车工加工方法的发展方向分析

裴传栋1许斌2

2.大庆油田装备制造集团力神泵业公司机械加工厂黑龙江省大庆市163311

摘要：车工加工是目前零件加工的主要方式，其加工方法与工艺等因素直接影响零件加工的质量及人们对零件的认识。因此，科学合理地创新车工加工方法，可有效提高加工零件精度和质量，进而使生产加工企业获得更大的经济效益。本文详细阐述了车工加工方法的发展方向。

关键词：车工；加工工艺；加工方法；发展方向

随着我国工业的不断发展，对各种工件的精度要求越来越高，要求车工加工技术也要不断发展。而曲轴作为内燃机的关键部件，承受着较大的扭转应力和弯曲应力，其受力情况比较复杂，所以对其刚度、抗拉强度、抗疲劳性、耐磨性和韧性等方面的要求较高。曲轴的质量直接与其加工方法相关，在制造过程中，任何一个环节出现问题，都会对曲轴的质量产生影响。因此，曲轴的加工方法受到世界各国的高度重视。

一、车工加工工艺的简介

1、车工加工工艺的过程。车工加工方法使用范围广，它可加工一些内圆面、外圆面、锥形面、圆弧面及螺纹、曲轴等，许多复杂结构的加工零件与材料均可用车工加工方法来执行，车工加工方法优势突出，在我国现代制造业发展中占有得天独厚的优势地位。车工加工方法过程主要有：确定工件加工部位及其具体内容、确定工件装夹方式和夹具设计、确定加工方案、确定切削用量和夹具、实施车工加工工艺等。在确定工件的加工部位与具体内容时，应充分考虑被加工零件及材料的基本特性与性能，利用CAD软件绘制被加工零件的尺寸图，并使用一定的网络技术对加工零件的尺寸进行标注，使其在正式加工时能准确、清楚的看到加工尺寸，尽量减少误差。绘制出加工零件的草图，也是加工人员在确定加工部位及其具体内容时需重视的地方。绘制加工零件的毛坯图，可直观地显示出复杂的加工零件，为后期的正式加工创造良好的条件并奠定坚实的基础。

为了工件装夹的可靠性和稳定性，可使用当前发展的三爪自定心卡盘支持工件技术或尾座顶尖支持工件技术。在确定工件装夹方式和夹具设计时，可选用液压高速动力盘，这是为了工件的装夹紧致。然后，加工方案的确定是车工加工方法的核心步骤与关键环节，确定加工方案也可称为确定加工工艺方案，一般包括确定工艺、工步及走刀路线等，在确定加工方案时，一般要遵循车工加工方法的基本流程，严格遵循先粗后细、先近后远、先内后外、走刀路线最短、程序段最少等，注重这些原则可保证加工效率，从而提高车工加工零件的准确性及精确度。另外，切削用量和进给量的确定也不容忽视，这就要求加工人员充分考虑被加工零件的形状、导体性质及加工条件等，有必要选择合适的切削用量及进给量平完成车工加工流程，只有切削用量及进给量满足车工加工条件与生产需要，才能保证加工工艺的顺利进行，提高加工零件的质量，充分发挥车工加工方法的优势。此外，在加工过程中，要正确调整相关的加工参数，借助数字化系统，采用智能化技术调节各种加工参数，以保证加工过程的顺利进行。

2、车工加工工艺路线的制定。车工加工是一种新的加工方式，要做好这项工作，必须事先明确车工加工的工艺规程：1)事先正确确定零件加工的工艺路线；

2)准确测量每道工序所需的加工尺寸；3)确定每道工序所需的加工机械设备。制定工艺路线的原则为：l)优先加工基准面。为了保证平面与孔的位置精度，在加工时先对平面进行加工，再对孔进行加工。2)在机械加工过程中，同样存在着精粗加工之别，所以必须按顺序加工，同时需合理选择机械加工设备及热处理工序时间等。

