浅析发动机凸轮轴孔和曲轴孔的加工工艺

工作质量。凸轮轴和曲轴作为发动机的核心零件，其结构参数和加工工艺都会对发动机性能产生影响。所以，在加工凸轮轴孔以及曲轴孔时，必须要选择科学、合理的加工工艺，保证最终的加工精度符合设计要求。基于此，本文将对‍凸轮轴孔和曲轴孔的加工技术要求进行概述为切入点，对‍凸轮轴孔和曲轴孔的加工工艺以及加工失效形式进行分析，以供参考。

关键词：发动机;凸轮轴孔;曲轴孔;加工工艺

0 引言

改革开放以来，我国民众的生活质量得到了极大的改善，人们的腰包也更鼓了，汽车也已经从奢侈品蜕变为交通工具而驶入了寻常百姓的家庭之中。在汽车工业迅猛发展的今天，人们不仅对汽车的外观有着要求，对其性能方面的需求也更加严格。因此，作为汽车中的核心部件，发动机的性能对整车性能方面的影响尤为密切，所以采用科学、合理的现代化发动机凸轮轴孔和曲轴孔加工工艺，对改善发动机动力输出环境，提升发动机性能有着积极的作用与意义。

1 发动机凸轮轴孔和曲轴孔的加工工艺的重要性

现阶段，随着我国城市化工作的不断深入，城镇化、大城市化以及超大城市群将会是我国城市今后发展的核心，并且随着城市规模的持续增长，汽车便会成为民众代步的最佳交通工具。因此，从长远来看，汽车行业势必会迎来新一波的发展契机。对于汽车行业来说，汽车质量、性能的提升，对提高汽车企业的市场竞争力有着关键作用，所以作为汽车生产企业有必要对发动机的加工工艺予以深入的研究。

2 凸轮轴孔和曲轴孔的加工工艺

如图1所示，其为凸轮轴孔结构示意图，图2为曲轴孔结构示意图。一般来说，常见的四缸机凸轮轴孔与曲轴孔多为5挡的长孔，并且两者的加工工艺存在许多的相同点。

2.1 分析凸轮轴孔和曲轴孔的加工结构

从示意图中可以发现，凸轮轴孔与曲轴孔的直径存在差异，但是通孔形式均为5挡，整体结构也较为雷同。此外，对于曲轴孔缸体来说，其为开放式，而凸轮轴孔缸体则为封闭形式，所以从加工方式来看，两者存在明显的差异。

2.2 加工工艺方法

在加工缸体与缸盖过程中，凸轮轴孔与曲轴孔的加工无疑是其中的重要环节。此外，对于发动机来说，凸轮轴孔与曲轴孔的形状、规格以及精度均会对其使用年限以及工作性能有着直接影响。因此，作为汽车企业来说，其必须要采用科学、合理的加工工艺来完成发动机凸轮轴孔与曲轴孔的加工，具体为：（1）工件定位与夹紧。在加工零件前，要对其予以妥善的固定与定位，为整个加工工序的开展奠定基础。通常来说，曲轴孔与凸轮轴孔在加工时多采用一面两销定位，并采用液压夹紧，确保其不会在加工时出现位置上的改变。（2）选择合适的刀具。现阶段，在加工凸轮轴孔与曲轴孔时，多选择单刃组合镗刀来进行。对于单刃镗刀而言，其不仅结构简单，而且有着卓越的加工稳定性，同时加工表面的光洁度也能符合设计要求，所以在精加工领域有着广泛的应用。在加工两轴孔时，为确保同轴度符合设计要求，一般会在一个镗杆中组合5个单刃镗刀，也因此会对镗杆的刚度有着更高的要求。另外，镗刀刀片的材质建议选择硬质合金，有助于提升刀具的使用寿命，对切削效率的改善也有显著作用。（3）加工方式。首先封闭凸轮轴孔的一端，随后从另一端进刀完成加工。此外，鉴于镗杆有着较大悬伸量，所以采用如图3的方式在1、3、5挡用3个导套来进行支撑。对于曲轴孔来说，其两端均为开口方式，所以可参照图4采用两端支撑，一端进刀的方式来完成加工。在加工曲轴孔与凸轮轴孔时，进刀方式统一为‍1、3、5‍挡进行推镗方式加工‍，2、4‍挡采用拉镗方式加工‍，有助于缓解在加工时刀杆所受到的作用力。

