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南车戚墅堰机车有限公司 虞行国
柴油机在现阶段各个领域都在广泛地应用，例如船舶、铁路、工程机械及电力等，在遇到战争和突发的灾害时期柴油机更加能发挥其优势和作用。由于电力机车的发展，铁路系统对柴油机车需求有所下降，因此，原来生产机车柴油机的厂家纷纷转型生产船用发动机。
在技术进步和绿色环保的今天，用户对柴油发动机使用的出功功率、油耗、噪声、机破等指标有更高的要求。这就要求设计人员具有符合国际标准的设计思路，制造厂商有先进的制造工艺和先进高端的加工制造设备来迎合市场的需求。
柴油发动机总成后会由上千个零件所组成，但是关键还是五大件，即机体、曲轴、凸轮轴、连杆和缸头等。以铁路内燃机车柴油机为例，图1是生产线上即将装车的铁路内燃机车柴油发动机现场的总成外形图。
图1 柴油机发动机机体总成
机体加工难点和加工设备
柴油机机体是一个典型复杂的箱体零件，是装配各个零部件的基础件，目前大体有整体铸造和板材焊接件两种。各端面上大约有大小螺栓孔上千个。而V型柴油机机体主要精度尺寸体现在三孔即主轴承孔、二侧凸轮轴孔、气缸孔和这三孔的空间相交尺寸。这些孔径的精度尺寸直接影响到柴油机的使用寿命和机破事件发生的几率。对柴油机机体主轴孔和凸轮轴孔的精度有着较高的精度要求，在5m长9挡孔径上主轴孔直线度误差要控制在0.08mm，相邻误差要控制在0.035mm，同样凸轮轴孔直线度误差要控制在0.10mm，相邻误差要控制在0.035mm的精度，因此要严格控制机体本身的变形、加工时的工件压装和对机床本身的加工精度。图2所示是在加工主轴孔和凸轮轴孔。
加工机体时，加工难点就在设备本身X轴的直线度是否达到工艺要求，以及Y轴和Z轴运行插补程序时各轴的重复定位精度指标。因为在加工主轴孔和凸轮轴孔时，都是通过附件铣头一挡一挡地进行加工的，同时附件铣头也有两项精度会影响柴油机机体的加工精度。附件铣头的主轴中心线与滑枕主轴中心线的中心偏置以及附件铣头180°回转中心的偏置精度都应该小于0.015mm，所以对附件铣头重复定位精度指标要求比较高，如图3所示。目前，国产大型龙门加工中心大部分承担柴油机机体的粗加工和半精加工，精加工工序全被德国、日本等国际品牌进口设备所垄断，代表性的有瓦得里希科堡、黑根里斯特等品牌。
曲轴加工难点和加工设备
曲轴（见图4）是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在工作中它要承受交变载荷、弯曲和剪切应力，对疲劳、耐磨和强度等性能指标都有较高的要求，同时对材质的毛坯、热处理工艺等都有严格的要求。
一根5t左右全纤维挤压曲轴的毛坯到成品需要经过多道工序，工艺为：粗车主轴颈→粗车连杆颈→半精车主轴颈→半精车连杆颈→精车主轴颈→精车连杆颈→粗磨主轴颈→粗磨连杆颈→精磨连杆颈→精磨主轴颈等热处理、检查、化验近40道子工序。这种轴类工件在现有的设备一次加工成形是困难的，因为带有偏心，所以必须有两种设备分别来加工主轴颈和连杆颈（见图5）。
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