要旨：本論文は、クランクシャフト生産ラインの投資計画のエンジン会社のための新技術と新装置を使用して、現在の乗用車エンジンクランクシャフト生産ラインを紹介し、クランクシャフト加工プロジェクトマネージャのための参考資料を提供するためにエンジンクランクシャフト製造のレベルを向上させるために一定の指導的意義を持っている。

クランクシャフト加工工程

乗用車用ターボエンジンのクランクシャフト加工の典型的な工程フロー：ダイナミックバランシング、重心ドリル加工→第5メインジャーナル旋削→フランジ旋削→メインジャーナル、コンロッドジャーナル、ショルダー部の粗加工→オイル通路穴あけ、面取り→メインジャーナル、コンロッドジャーナル、サイドウォール、カウンターシンク溝の粗研削→洗浄、ブローと乾燥→丸め転造→スラスト面の精密旋削と転造＋小端部の精密旋削→フランジ端部と溝の精密旋削→メインジャーナル、コネクティングロッドジャーナルと小端部の精密研削→クランクシャフトのフランジ端部のネジ穴、ピン穴、センター穴のリーマ加工→クランクシャフトのフランジ端部の精密研削→フランジ端部の両端部、ピン穴、ピン穴、センター穴のリーマ加工。

メインジャーナル、コネクティングロッドジャーナル、スモールエンドの精密研削→両端のねじ穴、ピン穴、フランジ端のセンター穴のリーマ加工→クランクシャフトのフランジ端の精密研削→クランクシャフトの動的バランス調整とウェイト除去→メインジャーナル、コネクティングロッドジャーナル、フランジアウターネックの研磨ベルト→自動チェックとマーキング→クランクシャフトの最終洗浄。

先端技術の応用

(1) Dynamic balancing and drilling centre of mass holes.

クランクシャフト加工の位置決め基準はセンターホールであり、加工位置によって幾何センターホールと品質センターホールに分けられる。クランクシャフトのメインサポートジャーナルの幾何学的中心を見つけるためにV字型ブロックや他の方法を使用し、この中心に加工されたセンターホールを幾何学的センターホールと呼びます。クランクシャフトの質量中心は、特殊な試験装置を使用して測定され、この中心に加工された中心穴は質量中心穴と呼ばれます。幾何学的中心穴をその後の旋盤加工や研削加工に使用する場合、工作物の回転により発生する遠心力が加工品質に影響し、加工後に残る動的凹凸が大きくなり、技術要求を満たすために、動的バランス工程で数回測定し、除重する必要があり、効率が悪く、生産ビートに影響し、半製品の不合格率が増加し、位置決め要素の損失が発生する。重心穴の使用は、このような問題を解決し、サイクルタイムを改善します。

図1はCOMAU SYMES10クランクシャフト質量中心測定機で、クランクシャフトを装置のラットケージに入れ、ラットケージと一緒に回転させ、ラットケージと部品の測定は一緒にMの凹凸量、ラットケージの凹凸量（M1）は既知であり、部品の凹凸量M2 = M – M1。M2からクランクシャフトのバランス軸の座標位置が自動的に計算されます。測定結果はCOMAUSDC700L型全自動クランクシャフト両端マシニングセンターに伝送され、測定の不確かさは≤40μmである。数種類のクランクシャフトの測定が可能で、部品品種は自動的に識別され、サイクルタイムは1.2分で、装置はシンプルで信頼性が高い。

(2) High-speed external milling for roughing crankshafts

高速外部フライス荒加工クランクシャフトメインジャーナル、コネクティングロッドジャーナルとショルダー、CNC旋盤加工、CNC内部フライス加工よりも、車 – 車は、高い生産性と安定した品質を引っ張る。例えば、CNC旋盤加工は、コネクティングロッドジャーナルを2工程で加工し、旋盤加工と引き抜き加工を行うが、CNC高速外部フライス加工は1工程で加工を完了することができ、高速外部フライス荒加工クランクシャフトの特徴は以下の通りである：切削速度が350m/minまで、切削時間が短い、加工サイクルタイムが短い、切削力が小さい、加工物の温度が低い、工具寿命が高い、工具交換回数が少ない、加工精度が高い、柔軟性が高い、クランクシャフトメインジャーナルとコネクティングロッドジャーナル荒加工の発展方向である。

