連桿工藝分析(連桿工藝路線)
連桿工藝分析
連桿材質(zhì)可以選擇以下幾種:
45號鋼(中碳鋼)、40Cr、42Cr(中碳合金鋼)、40CrMo以及采用可鍛鑄鐵GTS65 和/或球墨鑄鐵GGG70 (多用于汽油機(jī))等材質(zhì)。
連桿是柴油機(jī)的重要部件,不但要有高的抗拉、壓強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度,而且要有足夠的剛性和韌性。通常連桿是以調(diào)質(zhì)狀態(tài)在發(fā)動機(jī)里服役,其壽命首先取決于調(diào)質(zhì)工藝質(zhì)量,硬度應(yīng)在HB207~289(因不同柴油機(jī)型號而異)。
連桿材料的調(diào)質(zhì)熱處理非常重要,其壽命首先取決于調(diào)質(zhì)工藝質(zhì)量,即它的金相必須是1~4級晶粒度的細(xì)的回火索氏體(可有少量托氏體和極少量鐵素體);小型汽油機(jī)連桿多采用可鍛鐵或者球鐵,前者硬度應(yīng)于210--260HBS,抗拉強(qiáng)度不低于619MPa;后者硬度240--280HBS,抗拉強(qiáng)度不低于690MPa。
連桿工藝路線
淬火處理:推薦熱處理溫度:正火:850℃,淬火:840℃,回火:600℃。根據(jù)一般熱處理規(guī)范,熱處理制度與硬度關(guān)系大致如下: 淬火溫度:840℃水淬;
調(diào)質(zhì)處理:調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件,特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低,不耐磨??墒钦{(diào)質(zhì)表面淬火提高表面硬度。
45號鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。
連桿工藝設(shè)計(jì)
連桿作為傳遞力的主要部件廣泛應(yīng)用于各類動力機(jī)車上,是各類柴油機(jī)或汽油機(jī)的重要部件,需求很大。連桿在傳遞力的過程中,承受著很高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力。本設(shè)計(jì)是制定連桿蓋加工工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì)。連桿蓋是連桿的合件之一,故要求其應(yīng)具有高的強(qiáng)度、韌性和疲勞性能,精度要求也很高。
連桿生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)中常用的鑄造、鍛造、粉末冶金、擠壓、軋制、拉拔方法均屬此類。
1、鑄造:指將熔煉成液態(tài)的金屬澆入事先制造好的鑄型,金屬凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件。生產(chǎn)中常用于毛坯制造。鑄造方法又分為砂型鑄造和特種鑄造(含熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造)。各種鑄造方法的過程、特點(diǎn)、質(zhì)量及應(yīng)用等相關(guān)知識可參閱“機(jī)械工程材料”類課程,在此不再敘述。
2、鍛造:指利用外力使材料產(chǎn)生塑性變形,獲得所需尺寸、形狀的零件的方法。亦是生產(chǎn)中制造毛坯的主要方法之一。鍛造又有自由鍛和模鍛兩種,其過程、特點(diǎn)、質(zhì)量及應(yīng)用參閱“機(jī)械工程材料”類課程。
3、粉末冶金:將粉末狀的原材料在特定型腔中加熱、加壓成型。
4、擠壓:將金屬從擠壓??字袛D出成形的方法,常用于生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異型斷面的零件。
5、軋制:是使金屬坯料通過一對回轉(zhuǎn)軋輥的空隙而受壓產(chǎn)生塑性變形獲得所需產(chǎn)品的加工方法。主要用于各種金屬型材、板材和管材以及其他如連桿、齒輪、軸類等各種零件的生產(chǎn)。
6、拉拔:是利用金屬坯料通過拉拔模的??桩a(chǎn)生塑性變形而獲得產(chǎn)品的加工方法。生產(chǎn)中主要用于各種細(xì)線材、薄壁管及各種特殊幾何形狀的型材的制造
連桿工藝分析圖
以下是去毛刺的幾種好方法:
1、手工去毛刺
傳統(tǒng)的,而修邊刀逐步取代了這些傳統(tǒng)的方法,不需要技術(shù)處理,節(jié)約成本并且環(huán)保。
2、化學(xué)去毛刺
用電化學(xué)反應(yīng)原理,對金屬材料制成的零件自動地、有選擇地完成去毛刺作業(yè)。它可廣泛用于氣動、液壓、工程機(jī)械、油嘴油泵、汽車、發(fā)動機(jī)等行業(yè)不同金屬材質(zhì)的泵體、閥體、連桿、柱塞針閥偶件等零件的去毛刺加工。適用于難于去除的內(nèi)部毛刺、熱處理后和精加工的零件。
