球墨铸件的化学成分（如C、Si、Mn、S、P、Cu、Sn、Cr、Ni、Mo 等）对曲轴的金相组织、力学性能及其他质量的作用和影响非常大。

当C、Si含量高时，曲轴强度下降、珠光体含量减少、硬度降低、伸长率提高、切削性良好，但主要在曲轴热节部位如主轴径和第一连加工表面杆处出现石墨漂浮缺陷，造成废品；当C、Si含量低时，曲轴强度较高、珠光体含量增加、硬度提高、伸长率和切削性下降，C含量过低时易出渗碳体。C 含量控制在3.6%～3.7%、Si含量控制在2.0%～2.2%时，曲轴综合性能良好。

Cu、Cr、Ni、Sn都是球铁铸件通常的添加元素，目的是为了提高珠光体的含量、硬度和强度。但对曲轴来说，选用哪些合金元素、其含量为多少才能保证曲轴强度指标适合轴径快速高频淬火的要求，并满足曲轴加工自动线上高速旋转刀具的切削条件，还要进行优选试验，确定Cu、Cr、Ni、Sn最佳成分范围。

因此需要通过合理地调配球墨铸件的C、Si、Mn、Cu、Cr、Mi、Sn元素比例，才能制造出合格的球墨铸铁曲轴。

随着材料科学技术的发展，很多新型材料不断涌现并用于制造曲轴。典型的可用于大批量生产的新型曲轴材料有等温淬火球铁（ADI）和非调质钢。

3.3 曲轴的加工工艺

20世纪70年代以前，发动机曲轴粗加工采用的加工方式是多刀车床车削曲轴主轴颈和连杆轴颈。采用这种方式加工，精度较低、柔性很差、工序质量稳定性低。且容易产生较大的内部应力，难以达到合理的加工余量。在粗加工后一般需要进行去应力回火处理，释放应力。因此，粗加工需要给后续精加工工序留较大的加工余量，以去除弯曲变形量。曲轴精加工采用的是普通磨削工艺，一般采用MQ8260曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光。通常靠手工操作，加工质量不稳定，废品率较高。

20世纪70-80年代，曲轴粗加工采用CNC车削、CNC外铣加工，加工状况有所改善。精加工仍多以普通磨床磨削工艺为主。20世纪80年代中期又出现了CNC内铣工艺。CNC内铣加工性能指标要高于CNC外铣加工，尤其是对于锻钢曲轴，内铣更有利于断屑。精加工工艺多采用半自动曲轴磨床，头架和尾座同步杠传动。加工精度有一定的提高。

1985—1990年开发出曲轴车拉、车-车拉工艺。该工艺具有精度高、效率高等优点，特别适合于平衡块侧面不需要加工且轴颈由沉割槽(包括轴向沉割槽)的曲轴，加工后曲轴可直接进行精磨，省去粗磨工序。曲轴精加工已少量采用数控磨床磨削工艺，尺寸的一致性得到改善。

20世纪90年代中期又开发出CNC高速外铣，它对平衡块侧面需要加工的曲轴，比CNC车削、CNC内铣、车-车拉的生产效率还要高。另外，CNC车一车拉工艺加工连杆轴颈要2道工序，CNC高速外铣只要1道工序就能完成，并且具有切削速度高(可高达350 m/min)、切削时间较短、工序循环时间较短、切削力较小、工件温升较低、刀具寿命高、换刀次数少、加工精度更高、柔性更好等优点。所以，CNC高速外铣将是曲轴主轴颈和连杆轴颈粗加工的发展方向。精加工使用数控磨床，采用静压主轴、静压导轨、静压进给丝杠(砂轮头架)和线性光栅闭环控制等控制装置，使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保证；精加工还广泛使用数控砂带抛光机进行超精加工，经超精加工后的曲轴轴颈表面粗糙度至少提高一级精度。

20世纪90年代开发了CBN高速磨削。英国LANDIS公司生产的曲轴磨床，磨削速度高达120 m/s，用扒皮法一次装夹从毛坯到精磨完毕，耗时仅几分钟。这将会出现以磨代替其他粗加工工艺的新局面。 六缸曲轴的加工工艺开题报告(3):http://www.751com.cn/kaiti/lunwen_48821.html