在发动机核心部件的制造中,曲轴与凸轮轴的加工精度直接影响着整机性能。
从磨削到抛光,每一道工序都关系着部件的最终质量。
本文将结合具体工艺与案例,详解曲轴与凸轮轴的加工要点,聚焦砂轮磨削与抛光技术的重要作用。
一、曲轴与凸轮轴的结构及加工流程
1. 曲轴:发动机的 “动力中枢”
· 组成结构:由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前段和后端等构成,一个主轴颈、一个连杆轴颈与一个曲柄组成一个曲拐。
· 材质:碳素结构钢或球墨铸铁。
加工流程:毛坯件→打孔→CNC 加工→磨床粗磨→抛光机抛光。
2.凸轮轴:发动机的 “配气指挥官”
· 特性:刚性差、易变形,精度要求高,加工难度较大。
· 加工流程:毛坯件→CNC 车床→CNC 铣床→去毛刺→淬火、回火→校直→精磨凸轮→精磨支撑轴径→抛光机砂带抛光。
二、砂轮加工案例:陶瓷 CBN 砂轮的应用
在曲轴加工中,砂轮研磨同样是关键环节,以下为具体案例:
· 加工对象:曲轴
· 使用设备:Landis 磨床
· 砂轮参数:
类型:陶瓷结合剂 CBN 砂轮
尺寸:D520xH90.059xT20.02xX3mm
粒度:100#
精度要求:表面光洁度 Ra≤0.8、Rz≤4.0,符合高精度加工标准。
三、为何重视抛光?核心作用解析
曲轴和凸轮轴的抛光工序意义显著,其核心作用体现在:
· 降低摩擦:抛光后的光滑表面减少金属间的直接接触,降低摩擦阻力。
· 优化润滑:更易保持润滑油膜,提升润滑效果。
· 减少磨损:延长部件使用寿命,降低故障概率。
· 保障效率:助力发动机正常、高效运转,提升整体性能。
四、抛光工艺:从传统到创新的升级
1. 传统工艺的局限
传统采用靠模油石超精加工机床,存在一定不足:
· 易破坏轴颈的几何形状。
· 对轴颈尺寸影响较大,较难满足高精度要求。
2. 数控砂带抛光的特点
曲轴的超精加工已较多采用数控砂带抛光工艺,以磨澳生产的静电植砂研磨带为例:
· 原理:借助高压静电场力,将微细磨料定向均匀分布于高强度薄膜上,砂粒尖锋朝外。
· 适配性:可加工成齿形带以贴合加工面,能对圆角、轴肩等复杂部位进行抛光。
· 磨料选择:包括氧化铝、碳化硅、金刚石等,可满足不同硬度工件的加工需求。
· 应用方式:配合抛光机使用,采用对夹式结构,每个轴颈用 4 片中凹型垫块压紧砂带;机床上的卷带机能保证每个轴颈都有新砂带(长度可调)参与工作,效率和效果优于油石,可实现光亮细致的镜面效果。
曲轴与凸轮轴加工中,砂轮磨削与抛光工序紧密衔接、协同进阶,适配的工艺与工具是保障部件性能、提升发动机可靠性的关键。砂带抛光的灵活与陶瓷 CBN 砂轮的精密磨削,共同助力发动机制造技术向高精度、高效率发展。