3、電解去毛刺
利用電解作用去除金屬零件毛刺的一種電解加工方法,英文簡稱 ECD 。將工具陰極(一般用黃銅)固定放置在工件有毛刺的部位附近,兩者相距一定的間隙(一般為 0.3 ~ 1 毫米)。工具陰極的導(dǎo)電部分對準(zhǔn)毛刺棱邊,其他表面用絕緣層覆蓋起來,使電解作用集中在毛刺部分。加工時工具陰極接直流電源負(fù)極,工件接直流電源正極。
壓力為 0.1 ~ 0.3 兆帕的低壓電解液 ( 一般用硝酸鈉或氯酸鈉水溶液 ) 流過工件與陰極之間。當(dāng)接通直流電源后,毛刺便產(chǎn)生陽極溶解而被去除,被電解液帶走。電解液有一定腐蝕性,工件去毛刺后應(yīng)經(jīng)過清洗和防銹處理。電解去毛刺適用于去除零件中隱蔽部位交叉孔或形狀復(fù)雜零件的毛刺,生產(chǎn)效率高,去毛刺時間一般只需幾秒至幾十秒。這種方法常用于齒輪、花鍵、連桿、閥體和曲軸油路孔口等去毛刺,以及尖角倒圓等。缺點(diǎn)是零件毛刺的附近也受到電解作用,表面會失去原有光澤,甚至影響尺寸精度。
4、超聲波去毛刺
超聲波產(chǎn)生的超聲能量作用于液體里振動處于稀疏狀態(tài)的液體時,會撕裂成很小的空穴(即內(nèi)部是真空的)這些空穴在破裂的時候會產(chǎn)生高達(dá)幾百個大氣壓的瞬間壓力,而這種現(xiàn)象既稱為空化現(xiàn)象。
超聲波去毛刺就是利用“空化現(xiàn)象”產(chǎn)生的幾百個大氣壓的瞬間沖擊力把附著在部件上的毛刺清除干凈。超聲波去毛刺并不是所有毛刺都適用的,主要針對一些微觀毛刺,一般如果毛刺需要用顯微鏡來觀察的話,就都可以嘗試用超聲波的方法去除。對于肉眼可見的毛刺,主要看粘結(jié)的強(qiáng)度了,粘結(jié)強(qiáng)度弱的毛刺可以用超聲波,一般要是用刀具才能處理的毛刺,用超聲波方法是根本不行的。超聲波去毛刺的優(yōu)缺點(diǎn)。
5、高壓水噴射去毛刺
顧名思義是以水為媒介,利用它的瞬間沖擊力來去除加工后產(chǎn)生的毛刺和飛邊,同時可達(dá)到清洗的目的。經(jīng)過多次試驗(yàn)測試,最終找到適合的壓力為 30MPa—50MPa 。 若壓力不足,無法達(dá)到去毛刺的效果,壓力過高雖然可以去除毛刺,但存在損傷工件的危險(xiǎn)。
6、熱爆炸去毛刺
又名電熱學(xué)去毛刺,熱能去毛刺是當(dāng)今世界機(jī)械制造行業(yè)公認(rèn)最適合小工件大批量去毛刺的先進(jìn)工藝,目前國內(nèi)僅有兩家企業(yè)可以生產(chǎn)此設(shè)備。它采用氫氣和氧氣在用于處理工件的密閉工作室中混合,瞬間點(diǎn)火燃燒并在極短時間內(nèi)與工件表面毛刺發(fā)生劇烈的熱化學(xué)反應(yīng),達(dá)到去除毛刺的目的。 熱能去毛刺是一種特種加工技術(shù),具有效率高、通用性強(qiáng)、可達(dá)性好,去除毛刺均勻徹底、工件表面平整光滑,且不受工件材料、形狀及毛刺部位的限制等特點(diǎn)。
連桿工藝過程
引擎的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)件,裝上連桿后,可承接連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動。 是發(fā)動機(jī)上的一個重要的機(jī)件,其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的,有兩個重要部位:主軸頸,連桿頸,(還有其他)。主軸頸被安裝在缸體上,連桿頸與連桿大頭孔連接,連桿小頭孔與汽缸活塞連接,是一個典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點(diǎn)的潤滑. 這個一般都是壓力潤滑的,曲軸中間會有油道和各個軸瓦相通,發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后靠機(jī)油泵提供壓力供油進(jìn)行潤滑、降溫。發(fā)動機(jī)工作過程就是,活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆,推動活塞做直線運(yùn)動,并通過連桿將力傳給曲軸,由曲軸將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機(jī)的動力源。也是整個船的源動力?! ∏S制造技術(shù)/工藝的進(jìn)展 1、球墨鑄鐵曲軸毛坯鑄造技術(shù) ?。?) 熔煉 高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備,鐵水未進(jìn)行預(yù)脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質(zhì)量差。