。社會(huì)生產(chǎn)力水平的提高，讓人們對(duì)制造行業(yè)有了一個(gè)更高的要求，機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用給人們帶來了一定的便利。發(fā)動(dòng)機(jī)可以為汽車提供動(dòng)力，曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵，在汽車曲軸生產(chǎn)制造過程中運(yùn)用機(jī)械加工技術(shù)，能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)的功能得到最大的發(fā)揮。下文中，將主要針對(duì)機(jī)械加工技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析，以此來促進(jìn)汽車行業(yè)持續(xù)的發(fā)展。

Abstract： With the continuous development of social economy， China has also paid more and more attention to machining technology. The improvement of the level of social productivity has made people have a higher requirement for the manufacturing industry， and the application of mechanical processing technology has brought people a certain degree of convenience. The engine can provide power for the automobile， and the crankshaft is the key to the operation of the engine. The use of machining technology in the production of automobile crankshafts can ensure that the function of the engine is maximized. In the following， we will mainly conduct in-depth analysis on the application of machining technology in the manufacture of automobile engine crankshafts， so as to promote the sustainable development of the automobile industry.

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工技術(shù);汽車發(fā)動(dòng)機(jī);曲軸制造;應(yīng)用

Key words： machining technology;automobile engine;crankshaft manufacturing;application

中圖分類號(hào)：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）18-0128-02

0? 引言

機(jī)械加工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有著較多的優(yōu)勢(shì)，在制造行業(yè)有著重要的地位，傳統(tǒng)制造技術(shù)中存在的不足在逐漸突顯，已經(jīng)無法滿足新時(shí)代對(duì)其的需求。在新時(shí)代的背景下，人們的生活水平在提高，汽車作為常用的出行工具，為人們的出行提供了便攜，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車重要零部件，曲軸決定了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。必須根據(jù)實(shí)際情況，合理運(yùn)用機(jī)械加工技術(shù)，提高汽車性能。

1? 曲軸以及機(jī)械加工技術(shù)的重要性

機(jī)械加工技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍較為廣泛，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域有著較高的應(yīng)用價(jià)值。利用機(jī)械加工技術(shù)能夠?qū)﹃P(guān)鍵部位調(diào)整，完成制造，決定了曲軸的整體性能。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件比較多，包括了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的零部件，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能有較大的影響。想要保證汽車能夠安全正常行駛，為駕駛員提供一個(gè)舒適的駕駛環(huán)境，就會(huì)對(duì)曲軸的加工進(jìn)行改造，為其穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。在實(shí)際運(yùn)行中，曲軸連桿作用可以有效推動(dòng)活塞，保持曲軸上下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，曲軸在上方位置完成排氣，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供所需的氣體，幫助其順利做功。在工業(yè)生產(chǎn)制造的過程中，模具是制造發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械零部件的基礎(chǔ)，模具硬度高，制造難度系數(shù)比較大，傳統(tǒng)模具加工制造技術(shù)很難達(dá)到制造要求。必須在機(jī)械加工時(shí)，提高制造精度，保證制造的整體質(zhì)量，在短時(shí)間內(nèi)完成模具的制造，可以節(jié)約成本。曲軸作為模具在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械制造中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行有著促進(jìn)的作用。曲軸質(zhì)量會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況，在分析曲軸模型結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還要了解其加工難度與過程，在實(shí)踐中探索，落實(shí)曲軸質(zhì)量的改造工作。機(jī)械加工技術(shù)關(guān)系到汽車的行駛性能，對(duì)其應(yīng)用能使曲軸生產(chǎn)更為可靠，是汽車機(jī)械生產(chǎn)改造的重要內(nèi)容之一。

2? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸工作的基本原理

發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車整體運(yùn)行至關(guān)重要，決定了汽車質(zhì)量，還會(huì)影響其使用壽命。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸是重要組成部分，現(xiàn)階段，我國(guó)曲軸制造技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，在持續(xù)進(jìn)步中，應(yīng)用機(jī)械加工技術(shù)能夠保證曲軸制造質(zhì)量，還能提高制造水平，關(guān)系到汽車整體的運(yùn)行與舒適度[1]。

從曲軸與發(fā)動(dòng)機(jī)工作關(guān)系出發(fā)，對(duì)上下活塞運(yùn)動(dòng)分析，可以發(fā)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)加大了氣體容積，會(huì)因此形成壓強(qiáng)差。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸達(dá)到最低位置，進(jìn)氣會(huì)終止。在氣體壓縮時(shí)，要對(duì)曲軸從上到下分析，掌握氣閥與排氣閥的狀態(tài)。在氣體被壓縮混合后，火花塞能點(diǎn)燃?jí)嚎s氣體，釋放出一定量的熱能，在上下運(yùn)動(dòng)中形成驅(qū)動(dòng)力。打開排氣閥以后，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在推動(dòng)作用下壓力會(huì)被排除，實(shí)現(xiàn)有效的帶動(dòng)[2]。

3? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造技術(shù)分析

曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中有著重要的作用。我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)給予了曲軸制造充分的重視，我國(guó)曲軸制造一般都是選用普通機(jī)床，普通機(jī)床自動(dòng)化程度較低，通常由人工完成，曲軸制造精確度會(huì)因此受到影響，質(zhì)量得不到保證，很容易出現(xiàn)各種誤差。材料選擇方面也會(huì)影響曲軸質(zhì)量，工作人員一定要跟上機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的更新速度，選擇最佳的鑄造和鍛造技術(shù)，提高加工工藝水平，保證曲軸質(zhì)量可以達(dá)到應(yīng)用需求，突破傳統(tǒng)制造中存在的局限性[3]。

在制作發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸材料中，我國(guó)汽車行業(yè)一般都是選擇球墨鑄鐵材料，這種材料與鋼材料性能類似，成本低，在應(yīng)用中有一定的優(yōu)勢(shì)。曲軸制造要先對(duì)材料熔煉，再將材料鑄形，鍛造后熱處理，加工改進(jìn)完善以后，監(jiān)測(cè)其平衡性與穩(wěn)定性。

4? 曲軸制造過程中應(yīng)用的機(jī)械加工技術(shù)

4.1 鑄造技術(shù)與鍛造技術(shù)? 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸鑄造和鍛造過程中，能夠直接的獲取熔煉成分。工作人員一定要根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇光譜儀設(shè)備。熔煉材料包括復(fù)合型材料，主要是通過融合加工而成，熔煉的整個(gè)過程需全程監(jiān)督，在發(fā)現(xiàn)問題以后，第一時(shí)間內(nèi)解決，以熔煉材料質(zhì)量為基礎(chǔ)，保證其符合標(biāo)準(zhǔn)。出現(xiàn)相關(guān)的問題，要聯(lián)系工作人員檢測(cè)，采取相應(yīng)的措施補(bǔ)救。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鍛造的過程中，現(xiàn)代化鍛造是最終的鍛造目的，借助先進(jìn)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備可以完成，精準(zhǔn)自動(dòng)化生產(chǎn)能夠有效提高曲軸質(zhì)量，降低因?yàn)槿藶椴僮靼l(fā)生的失誤率，促進(jìn)我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造水平更好的提升。自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍛造物體各項(xiàng)數(shù)據(jù)的對(duì)比工作，縮減實(shí)際參數(shù)與預(yù)定參數(shù)之間的誤差，為發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)精細(xì)化程度提供保障[4]。

4.2 機(jī)械加工工藝和流程? 在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，機(jī)械加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化，在操作中更為的規(guī)范，對(duì)機(jī)械化加工行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零部件比較精細(xì)，對(duì)加工精準(zhǔn)度有著較高的要求，傳統(tǒng)方法很難達(dá)到要求。必須對(duì)機(jī)械加技術(shù)加工，解決傳統(tǒng)方法中存在的問題，為曲軸高效生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工的過程中，制造企業(yè)需建立完整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化制度，完善工藝流程，保證其符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)計(jì)劃一定要詳細(xì)，明確各個(gè)機(jī)械構(gòu)件類型。對(duì)曲軸各個(gè)零件的效果裝配圖進(jìn)行分析，合理選擇加工工藝。加工工藝路線與工序一定完整清晰，才能完成準(zhǔn)備工作。機(jī)械加工的運(yùn)作過程，必須填寫加工文件[5]。

4.3 基于CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的曲軸三維模型? 曲軸在開始制造之前，一定要掌握產(chǎn)品實(shí)際需求，將其充分結(jié)合展開設(shè)計(jì)，是機(jī)械制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，采用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件能夠達(dá)到良好的效果，構(gòu)建相應(yīng)的曲軸三維模型，幫助曲軸性能達(dá)到產(chǎn)品要求。CAXA是一體化軟件，能夠詳細(xì)完整的記錄模型建模過程，用戶還能在該軟件中隨意更改，傳遞模型建構(gòu)設(shè)計(jì)理念，保證曲軸設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。軟件模型可以為三維模型的建立打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在開始建立之前，分析曲軸的特點(diǎn)，利用元素庫(kù)中的各個(gè)圖素，借助三維球完成實(shí)體模型的構(gòu)建工作，其中包括了連桿軸徑、主軸頸等[6]。

