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一條僅有17道工序的曲軸生產(chǎn)線(xiàn)、通過(guò)19臺(tái)設(shè)備,、U形線(xiàn)布局，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)時(shí)間1.3min，配備6臺(tái)機(jī)械手,，操作工僅8名,，年產(chǎn)1.6T/1.8T兩種渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸20萬(wàn)支。

高速的曲軸加工產(chǎn)線(xiàn)是如何做到的,？其顯著特點(diǎn)是采用了近年來(lái)興起的曲軸加工新技術(shù),，如打質(zhì)量中心孔、高速外銑,、使用數(shù)控曲軸磨床等,，簡(jiǎn)化工藝流程，同時(shí)大量采用CNC控制技術(shù)及機(jī)械手,，形成了自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),，縮短了單件產(chǎn)品加工時(shí)間，從而直接提高生產(chǎn)效率,。

乘用車(chē)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工的典型工藝流程：動(dòng)平衡,、打質(zhì)量中心孔→車(chē)第5主軸頸→車(chē)法蘭→粗加工主軸頸、連桿頸及軸肩→鉆油道孔及倒角→粗磨主軸頸,、連桿頸軸頸,、側(cè)壁及沉割槽→清洗、吹干→圓角滾壓→精車(chē),、滾光止推面+精車(chē)小端→精車(chē)法蘭端面及凹槽→精磨主軸頸,、連桿頸、小端→加工兩端螺紋孔,、銷(xiāo)孔及鉸法蘭端中心孔→精磨曲軸法蘭端→曲軸動(dòng)平衡去重→砂帶拋光主軸頸,、連桿頸及法蘭外頸→自動(dòng)檢查、作標(biāo)記→曲軸最終清洗,。

曲軸加工過(guò)程中的定位基準(zhǔn)為中心孔，按其加工位置可分為幾何中心孔和質(zhì)量中心孔,，利用V形塊或其他方式找出曲軸主支承軸頸的幾何中心,，在此中心上加工出的中心孔稱(chēng)為幾何中心孔。利用專(zhuān)用的測(cè)試設(shè)備測(cè)量出曲軸的質(zhì)量中心,，在此中心上加工出的中心孔稱(chēng)為質(zhì)量中心孔,。當(dāng)采用幾何中心孔進(jìn)行后續(xù)的車(chē)、磨加工時(shí),，工件旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,，會(huì)影響加工質(zhì)量，而且加工后剩余的動(dòng)不平衡量較大,，在動(dòng)平衡工序中需多次反復(fù)測(cè)量和去重才能達(dá)到技術(shù)要求,，效率低，影響生產(chǎn)節(jié)拍，造成半成品廢品率的增加和定位元件的損耗,。采用質(zhì)量中心孔就能解決這類(lèi)問(wèn)題,，提高循環(huán)節(jié)拍。

圖1所示為COMAU SYMES10型曲軸質(zhì)量中心測(cè)量機(jī),，曲軸放置在設(shè)備的鼠籠中,，與鼠籠一起旋轉(zhuǎn)，測(cè)量出鼠籠與零件一起的不平衡量為M,，鼠籠的不平衡量（M1）是已知的,，零件的不平衡量M2＝M－M1。

通過(guò)專(zhuān)用的計(jì)算公式,，設(shè)備可通過(guò)M2自動(dòng)算出曲軸的平衡軸的坐標(biāo)位置,，將測(cè)量結(jié)果傳輸至COMAUSDC700L型全自動(dòng)曲軸兩端加工中心,，其測(cè)量不確定度≤40μm,，可以測(cè)量多個(gè)品種的曲軸，零件品種可自動(dòng)識(shí)別,，循環(huán)時(shí)間為1.2min,，設(shè)備簡(jiǎn)單可靠。

高速外銑粗加工曲軸主軸頸,、連桿頸及軸肩,，比CNC車(chē)削、CNC內(nèi)銑,、車(chē)－車(chē)?yán)纳a(chǎn)效率高且質(zhì)量穩(wěn)定,。如CNC車(chē)－車(chē)?yán)に嚰庸みB桿軸頸要二道工序，而CNC高速外銑只要一道工序就能完成,，高速外銑粗加工曲軸的顯著特點(diǎn)為：切削速度可達(dá)350m/min,、切削時(shí)間短、工序循環(huán)時(shí)間短,、切削力較小,、工件溫升低、刀具壽命高,、換刀次數(shù)少,、加工精度更高、柔性更好,，是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向,。