目前已采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法,采用沖天爐熔化鐵水,經(jīng)爐外脫硫,然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。目前,在國內(nèi)鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進(jìn)行?! 。?) 造型 氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝,可獲得高精度的曲軸鑄件,該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點(diǎn),這對于多拐曲軸尤為重要。目前,國內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從德國、意大利、西班牙等國引進(jìn)氣流沖擊造型工藝,不過,引進(jìn)整條生產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家,如文登天潤曲軸有限公司引進(jìn)了德國KW鑄造生產(chǎn)線。 2、鋼曲軸毛坯的鍛造技術(shù) 近幾年來,國內(nèi)已引進(jìn)了一批先進(jìn)的鍛造設(shè)備,但由于數(shù)量少,加之模具制造技術(shù)和其他一些設(shè)施跟不上,使一部分先進(jìn)設(shè)備未發(fā)揮應(yīng)有的作用。從總體上來講,需改造和更新的陳舊的普通鍛造設(shè)備多,同時,落后的工藝和設(shè)備仍占據(jù)主導(dǎo)地位,先進(jìn)技術(shù)有所應(yīng)用但還不普遍。 3、機(jī)械加工技術(shù) 目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成,生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸,工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差,容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,難以達(dá)到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光,通常靠手工操作,加工質(zhì)量不穩(wěn)定?! ‰S著貿(mào)易全球化的到來,各廠家已意識到了形勢的嚴(yán)峻性,紛紛進(jìn)行技術(shù)改造,全力提升企業(yè)的競爭力,近年來引進(jìn)了許多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù),進(jìn)展速度很快。就目前狀況來講,這些設(shè)備和技術(shù)基本依賴進(jìn)口。下面就哈爾濱東安動力、一汽大柴、文登天潤曲軸、濱州海得曲軸等公司的情況作以介紹?! 」枮I東安集團(tuán)曲軸生產(chǎn)線為全自動柔性流水生產(chǎn)線,粗加工生產(chǎn)線由德國的專機(jī)自動線(LINDENMAIER)、數(shù)控車-車?yán)?、?shù)控高速隨動外銑(BOEHRINGER)、圓角滾壓機(jī)(HEGENSCHEIDT-MFD)和止推面車滾專機(jī)、淬火機(jī)(EMA)等組成;精加工生產(chǎn)線由日本的數(shù)控高速CBN磨床(TOYODA)、動平衡機(jī)、拋光機(jī)(IMPCO-NACHI)、檢測機(jī)、清洗機(jī)等組成。連桿軸頸加工則采用了數(shù)控高速隨動加工技術(shù),全線采用高速CBN砂輪磨削技術(shù),磨削線速度達(dá)到120m/s。 文登天潤曲軸通過引進(jìn)德、美、意等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)設(shè)備,組建了具有當(dāng)今國際先進(jìn)水平的大型曲軸生產(chǎn)基地,由CBN磨床、HAAS立式和臥式加工中心、意大利SAIMP磨床、德國HELLER曲軸內(nèi)銑床和SA-FINA拋光機(jī)等設(shè)備組成的機(jī)加工生產(chǎn)線已經(jīng)開始大批量生產(chǎn)。 一汽大柴曲軸生產(chǎn)線粗、精加工工序位于不同的車間,從而保證了精加工車間的清潔。粗加工有曲軸質(zhì)量定心機(jī)、數(shù)控內(nèi)銑床等設(shè)備,精加工設(shè)備由英國LANDIS、日本TOYADA數(shù)控曲軸磨床等進(jìn)口先進(jìn)設(shè)備組成。 