NILES-SIMMONSのクランクシャフト外径フライス盤N20（図2参照）は、クランクシャフトのメインジャーナルとコネクティングロッドジャーナルの同時加工を可能にします。この機械は、それぞれが独立した動きをする2つの工具スピンドルを備え、それぞれが1枚のカッターディスクを持ち、それぞれ独立した加工プログラムとそのパラメータを持つ。部品は補助ローディング装置の上に置かれ、補助ローディング装置は部品を加工エリアに置きます。チャックは部品のフランジをクランプし、センターは後方から押されます。部品は回転し、左右のカッターディスクは半径方向に前後に移動しながら、工具スピンドル上で一定の速度で回転し、メインジャーナルとコネクティングロッドネックの加工を実現します。ベッド（W/Z軸）リニアローリングガイドウェイ、横ドラッグプレート（U/X軸）リニアローリングガイドウェイ。

CNC制御システムは、SINUMERIK 840D slの技術データに基づいており、フライス加工は、デジタル完全ソリューションSINAMICS S120と統合されたPLCを備えたモジュラーマイクロプロセッサCNC連続軌道制御です。

(3) CNC crankshaft grinding machine application.

メインシャフトジャーナル、コネクティングロッドジャーナル、サイドウォール、カウンターシンク溝の粗研削。CNCクランクシャフト研削盤は、ワンクランプですべてのクランクシャフトメインジャーナルとコネクティングロッドジャーナルを研削することができます。この種の研削盤は、一般的にダブル研削砥石台が装備されており、多品種、低コスト、高精度、大量生産の要件を満たすことができ、ワーク回転と研削砥石送りのサーボリンク制御技術の応用は、研削コネクティングロッドジャーナルのフォローオントラッキングを含め、ワンクランプでクランクシャフトの回転中心を変更することなく、すべてのジャーナルの研削を完了することができます。静圧スピンドル、静圧ガイドウェイ、静圧フィードスクリュー（砥石ヘッドホルダー）、リニアエンコーダ閉ループ制御システムの使用は、研削ジャーナルの真円度の高精度と高い研削効率を保証します。

MARPOSS.——-CNC円筒クランクシャフト研削盤JUCRANK 6S 10-10（図3参照）は、クランクシャフトのメインジャーナルとコネクティングロッドジャーナルの粗研削およびカウンタシンク溝に使用される。機械に付属するロボットがローディング・レースウェイから部品をつかみ、機械内部のプレサポート・ブロックに置く。固定具が自動的に部品をクランプする。部品が回転し、2つの研削砥石がプログラムに従って半径方向に前進・移動し、メインジャーナルとコネクティングロッドジャーナルを同時に研削する。加工後、研削砥石が後退し、部品の回転が止まり、固定具が緩み、ロボットが部品をつかみ、排出レースウェイに置く。X/Z軸の位置決め精度は0.X/Z軸の位置決め精度は0.004mm、繰り返し位置決め精度は0.002mm、MARPOSS自動直径計と軸方向計を採用し、直径と軸方向寸法の精密監視を保証する。

スピンドルネック、コネクティングロッドネック、スモールヘッドエンドの精密研削。クランクシャフトのメインジャーナルとコネクティングロッドジャーナルは、クランクシャフトのコネクティングロッドジャーナルを仕上げ研削する第1ステーションと、クランクシャフトのメインジャーナルを仕上げ研削する第2ステーションの2つのステーションを備えたJUCENTER 6L CRANK CNC円筒クランクシャフト研削盤（図4参照）を使用して仕上げ研削される。本機のマニピュレーターがローディング・ローラーから部品を把持し、機械内の第1ステーションのプリロードされたサポート・ブロックの上に置き、第1ステーションの固定具が自動的に作動する。

