加工基準的選擇對曲軸的制造質量及整車性能至關重要，必須嚴格監控制造工藝過程，預 防質量風險，避免質量缺陷逃逸到終端客戶。曲軸外形是不規則的，對設備的選擇和工藝的設 計要求非常高，一個好的工藝設計可以消除很多質量風險，能做到防患于未然。
曲軸生產線一般分為自動化和半自動化，純手動的生產線已經非常少見。產品類型較少但產能要求較高的情況下，例如只生產 2 ～ 3 種類型的產品，但年產能要求 30 萬件以上，一般采用自動化的生產線。自動化生產線的柔性（多種零件類型共線生 產的能力）較低，改造成本較高，但加工質量穩定，且效率很高，多適用于各大汽車主機廠的加工制造。相反，若產品類型較多但產能需求較少的情況下， 例如共線生產 5 ～ 7 種類型的產品，但年產能僅需 15 萬件左右，且產品類型隨時需要調整的，一般采用半自動的生產線。半自動的生產線柔性好， 改造成本低，但受工人技術水平的影響，質量不穩 定，效率也很低，多適用于專門給各大汽車主機廠 提供曲軸產品的企業。 曲軸外形尺寸不規則，大都采用專用設備加工制造。粗加工工藝主要包括預鉆中心孔、車-車-拉、、外圓銑、鉆油孔、淬火、滾壓和清洗等，對應的設 備有 CNC 加工中心、車車拉機床、外圓銑床、鉆床、淬火機、滾壓機和清洗機等。精加工工藝主要包括 兩端孔系加工、車削、磨削、動平衡、拋光和清洗 等，對應的設備有高精度 CNC 加工中心、轉塔車床、隨動磨床和角度磨床、動平衡機、拋光機和清洗機 等。
曲軸的基準主要分為設計基準、加工基準（工藝基準）、裝配基準，最理想的是三個基準始終保持一致，這樣加工制造的產品一致性最好，精度最高，但受技術水平的影響及成本的限制，三個基準 也會有不一致的情況。曲軸的制造過程中，各個工位的加工基準也有不一致的情況，做工藝設計時需 考慮基準轉換造成的定位誤差的影響。粗加工基準用于粗加工過程的定位，其定位點、定位面都處于毛坯狀態，毛坯的制造質量直接影響到定位的精度及穩定性，粗加工基準一般都會在毛坯圖樣上標注，以便毛坯供應商識別并采取相應的技術方案保證基準的制造質量。曲軸的粗加工基準 如圖 1 所示，軸向定位最外側兩個平衡塊，徑向定位第一連桿頸。
半精加工基準如圖 2 所示，軸向定位基準采用兩端中心孔，徑向定位基準采用第 1 連桿頸，并夾 緊第 1、5 主軸頸，半精加工與精加工之間存在基 準轉換，需考慮基準轉換之后的加工去除量足夠， 以確保產品質量要求。
精加工基準如圖 3 所示，軸向定位基準選擇止 推面，徑向定位基準選擇第 1 連桿頸，與產品圖紙定義的基準位置保持一致，以避免基準再次轉換，進而提升加工精度及產品質量。
工藝順序的安排將影響到產品質量，工藝順序設計不合理，后工序加工過程中影響到前工序已經 最終成品的尺寸或幾何公差時，將造成無法挽救的 質量問題，因此設計曲軸的工藝順序時，需了解各 工序的加工原理、定位夾緊的方式、加工過程對工 件產生的不良影響，在項目前期把工藝風險控制住， 以提升產品質量。