濱州海得曲軸經(jīng)過技術(shù)改造,組建了數(shù)控曲軸機(jī)加工生產(chǎn)線,粗加工設(shè)備由數(shù)控車床、數(shù)控曲軸銑床等設(shè)備組成,精加工設(shè)備由數(shù)控磨床、數(shù)控砂帶拋光機(jī)、滾磨光整機(jī)等設(shè)備組成,近期準(zhǔn)備購進(jìn)日本TOYADA工機(jī)數(shù)控磨床等關(guān)鍵設(shè)備,檢驗(yàn)設(shè)備有美國ADCOLE曲軸三坐標(biāo)測量機(jī)(見圖3)、粗糙度儀等組成。值得一提的是,海得曲軸公司在全國專業(yè)曲軸生產(chǎn)廠家中率先應(yīng)用了球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓和滾磨光整新技術(shù),取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?! ∵|寧鴻發(fā)曲軸生產(chǎn)線經(jīng)過技術(shù)改造后,主要由三臺數(shù)控車床(進(jìn)口VT36、CAK6163、CAK6150)、兩臺數(shù)控內(nèi)銑(S1-305B)為主的粗加工設(shè)備;七臺數(shù)控曲軸磨床(1臺進(jìn)口CBN砂輪3L1、2臺H197B、4臺H229B)和熒光磁粉探傷機(jī)等精加工設(shè)備;去應(yīng)力采用8臺井爐,氮化處理采用7臺離子氮化爐,淬火熱處理采用法國進(jìn)口EFD公司生產(chǎn)的CIHM12全自動淬火機(jī)床和推桿式回火爐。同時由美國進(jìn)口的曲軸綜合測量儀可以對曲軸進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn),產(chǎn)品質(zhì)量得到了可靠的保障,同時具備了三條生產(chǎn)線同時加工的生產(chǎn)能力?! 】梢钥闯?,發(fā)動機(jī)曲軸制造技術(shù)進(jìn)展最為迅速的是機(jī)械加工裝備,比較典型的加工工藝是銑削和磨削。下面簡要介紹GF70M-T曲軸磨床和VDF 315 OM-4高速隨動外銑床,其先進(jìn)程度可見一斑: GF70M-T曲軸磨床是日本TOYADA工機(jī)開發(fā)生產(chǎn)的專用曲軸磨床,是為了滿足多品種、低成本、高精度、大批量生產(chǎn)需要而設(shè)計(jì)的數(shù)控曲軸磨床。該磨床應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和砂輪進(jìn)給伺服聯(lián)動控制技術(shù),可以一次裝夾而不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心即可完成所有軸頸的磨削,包括隨動跟蹤磨削連桿軸頸;采用靜壓主軸、靜壓導(dǎo)軌、靜壓進(jìn)給絲杠(砂輪頭架)和線性光柵閉環(huán)控制,使用TOYADA工機(jī)生產(chǎn)的GC50 CNC控制系統(tǒng),磨削軸頸圓度精度可達(dá)到0.002mm;采用CBN砂輪,磨削線速度高達(dá)120m/s,配雙砂輪頭架,磨削效率極高?! DF 315 OM-4高速隨動外銑床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機(jī)曲軸設(shè)計(jì)制造的柔性數(shù)控銑床,該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動控制技術(shù),可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。VDF 315 OM-4高速隨動外銑采用一體化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)床身,工件兩端電子同步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點(diǎn);使用SIEMENS 840D CNC控制系統(tǒng),設(shè)備操作說明書在人機(jī)界面上,通過輸入零件的基本參數(shù)即可自動生成加工程序,可以加工長度450~700mm、回轉(zhuǎn)直徑在380mm以內(nèi)的各種曲軸,連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm?! ?、熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù) 曲軸的熱處理關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理,為表面處理做好組織準(zhǔn)備,表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進(jìn)的設(shè)備有AEG全自動曲軸淬火機(jī)床、EMA淬火機(jī)床等?! ?jù)國外資料介紹,球墨鑄鐵曲軸采用圓角滾壓工藝與離子氮化結(jié)合使用進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化,可使整條曲軸的抗疲勞強(qiáng)度提高130%以上。