2.3 ‍加工中存在的影响因素

鉴于对凸轮轴孔与曲轴孔的加工精度有着严格的要求，所以在加工过程中，除了要对毛胚可能存在的缺陷进行考虑外，还应对工艺加工余量以及加工机床本身的工作状态予以考虑，以此来提升精镗的效果与质量。概况的说，需要考虑的因素有：（1）导套过定位的影响。在加工凸轮轴孔时，镗杆的运转速度比较快，并且镗杆在相关作用力的影响下会始终围绕着同一条轴线运转。因此，为了保证加工精度，便要求夹具支架与起辅助支撑作用的导套要保持合适的间隙，确保支架中的导套存在一定的活动间隙。如间隙预留的不够，镗杆的运转便会不连贯，而间隙过大，则导套的导向作用便会发挥不出来，所以预留合适的间隙是很有必要的。在加工曲轴孔时，由于加工材料的材质存在差异，使得曲轴孔的支撑为两端设置，并且如果镗杆的刚度满足要求，则同样也要确保镗杆两端需要始终保持在同一条轴线中。因此，在加工曲轴孔时，应严格限制导套的活动间隙，以免镗杆本体出现弹性形变。（2）内冷压力和过滤精度的影响。在加工曲轴孔时，前后导套的支撑均有轴承来实现，所以外部冷却液对其影响不大，但是，凸轮轴孔与导套之间的润滑由冷却液来实现，所以要对过滤精度以及冷却液压力要予以严格控制。其中，如果内冷压力比较小，则不利于及时排放出切屑以及切削热，致使导套的磨损程度加剧，加工精度下降。最后，过滤精度如果偏低，则较大颗粒的切屑便会对加工表面以及导套造成划伤，影响加工精度的提升。

3 凸轮轴孔和曲轴孔加工的失效形式与处理方法

在发动机生产过程中，凸轮轴孔与曲轴孔的加工是其中关键一环，但是一旦出現加工失效，则会对发动机的质量与性能有着极大的负面影响，具体加工失效形式以及处理方法如下所述。

3.1 ‍直径超差

直径如果与要求存在偏差，则不仅会导致两轴工作期间出现摩擦问题，情况严重的话，两轴本体会出现较大的划伤，甚至出现噪声、振动等情况。所以，一旦出现直径超差问题，便需要加工人员及时调整镗刀片的高度，以解决此问题。

3.2 圆度‍、‍圆柱度超差‍

‍‍ 如主轴颈的圆度、圆柱度与要求存在差异，则其在旋转过程中便会出现跳动现象，影响发动机的动力输出。所以，为避免此类问题，可适当提升刀杆的刚度，确保轴体圆柱度、圆度符合设计要求。

3.3 同轴度超差‍‍

所谓同轴度超差，指的是5个孔或者其中部分孔的中心不在同一条轴线中，如出现此问题，则会导致轴瓦的磨损程度加剧，甚至会出现抱死问题。之所以会出现此问题，主要是与机床本身或者刀杆刚性精度低有关，所以提升机床精度以及刀杆刚性，便可避免此类问题的出现。

3.4 位置度超差‍‍

‍‍ 对于位置度超差来说，其存在两种情况，即轴在轴线方向出现偏移或者倾斜，或者轴在垂直方向出现偏移或倾斜。如出现位置感超差问题，则可能会引发敲缸或者燃烧室容积压缩比出现变化等问题。为了避免位置度超差问题的出现，则需要对夹具以及定位予以严格要求。

4 ‍结语

综上所述，汽车产业作为我国经济发展的重要支点，企业生产企业也要肩负起振兴我国汽车产业的重任，采取科学、合理的措施来完善整车的加工工艺，同时也要关注发动机凸轮轴孔与曲轴孔的加工，以此来提升发动机的性能与使用年限，对提升汽车生产企业的核心竞争力有着重要的意义。

参考文献：

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