NILES-SIMMONS N20曲軸外銑機(jī)床（見(jiàn)圖2）可同時(shí)加工曲軸主軸頸、連桿頸,，機(jī)床采用雙刀主軸,，各個(gè)主軸的運(yùn)動(dòng)獨(dú)立，每個(gè)主軸帶一個(gè)刀盤(pán),，每個(gè)刀盤(pán)的加工程序及其參數(shù)均獨(dú)立,。將零件放置到輔助上料裝置上,，輔助上料裝置將零件放置到加工區(qū)域；卡盤(pán)夾緊零件法蘭,，頂尖從后部頂緊,；零件旋轉(zhuǎn)，左右兩個(gè)刀盤(pán)在刀具主軸上按照一定速度旋轉(zhuǎn)同時(shí)沿徑向前后運(yùn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)加工主軸頸和連桿頸,。床身（W/Z軸）直線(xiàn)型滾動(dòng)導(dǎo)軌、橫向拖板（U/X軸）直線(xiàn)型滾動(dòng)導(dǎo)軌,。數(shù)控控制系統(tǒng)采用SINUMERIK840D sl的技術(shù)數(shù)據(jù), 銑削操作模塊化微處理器數(shù)控連續(xù)軌跡控制,，集成PLC與數(shù)字完整的解決方案SINAMICS S120。

粗磨主軸頸,、連桿頸軸頸,、側(cè)壁及沉割槽。數(shù)控曲軸磨床可一次裝夾磨削全部曲軸主軸頸和連桿軸頸,，此類(lèi)磨床一般配雙砂輪頭架,，可滿(mǎn)足多品種、成本,、高精度,、大批量生產(chǎn)，應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和砂輪進(jìn)給伺服聯(lián)動(dòng)控制技術(shù),，可以一次裝夾而不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心即可完成所有軸頸的磨削,，包括隨動(dòng)跟蹤磨削連桿軸頸；采用靜壓主軸,、靜壓導(dǎo)軌,、靜壓進(jìn)給絲杠（砂輪頭架）和線(xiàn)性光柵閉環(huán)控制系統(tǒng)，磨削軸頸圓度精度高,，且磨削效率極高,。

JUCRANK 6S 10-10數(shù)控外圓曲軸磨床（見(jiàn)圖3）用于粗磨曲軸的主軸頸和連桿頸及沉割槽。設(shè)備自帶的機(jī)械手從上料滾道上將零件抓起,，然后放置到設(shè)備內(nèi)部的預(yù)支撐塊上,；夾具自動(dòng)夾緊零件；零件旋轉(zhuǎn),，兩個(gè)砂輪前進(jìn),，按照程序進(jìn)行徑向移動(dòng)，同時(shí)磨削主軸頸和連桿頸,，加工完畢后,，砂輪后退，零件停止旋轉(zhuǎn)后，夾具松開(kāi),，機(jī)械手抓取零件,，放置到下料滾道上。X/Z軸定位精度為0.004mm,；重復(fù)定位精度為0.002mm,；采用了MARPOSS自動(dòng)直徑量?jī)x和軸向量?jī)x，確保直徑和軸向尺寸的精度監(jiān)控,。

精磨主軸頸,、連桿頸和小頭端。使用JUCENTER 6L CRANK數(shù)控外圓曲軸磨床（見(jiàn)圖4）精磨曲軸的主軸頸和連桿頸,，帶有兩個(gè)工位,，第一個(gè)工位精磨曲軸的連桿軸頸和第二個(gè)工位精磨曲軸的主軸頸，設(shè)備自帶的機(jī)械手從上料滾道上將零件抓起,，然后放置到設(shè)備內(nèi)部第一個(gè)工位的預(yù)支撐塊上,，第一工位的夾具自動(dòng)夾緊零件，零件旋轉(zhuǎn),，第一個(gè)工位對(duì)應(yīng)的砂輪前進(jìn),，按照程序進(jìn)行徑向移動(dòng),，磨削連桿頸,；加工完畢后，砂輪后退,，零件停止旋轉(zhuǎn)后,，夾具松開(kāi)。機(jī)械手抓取零件,，放置到第二個(gè)工位的預(yù)支撐塊上,；二工位的夾具自動(dòng)夾緊零件，零件旋轉(zhuǎn),，第二個(gè)工位對(duì)應(yīng)的砂輪前進(jìn),，按照程序進(jìn)行徑向移動(dòng)，磨削主軸頸,；加工完畢后,，砂輪后退，零件停止旋轉(zhuǎn)后,，夾具松開(kāi),。機(jī)械手抓取零件，放置到下料滾道上,，開(kāi)始下一個(gè)加工循環(huán),。X/Z軸定位精度為0.004mm；重復(fù)定位精度為0.002mm。