二、车工加工方法

1、粗加工。曲轴粗加工时，常用单刀车和多刀车等加工。但在加工过程中，容易产生加工变形误差，从而影响最终加工精度。在进行具体的加工操作时，要充分考虑造成变形误差的情况。首先，采用不同的刀具对曲轴进行加工，这些刀具在加工过程中会产生向心力，使曲轴产生严重的形变，从而使后期的加工和设想出现较大差异。其次，在加工曲轴时，要根据曲轴毛坯余量做出具体判断。若需要加工的毛坯较多，通常采用铣工加工；若加工毛坯余量较少，则经常采用车工粗加工来提高曲轴加工的成品率。

2、圆角滚压。利用滚轮压力滚压曲轴圆角，在曲轴圆角处形成塑性变形区。在国外，该工艺非常成熟，可一次性完成所有圆角的滚压，实现最小的投入获取最大效果的目的，有效提高了曲轴的抗疲劳强度。如球墨铸铁曲轴的滚压寿命由德国赫根赛特公司测定后，提高了100%～280%。

3、滚磨及磨削。在曲轴加工过程中，最重要的一点是滚磨光整，它能改善曲轴的外观形态。首先，用磨料、磨液及水构成一套磨具，然后将磨具放入料箱中，使其自由运动，进行充分的冲突和揉捏，最终提高曲轴表面的润滑度。但如果手动打磨，曲轴很容易损坏。我国主要有两种磨削方法，粗磨是一种简单的处理工艺，而细磨则是一种更为细致的打磨方法，力求曲轴的生产质量。

4、砂带抛光。曲轴中的个别零件通常需要非常精密的加工及抛光处理，如连杆轴颈的位置、主轴颈位置等，在用精加工机床处理过程中，容易产生变形，从而增加了产品的不合格率。为了有效控制这种现象，可采用砂带抛光的方法来完成轴颈和主轴颈的位置。

三、车工加工方法发展方向

随着全球化的不断深入，制造企业已意识到创新技术和方法的关键性，陆续强化技术研究和创新，以提高企业市场竞争水平。通过新型加工设备的应用，车工加工取得了很大的进步。但仍然存在一个现实问题，即为缺乏自主产品，绝大多数机械为纯进口，实现自给自足还需要很长一段时间。

从国内外曲轴加工的实际情况来看，我国在技术水平上与国外差距较明显。随着科技水平的不断提高，曲轴加工必将向着自动化的目标迈进。对于曲轴粗加工，大规模应用数控机床和铣床能减少变形；而对于曲轴细加工，通过对CNC控制的融入，可走上精磨加工道路。这种新型磨床配有自动平衡和测量装置，能很好地保证质量，这是以往加工所不能达到的。事实上，我国使用的车工加工系统和附属设备都是从国外进口的，这种情况在几年内不会改变，但在曲轴磨削上，由于全自动生产线的充分使用，产品质量可得到很好的改善及保障。

当前，我国曲轴生产以FTL(FlexibleTransferLine)为主。FTL可用于自定义加工各种曲轴，也可用于变形产品的二次处理，具有显著的柔性作用和意义。为了有效提高加工效率，满足市场需求，将FTL作为基础，衍生出敏捷柔性生产线AFTL。该生产线在满足市场需求的基础上，兼顾后续发展，符合精益生产的基本原则，从而实现了收益最大化的目标。由于曲轴的结构非常复杂，AFTL需要具备以下特征：它由两部分组成，一部分是高效换用机床，另一部分是高速加工中心，根据技术形式进行机床的重新排列，并在相同的时间完成输送系统连接，然后使用效率高的刀具进行生产。为避免设备异常引起的停产现象，可在生产线上增加平行装置，以此来满足大批量生产的要求。

四、结语

总之，随着我国科技的不断发展和进步，车工加工取得了长足的进步。它从原来的手工加工操作逐步转变为目前的数控自动加工，在加工精度和质量上都有了很大的提高。因此，分析车工加工的工艺与方法具有重要的现实意义。

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