1.工艺路线设计原则

（1）基准先行：在工艺安排上第一道工序或者第二道工序应尽可能把曲轴精基准加工出来，以后工序再利用精基准定位加工其他表面精度就容易保证。

（2）先面后孔：曲轴轴径、法兰面上有孔时，工艺安排上应先加工轴径、法兰面，再加工轴径、法兰面上的孔，容易保证孔的加工精度。

（3）先主后次：工艺安排上重点考虑曲轴主轴颈、连杆轴径重要表面加工，次要表面加工可以穿插在其中。

（4）先粗后精，粗精分开。

粗加工与精加工分开的目的：

①保证加工质量。粗加工时，由于加工余量大，切削力及切削热都较大，因而工艺系统受力变形，热变形及工件内应力都很大，所以粗加工不可能达到高的加工精度和小的表面粗糙度，要有后续工序逐步降低切削用量，逐渐减少加工误差，最终达到零件加工质量要求。对于某些存在残余内应力的毛坯粗加工后，内应力重新分布会产生变形，而且这种变形过程也需要一定时间。粗精分开后就可以避免内应力变形对精加工的影响。内应力变形也可以在后续精加工中给予消除。

②粗加工切除较大的余量，可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。

③可合理使用机床设备。粗加工时可使用功率大、刚性强、精度一般的机床。精加工则使用加工精度高的机床，充分发挥机床各自的性能。粗、精加工分开的原则既适用于某一表面的加工过程，也适用于整个零件的工艺过程。需要指出的是，随着现代汽车零件毛坯铸造、锻造精度越来越高，毛坯总余量越来越少，粗精加工阶段划分也越来越不明显。

（5）合理安排热处理工序和表面强化工艺。

（6）曲轴属细长杆件零件，在加工中应尽量减少加工变形。

东风公司4H发动机曲轴加工工艺路线编制原则遵循：先粗后精；先基准后其他；先面后孔；先主要表面后次要表面；先加工主轴颈，再加工连杆轴颈（图8-3）。

图8-3　4H曲轴加工工艺路线编制原则

此外在制定工艺方案时还应该考虑以下原则：

①与生产纲领相适应的原则。

②最佳经济效果原则。

③积极采用与生产纲领相适应的新工艺、新技术。

一个工艺方案的优劣主要从以下三点进行评价：质量（Quality）、成本（Cost）、交付期（Day）。

2.总体工艺路线拟定

对整体曲轴来说，毛坯主要是锻钢和球铁，常采用的工艺路线如下：

锻钢曲轴的常规工艺路线是：下料—锻造—正火—粗加工—表面淬火及回火—精加工。

球铁曲轴的常规工艺路线是：铸造—正火—回火—粗加工—表面淬火及回火—精加工。

3.粗加工工艺制定

曲轴粗加工可以采用的加工方法主要有：车削、内铣、车拉、车车拉。

目前，这四种曲轴粗加工方法并存，至于采用何种工艺，受到产品、产量、节拍、工艺和投资等因素的影响。

车削：通用性最强。(www.daowen.com)

内铣：适用于加工连杆轴颈和曲柄臂侧面，特别是毛坯余量较大时更能显示出它的优点。

车拉：对毛坯要求很高，对产品改变的适应性很差，适用于大批量、单一产品的生产。

车车拉：车和车拉工艺的组合，精度达到车拉的水平，效率在内铣之下，柔性比车拉和内铣高。

4H曲轴粗加工采用车削和内铣相结合的方法进行。

4.磨削工艺制定

磨削顺序与加工质量：磨削顺序的选择是考虑先磨主轴颈还是先磨连杆轴颈，这没有绝对定论。

（1）主轴颈磨削→连杆轴颈磨削。

存在问题：连杆轴颈磨削造成的应力释放使主轴颈跳动超差，不好控制。

（2）连杆轴颈磨削→主轴颈磨削。

存在问题：基准的转换造成曲柄半径的超差，不好控制；增加设备。

随着轴颈粗加工和淬火技术的发展、提高，磨削余量大为减小，一方面，磨削变形和磨削应力小；另一方面，轴颈精磨一次成形，取消半精磨，工艺简化。

磨削裂纹烧伤（特别是宽止推面磨削）、主轴跳动、连杆轴颈对主轴颈位置精度（外圆跳动曲柄半径平行度等）更是磨削工艺设计考虑的重点。

从制造工艺上讲，只要连杆轴颈磨削力对曲轴变形的影响控制在主轴跳动承受范围内，先磨主轴颈后磨连杆轴颈，是工艺简洁、投资少的优化工艺，对制造流程来说，纯粹用于加工工艺定位用的工序是非增值行为，应该减少或杜绝。

5.曲轴定位基准选择

东风公司生产的4H发动机曲轴外形如图8-4所示，有4个连杆轴径、5个主轴颈。

4H曲轴径向基准：直列式发动机曲轴加工时的径向基准选择两端中心孔或者主轴颈（第一、五主轴颈中心连线；两中心孔的连线）做径向基准。

4H曲轴轴向基准：轴向基准有多个，曲轴为了限制轴向移动自由度和防止轴向力作用而发生轴向窜动，轴向基准选择第四主轴颈的轴肩（止推面）、法兰轴颈端面做轴向基准。

图8-4　4H曲轴总成图

4H曲轴角向基准：因为曲轴为复杂零件，所以曲轴的角向定位基准也有多个，如第1主轴颈平衡块上的角向工艺凸台、第1连杆轴颈、法兰盘上的工艺孔等。

（1）4H曲轴粗基准的选择。

轴的毛坯一般呈弯曲状态，为了保证两端中心孔都能钻在两端面的几何中心上，曲轴径向方向的粗基准选择靠近两端的轴颈外圆。轴向方向定位基准选择第3主轴颈两边的轴肩。因为第3主轴颈两边的曲柄处于曲轴的中间部位，用作粗基准可以减小其他曲柄的位置误差。选择第1主轴颈平衡块上的角向工艺凸台做角向粗基准（图8-5）。

（2）4H曲轴精基准的选择。

曲轴表面复杂，有多个精基准，在整个加工过程中曲轴的精基准有两个：一个最重要的精基准是曲轴两端中心孔。另外一个是曲轴第1、5主轴颈。曲轴轴向精基准有多个，如中心孔、法兰轴颈端面、第4主轴颈的轴肩（止推面）。角向定位精基准大部分采用法兰盘上的工艺孔（图8-6），用工艺孔限制旋转自由度来磨削主轴颈和连杆轴颈。此外第一连杆轴颈也少量作为角向定位基准使用。

图8-5　工艺凸台作为角向定位的粗基准

图8-6　工艺孔作为角向定位的精基准