國內(nèi)部分廠家近幾年也進(jìn)行了這方面的實(shí)踐,取得了良好的效果。 曲軸圓角滾壓加工方面,德國赫根塞特(HEGENSCHEIDT-MFD AUTOMATIC)生產(chǎn)的機(jī)床應(yīng)用了變壓力滾壓和矯正專利技術(shù),是比較好的圓角滾壓設(shè)備,但價格昂貴。目前國內(nèi)在這方面的研究也有了一定的成果,東風(fēng)汽車有限公司工藝研究所的“曲軸圓角滾壓強(qiáng)化與滾壓校直技術(shù)研究開發(fā)及應(yīng)用”解決了國內(nèi)企業(yè)化巨資引進(jìn)國外技術(shù)的問題,該課題獲得了原國家機(jī)械工業(yè)局科技進(jìn)步二等獎?! ∏S制造技術(shù)的發(fā)展趨勢 1、鑄造技術(shù) (1)熔煉 對于高牌號鑄鐵的熔化,將采用大容量中頻爐進(jìn)行熔煉或變頻中頻爐熔煉,并采用直讀光譜儀檢測鐵水成分。球墨鑄鐵處理采用轉(zhuǎn)包,研制新品種球化劑,采用隨流孕育、型內(nèi)孕育及復(fù)合孕育等先進(jìn)孕育方法。熔化過程的各參數(shù)實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制和屏幕顯示?! 。?)造型 消失模鑄造將得到發(fā)展和推廣。在砂型鑄造中,無箱射壓造型和擠壓造型將受到重視并繼續(xù)在新建廠或改建廠中推廣應(yīng)用。原有的高壓造型線將繼續(xù)使用,其中部分關(guān)鍵元件將得到改進(jìn),實(shí)現(xiàn)自動組芯和下芯?! ?、鍛造技術(shù) 以熱模鍛壓力機(jī)、電液錘為主機(jī)的自動線是鍛造曲軸生產(chǎn)的發(fā)展方向,這些生產(chǎn)線將普遍采用精密剪切下料、輥鍛(楔橫軋)制坯、中頻感應(yīng)加熱、精整液壓機(jī)精壓等先進(jìn)工藝,同時配有機(jī)械手、輸送帶、帶回轉(zhuǎn)臺的換模裝置等輔機(jī),形成柔性制造系統(tǒng)(FMS)。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié),在工作過程中不斷測量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數(shù)據(jù)并與定值比較,選擇最佳變形量以獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。由中央控制室監(jiān)控整個系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)無人化操作?! ?、機(jī)械加工技術(shù) 曲軸粗加工將廣泛采用數(shù)控車床、數(shù)控內(nèi)銑床、數(shù)控車?yán)驳认冗M(jìn)設(shè)備對主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行數(shù)控車削、內(nèi)銑削、車-拉削加工,以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進(jìn)行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補(bǔ)償裝置、砂輪自動修整、恒線速度等功能要求,以保證磨削質(zhì)量的穩(wěn)定。高精設(shè)備依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀,估計(jì)短期內(nèi)不會改變。 4、熱處理技術(shù)和表面強(qiáng)化技術(shù) (1)曲軸中頻感應(yīng)淬火 曲軸中頻感應(yīng)淬火將采用微機(jī)監(jiān)控閉環(huán)中頻感應(yīng)加熱裝置,具有效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、運(yùn)行可控等特點(diǎn)。 ?。?)曲軸軟氮化 對于大批量生產(chǎn)的曲軸來說,為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,今后將采用微機(jī)控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線。氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線由前清洗機(jī)(清洗干燥)、預(yù)熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(jī)(清洗干燥)、控制系統(tǒng)及制氣配氣等系統(tǒng)組成?! 。?)