DANOBAT NA750型曲軸止推面精車(chē)機(jī)床配備自動(dòng)檢測(cè)裝置,，零件完成夾緊后,，測(cè)頭自動(dòng)檢測(cè)止推面寬度，確定其中心線(xiàn),，以此為加工基準(zhǔn),，并根據(jù)上一件曲軸的加工情況進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以中心線(xiàn)為加工基準(zhǔn),、等余量地對(duì)止推面兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行精車(chē)加工,，車(chē)削完畢后自動(dòng)檢測(cè)止推面寬度，同時(shí)完成小端及溝槽的加工,。車(chē)削完成后,，車(chē)刀退回，滾光頭伸出,，同時(shí)滾光止推兩端面,。滾光時(shí)，滾光面具備良好的潤(rùn)滑,。NA500型精車(chē)法蘭端面及凹槽機(jī)床配備自動(dòng)檢測(cè)裝置,，零件完成夾緊后，測(cè)頭自動(dòng)檢測(cè)止推面至法蘭端面距離,。X軸定位精度0.022mm,、重復(fù)定位精度0.006mm，Z軸定位精度0.008mm,、重復(fù)定位精度0.004mm,。

采用GRINDMASTER曲軸砂帶拋光機(jī)對(duì)曲軸的油封頸、主軸頸,、連桿頸進(jìn)行拋光,，拋光時(shí)先對(duì)工件進(jìn)行噴淋清洗，再采用砂帶包住零件的方式進(jìn)行拋光,。拋光時(shí)有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向,，最后的拋光方向和發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同（從飛輪側(cè)看）；拋光完后,，進(jìn)行甩干脫油的工作,，設(shè)備需自帶拋光液處理系統(tǒng)。

關(guān)于HEGENSCHEIDT MFD7895型曲軸滾壓機(jī),，其控制系統(tǒng)采用西門(mén)子PLC S7-300,，機(jī)床安裝了9個(gè)滾壓?jiǎn)卧@些單元是用來(lái)對(duì)曲軸進(jìn)行滾壓和校直的,，最大滾壓力30kN,；脈沖式滾壓連桿頸,，減小工件變形；通過(guò)整合在滾壓?jiǎn)卧械膲毫鞲衅骱臀恢脗鞲衅骷皾L壓深度傳感器,，實(shí)現(xiàn)滾壓壓力的檢測(cè)監(jiān)控,；滾壓后自動(dòng)檢測(cè)主軸頸跳動(dòng)并通過(guò)滾壓進(jìn)行校直；配備斷刀檢測(cè)裝置,；電子測(cè)量探頭對(duì)曲軸的所有主軸頸進(jìn)行徑向跳動(dòng)測(cè)量,；通過(guò)激光頭探測(cè)連桿頸的最高點(diǎn)，識(shí)別零件的品種,。

HORKOS Imql曲軸油道孔及倒角加工機(jī)床,，采用3個(gè)工步對(duì)油道孔進(jìn)行加工，銑平面→鉆油道孔→倒角,，克服原來(lái)設(shè)備一道鉆孔工步的質(zhì)量不穩(wěn)定,、斷刀頻繁以及人工倒角等缺點(diǎn)，設(shè)備與工序能力值一次合格,，循環(huán)時(shí)間低于1.3min,。

COMAU SYME S10測(cè)量與校正曲軸動(dòng)平衡機(jī)由測(cè)量工位、氣動(dòng)回轉(zhuǎn)傳輸裝置,、鉆孔校正工位組成,；平衡測(cè)量，測(cè)量和顯示不平衡量,，自動(dòng)分解計(jì)算鉆孔數(shù)據(jù),，鉆孔校正、不平衡量復(fù)檢等動(dòng)作全部為自動(dòng),。測(cè)量工位的測(cè)量不確定度≤1g·cm,，校正工位的最大鉆削進(jìn)給速度≥500mm/min,。

隨著乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)趨于輕量化,、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化以及性能高效化，作為發(fā)動(dòng)機(jī)核心零件的曲軸,，其制造工藝也將發(fā)生較大的變化,，高速、高效,、柔性,、復(fù)合化的技術(shù)是曲軸制造發(fā)展的主要方向，先進(jìn)的曲軸生產(chǎn)線(xiàn)一定是生產(chǎn)線(xiàn)短,、效率高,、人員少、生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定,、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn),。

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