曲軸軸頸表面淬火的目的是 將軸頸表面組織轉化為硬度較高 的馬氏體組織，進而提高軸頸表 面硬度以提升工件的耐磨性，同 時軸頸內部材料的組織形態不 變，保持較好的韌性。根據鐵碳 相圖，曲軸材料中鐵元素的含量 為 0.4%，淬火需把工件加熱到 850 ℃以上，然后快速冷卻才能 獲得馬氏體組織，同時軸頸芯部 的溫度不能太高以免造成材料組 織轉變而導致韌性降低的問題。一般采用交流電進行感應加熱， 在交流電的集膚效應作用下，使 得工件表面溫度快速提高而芯部 溫度上升不明顯。 滾壓工藝在球墨鑄鐵和鍛 鋼材料的曲軸中都有應用，滾壓 位置是曲軸主軸頸和連桿頸的溝槽。滾壓是一種冷作硬化的工藝 方法，如圖 4 所示，它不對工件產生任何去除量，通過滾壓輪擠壓軸頸的溝槽，使溝槽表面產生冷作硬化，改善微觀形貌缺 陷，并在溝槽處產生壓應力，該壓應力剛好與發動機正常工作時 對曲軸產生的拉應力相互抵消， 從而提高曲軸的疲勞強度。滾壓力是一個關鍵的工藝參數，一般 在 6 000 ～ 7 000 N 之間。據統 計，未經滾壓的曲軸疲勞試驗都 是失敗的，球磨鑄鐵材料的曲軸 滾壓加工后，疲勞壽命能提高 120%～230%，鍛鋼材料的曲軸滾壓加工后，疲勞壽命能提高 70%～130%，提升幅度非常明顯。
由以上分析可知，淬火工藝 和滾壓工藝都會對曲軸的性能產 生很大的影響，一般先淬火后滾 壓，兩種工藝的先后順序不能隨 意調換，因為軸頸表面與溝槽相 鄰，如圖 5 所示，淬火的能量 很快就會傳到溝槽，如果采用先 滾壓后淬火的順序，則淬火產生 的能量將破壞滾壓產生的塑性變 形，進而影響工件的疲勞壽命。
曲軸止推面在發動機中與 止推片存在相對運動，加工精 度要求較高，其寬度的公差帶 是 0.05 mm， 垂直度 公 差 是 0.02 mm，一般采用精車或精磨 的方式加工保證尺寸及幾何公 差，加工止推面會產生一定的切 削力，該切削力足以使曲軸產生 一定的彎曲變形，進而改變主軸 頸的跳動狀態。 曲軸主軸頸在發動機中與軸 瓦配合，相互之間存在相對運動， 其加工精度要求很高，直徑徑向 公差是 0.012 mm，圓跳動公差 是 0.03 mm，主要靠磨削保證尺 寸及幾何公差。曲軸的主軸頸經 過磨削之后其形位公差基本就確 定了，雖然后工序還對主軸頸進 行拋光，但拋光去除量非常小， 只有 0.005 mm，無法改善幾何 公差，因此對主軸頸徑向圓跳動 影響較大的工序應該放到主軸頸磨削之前進行，可避免磨削后工 件徑向圓跳動變化較大而無法校 正的問題。 根據以上分析可知，曲軸止 推面精車需放在主軸頸磨削之前 進行，這樣精車止推面對軸頸徑 向圓跳動的影響可以在后工序的 磨削中消除，圖 6、圖 7 是止推面精車與軸頸磨削采用不同的先 后順序對最終產品的主軸頸跳動 的影響數據，先車止推面再磨主 軸頸的工件徑向圓跳動均值低于 0.003 mm，且數值穩定無超差 情況。
法蘭端螺紋孔用于安裝發 動機飛輪，位于油封的圓周里 面，距油封外圓只有 6 mm，如 圖 8 所示。鉆削螺紋底孔及攻 螺紋，如圖 9 所示，工件材料 產生一定的擠壓變形，因其與 油封距離較近，可導致油封變 形，油封的圓度超差，輪廓呈 花瓣狀，起不到應有的密封作 用。油封圓度要求是 0.005 mm 以內，精度非常高，主要靠磨 削來保證，先磨削油封再加工法蘭端螺紋孔時，加工螺紋孔 導致的油封變形將無法在后工序得到校正，因此必須先加工 法蘭端螺紋孔再磨削油封，磨 削后將不存在油封圓度變差的 問題。
在發動機三大件（缸體、缸 蓋、曲軸）的加工制造中，曲軸 的工藝最為復雜，投資成本最高， 所用的設備種類繁多，只有少量 的通用性加工中心，大多都是技 術要求很高的專用設備。曲軸加 工的粗加工基準可以根據技術難 易程度及成本來選擇，精加工基 準必須與產品圖樣要求一致。設 計曲軸的工藝順序時，需了解各 工序的加工原理、定位夾緊的方 式、加工過程對工件產生的不良 影響，在項目前期把工藝風險控 制住，以提升產品質量。