曲軸表面強(qiáng)化技術(shù) 球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強(qiáng)化將廣泛應(yīng)用于曲軸加工中,另外,圓角滾壓強(qiáng)化加軸頸表面淬火等復(fù)合強(qiáng)化工藝也將大量應(yīng)用于曲軸加工中,鍛鋼曲軸強(qiáng)化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。 曲軸止推面磨削燒傷工藝分析 在磨削淬火鋼曲軸止推面時,可能產(chǎn)生以下3種燒傷: 1.回火燒傷 如果磨削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變溫度,但已超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度,止推面表層金屬的回火馬氏體組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火組織(索氏體或托氏體),這種燒傷稱為回火燒傷。 2.淬火燒傷 如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度,再加上冷卻液的急冷作用,表層金屬發(fā)生二次淬火,使表層金屬出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織,其硬度比原來的回火馬氏體的高,在它的下層,因冷卻較慢,出現(xiàn)了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織(索氏體或托氏體),這種燒傷稱為淬火燒傷。 3.退火燒傷 如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度,而磨削區(qū)域又無冷卻液進(jìn)入,表層金屬將產(chǎn)生退火組織,表面硬度將急劇下降,這種燒傷稱為退火燒傷。在曲軸成形磨削中,多屬于此種燒傷?! 「纳颇ハ鳠齻耐緩健 ∧ハ鳠崾窃斐赡ハ鳠齻母?,故改善磨削燒傷有兩個途徑:一是盡可能地減少磨削熱的產(chǎn)生;二是改善冷卻條件,盡量使產(chǎn)生的熱量少傳入工件。 1.有沉割槽的曲軸止推軸頸 在圖1中,曲軸止推軸頸有較深的沉割槽,而沉割槽已在以前工序加工好,在磨削時不用磨削沉割槽,只需磨削止推軸頸和兩個止推面。在這種情況下,即使是使用成形砂輪磨削,只要使用強(qiáng)力冷卻、合理的磨削余量和選擇好砂輪參數(shù),一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現(xiàn)。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時,可采用的方案是:調(diào)整程序和砂輪的角度磨削,使砂輪從軸頸的右側(cè)以斜切方式進(jìn)入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;使砂輪從軸頸的左側(cè)以斜切方式進(jìn)入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸,再快速退出。在上述磨削時,要應(yīng)用強(qiáng)力冷卻。至此,止推軸頸及兩側(cè)面磨削完畢?! ?.無沉割槽的曲軸止推軸頸 圖2所示曲軸止推軸頸無沉割槽,在磨削時需磨削止推軸頸和兩個止推面,另外還有兩個成形圓角。在這種情況下,即使是使用窄砂輪磨削,使用強(qiáng)力冷卻,也很難避免磨削燒傷缺陷的出現(xiàn)。下面分兩種磨削方式來分述解決方案: (1)成形磨削。在成形磨削中,其產(chǎn)生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進(jìn)入而造成的退火燒傷,退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降,表層產(chǎn)生退火組織,止推面的耐磨性變差,嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。根據(jù)其造成燒傷的主要因素,我們分別從3個方面入手:選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削余量和改善冷卻條件。 ?、龠x擇合適的砂輪。淬火鋼曲軸止推面硬度高、面積大,砂粒易磨鈍。為了避免砂粒磨鈍而產(chǎn)生大量磨削熱,砂輪硬度宜選軟些,以便磨鈍的砂粒及時脫落,保持砂輪的自銳性。組織較軟的砂輪氣孔多,其中可以容納切屑,避免砂輪堵塞,又可將冷卻液或空氣帶入磨削區(qū)域,從而使磨削區(qū)域溫度降低?! ≡诒WC曲軸止推面粗糙度要求的前提下,宜選擇較粗粒度的砂輪,以達(dá)到較高的去除比率;另外,砂輪必須精細(xì)地平衡,以便砂輪工作時處于良好的平衡狀態(tài);砂輪必須及時修整以保持其鋒利;影響砂輪修整頻次的因素很多,包括被磨材料的純度和類型、冷卻液的凈度等;修整砂輪的金剛石支座必須牢固,若金剛石表面上有0.5~0.6mm的磨損量,標(biāo)志金剛石已磨鈍了,應(yīng)及時更換;嚴(yán)格控制砂輪傳動系統(tǒng)及砂輪心軸的間隙;砂輪傳動帶松緊調(diào)整合適?! 