4.4 基于ANSYS對(duì)曲軸進(jìn)行三維有限元分析? 在曲軸實(shí)際制造中，要先對(duì)三維有限元分析，利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)完成三維模型的構(gòu)建，有限元分析能使曲軸結(jié)構(gòu)更為真實(shí)，縮減曲軸結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況之間的差距。在建模階段中，要先分析模態(tài)，將逆模型完整的導(dǎo)入ANSYS軟件中，將其劃分為多個(gè)部分，可以發(fā)現(xiàn)曲軸中包含多個(gè)部分，主軸頸與連桿軸徑是重要組成部分，整個(gè)曲軸的關(guān)鍵。在應(yīng)用六面體單位分析方法的過程中，曲軸后軸端一般采用自由網(wǎng)格劃分方法，對(duì)計(jì)算精度的提升有很大的幫助。獲得有限元模型后，研究震動(dòng)特性，重點(diǎn)在于曲軸結(jié)構(gòu)、機(jī)械部分，需要充分考慮頻率等各個(gè)要求。曲軸正常工作，受動(dòng)載荷作用的影響，周期會(huì)發(fā)生變化，還會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。動(dòng)應(yīng)力如果過于嚴(yán)重，會(huì)因疲勞而損壞，縮減其使用壽命。與此同時(shí)，在有限元分析環(huán)節(jié)，工作人員需特別注意曲軸模態(tài)[8]。

4.5 基于CAXA制造工程師模擬數(shù)控加工? 在完成三維建模等各項(xiàng)工作以后，就能開始進(jìn)入模擬控加工環(huán)節(jié)，采用CAXA軟件能夠?qū)⑹占降母黜?xiàng)信息錄入軟件，得出相應(yīng)的參數(shù)表格，系統(tǒng)會(huì)提醒操作，曲面方向如果發(fā)生變動(dòng)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)計(jì)算，分析刀具軌跡，對(duì)曲軸各個(gè)曲面數(shù)控加工處理。比如：三軸數(shù)控銑床，要先去鑄造曲軸毛坯，使用普通機(jī)床獲得曲軸圓柱部分，加工要遵循工藝路線。粗加工結(jié)束后，進(jìn)行精加工，保證其制造符合要求。在加工的過程中，一定要明確坐標(biāo)，對(duì)操作方式進(jìn)行優(yōu)化，制定工藝路線操作，開展幾何仿真等各個(gè)工作，可以保證加工精度，減少其對(duì)刀具的損耗，加強(qiáng)對(duì)成本的控制，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)以上技術(shù)合理運(yùn)用，在短時(shí)間內(nèi)完成曲軸產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，提高其使用性能，對(duì)汽車制造行業(yè)的發(fā)展有著推動(dòng)的作用[9]。

4.6 機(jī)械加工技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造中的應(yīng)用案例? 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸類型較多，鋼和球墨鑄鐵在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最為廣泛，球墨鑄鐵材料性能和鋼材料相比，整體性能較高，對(duì)其處理從實(shí)踐分析，能夠發(fā)現(xiàn)其性能與鋼材料一致，并且球墨鑄鐵材料成本低，使用球墨鑄鐵材料可以節(jié)約成本。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造的過程中，采用球墨鑄鐵材料，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造時(shí)，加強(qiáng)機(jī)械加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)曲軸各個(gè)部分逐一處理，其重點(diǎn)在于連桿軸徑、后軸端等方面，連桿軸徑與主軸頸要特別注意，是曲軸的重點(diǎn)部分。通常都是采用高溫熔煉的方式，確保熔煉過程可以更為穩(wěn)定，提高熔煉效率。曲軸造型在明確后，工作人員需按照設(shè)計(jì)圖紙加工處理，采用處理、鍛造等各個(gè)方案，對(duì)曲軸拋光、滾壓等。虛擬機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合曲軸模具加工，能夠完善曲軸生產(chǎn)過程，其中要特別注意的是完成對(duì)其的處理以后，要對(duì)曲軸進(jìn)行一個(gè)全面的測(cè)試與檢查，曲軸平行性是檢查的重點(diǎn)，在通過測(cè)試后才能應(yīng)用，發(fā)揮汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功能的最大作用，讓汽車行駛安全得到保障，達(dá)到人們對(duì)汽車的行駛要求。

5? 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上文可以得知，汽車是人們出行的必備交通工具，人們?cè)谶x購(gòu)汽車時(shí)比較重視安全性與穩(wěn)定性。想要滿足人們的購(gòu)買需求，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中為自己增加更多的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)整個(gè)汽車行業(yè)更好的發(fā)展，就要跟上時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，完善汽車制造技術(shù)，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造過程中，優(yōu)化汽車運(yùn)行性能。另外還需加強(qiáng)管理，提高發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的精準(zhǔn)，為我國(guó)汽車制造行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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