第1ステーションの固定具が自動的に部品をクランプし、部品が回転し、第1ステーションに対応する研削砥石が前進し、プログラムに従って半径方向に移動し、コネクティングロッドネックを研削する。加工終了後、研削砥石が後退し、部品の回転が停止し、固定具が緩められる。部品が回転し、第2ステーションに対応する砥石が前進し、プログラムに従って半径方向に移動し、スピンドルネックを研削する。加工終了後、砥石は後退し、部品は回転を停止し、固定具が緩められる。加工終了後、砥石は後退し、部品は回転を停止し、固定具が緩みます。ロボットは部品を掴み、排出ローラーの上に置き、次の加工サイクルを開始します。X/Z軸の位置決め精度は0.004mm、繰り返し位置決め精度は0.002mmです。

CNC横旋盤は広く使用されている

DANOBAT NA750クランクシャフトスラスト面仕上げ旋盤には、自動検査装置が装備されています。部品がクランプされた後、測定ヘッドが自動的にスラスト面の幅を検出し、その中心線を決定し、それを加工基準とし、前のクランクシャフトの加工に応じて自動的に補正することにより、中心線を加工基準とし、均等なマージンでスラスト面の両側の仕上げ旋削を実現し、旋削完了後にスラスト面の幅を自動的に検出します。

旋削後、スラスト面の幅が自動的に検出され、小端と溝の加工が同時に完了し、旋削が完了した後、旋削工具を戻し、ローラーヘッドを伸ばし、スラスト面の2つの端面を同時に圧延する。転がるとき、転がり表面はよく油を差されるべきである。NA500 タイプの良い回転フランジの端面および溝の工作機械は自動検出装置を備えています、部品が締め金で止められた後、調査は推圧面からフランジの端面までの間隔を自動的に検出します。X 軸線の位置の正確さは 0.022mm の位置の正確さの反復性 0.006mm です、Z 軸線の位置の正確さは 0.008mm の位置の正確さの反復性 0.004mm です。

クランクシャフトベルト研磨機の用途

GRINDMASTERクランクシャフトベルト研磨機は、クランクシャフトのオイルシールネック、メインシャフトネック、コネクティングロッドネックを研磨するために使用されます。研磨の際、まずワークピースにスプレーと洗浄を行い、次に研磨ベルトで部品を包み込むように研磨します。研磨時の回転方向は2種類あり、最終的な研磨方向はエンジンの通常走行方向（フライホイール側から見た方向）と同じである。研磨後、乾燥と脱脂の作業を行い、装置には独自の研磨液処理システムを装備する必要がある。

クランクシャフト丸め圧延機

HEGENSCHEIDT MFD7895クランクシャフト圧延機について、制御システムはSiemens PLC S7-300を採用し、機械には9つの圧延ユニットが設置され、クランクシャフトの圧延と矯正に使用され、最大圧延圧力は30kNである；コネクティングロッドジャーナルのパルス式圧延により、ワークピースの変形を減少させる；圧力センサーと位置センサーによる圧延圧力の検出と監視、圧延。

圧延ユニットに組み込まれた圧力センサーと位置センサー、および圧延深さセンサーにより、圧延圧力の検出と監視が可能。メインジャーナルの振れは、圧延後に自動的に検出され、圧延により矯正される。工具折損検出装置が装備され、クランクシャフトのすべてのメインジャーナルの半径方向の振れは、電子測定プローブにより測定される。コネクティングロッドネックの最高点は、レーザーヘッドにより検出され、部品タイプの識別が可能。

クランクシャフトオイルホールマシン

HORKOS Imqlのクランクシャフトのオイルの通路の穴および面取りの工作機械、オイルの通路の穴の処理の3つのステップの使用は、フライス盤を→あけるオイルの通路の穴→削る

Crankshaft dynamic balancing de-weighting machine

コモー・シム S10