、谶x擇合理的磨削余量和磨削參數(shù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中,常以提高工件速度,減少徑向進(jìn)給量來減少工件表面燒傷和裂紋。有一種經(jīng)驗(yàn)為0.1mm磨削法,即在最后加工的0.1mm余量中,逐漸減少進(jìn)給量,可以去掉前兩次磨削行程中產(chǎn)生的表面損傷層,以減少磨削燒傷?! 「鶕?jù)以上理論,我們在生產(chǎn)實(shí)踐中采用曲軸止推軸頸多工序磨削,分為粗磨、半精磨和靜磨等工序。經(jīng)過多工序磨削后,曲軸止推軸頸直徑余量為0.15~0.25mm,止推面單邊余量為0.04~0.07mm,成形磨削再配以強(qiáng)力冷卻等措施,可有效避免燒傷缺陷的產(chǎn)生。值得一提的是,選擇合理的磨削余量,還可以防止止推面出現(xiàn)喇叭口形狀(因防止燒傷,一般選擇較軟的砂輪,余量太大,磨粒脫落較塊,容易出現(xiàn)錐面)?! 、鄹纳评鋮s條件,實(shí)施強(qiáng)力冷卻。冷卻液必須有效充分,冷卻液必須噴到磨削區(qū)域;流量一般為40~45L/min,以實(shí)現(xiàn)充分冷卻;壓力一般為0.8~1.2N/mm2,以沖去粘在砂輪上的切屑;保持冷卻液的純凈,妥善地過濾,以清除冷卻液的切屑、磨粒等臟物;冷卻液的容器要足夠大,以免摻入過多的氣體或泡沫;防止冷卻液的溫度急劇升高或降低,一般控制冷卻系統(tǒng)的容積和工作間的室溫,就足以控制冷卻液的溫度,然而在特殊儲況下應(yīng)當(dāng)使用散熱器?! 。?)窄砂輪磨削(砂輪寬度低于止推軸頸檔寬尺寸)。在使用窄砂輪磨削中,成形磨削采用的防燒傷措施均可應(yīng)用于此種方法的磨削,只不過窄砂輪磨削在砂輪進(jìn)給方式上可有更多的選擇。一種是徑向切入法磨削,此種磨削如調(diào)整不當(dāng)可造成前文所述的喇叭口形狀;另一種是斜切方式磨削,第一步,使砂輪從軸頸的右側(cè)以斜切方式進(jìn)入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;第二步,使砂輪從軸頸的左側(cè)以斜切方式進(jìn)入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;第三步,使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸,再快速推出。其工序磨削余量和冷卻方式與成形磨削采用一致的參數(shù)。
連桿的加工工藝分析
連桿的加工中,采用桿端面、小頭頂面和側(cè)面、大頭側(cè)面的加工定位方式。在螺栓孔至止口斜結(jié)合面加工工序的連桿蓋加工中,采用了以其端面、螺栓兩座面、一螺栓座面的側(cè)面的加工定位方法。這種重復(fù)定位精度高且穩(wěn)定可靠的定位、夾緊方法,可使零件變形小,操作方便,能通用于從粗加工到精加工中的各道工序。
連桿零件的工藝分析
連桿加工的工藝流程 連桿加工的工藝流程是:拉大小頭兩端面——粗磨大小頭兩端面→拉連桿大小頭側(cè)定位面→拉連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角→拉小頭兩斜面→粗拉螺栓座面,拉配對打字面、去重凸臺面及蓋定位側(cè)面→粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔→粗鏜桿身上半圓、小頭孔及大小頭孔倒角→清洗零件→零件探傷、退磁→精銑螺栓座面及R5圓弧→銑斷桿、蓋→小頭孔兩斜端面上倒角→精磨連桿桿身兩端面→加工螺栓孔→拉桿、蓋結(jié)合面及倒角→去配對桿蓋毛刺→清洗配對桿蓋→檢測配對桿蓋結(jié)合面精度→人工裝配→扭緊螺栓→打印桿蓋配對標(biāo)記號→粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角→半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔→檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度→壓入小頭孔襯套→稱重去重→精鏜大頭孔、小頭襯套孔→清洗→最終檢查→成品防銹?! ∵B桿的工藝特點(diǎn) (1)連桿體和蓋厚度不一樣,改善了加工工藝性。連桿蓋厚度為31mm,比連桿桿厚度單邊小3.8mm,蓋兩端面精度產(chǎn)品要求不高,可一次加工而成?! ∮捎诩庸っ嫘?,冷卻條件好,使加工振動和磨削燒傷不易產(chǎn)生。 連桿桿和蓋裝配后不存在端面不一致的問題,故連桿兩端面的精磨不需要在裝配后進(jìn)行,可在螺栓孔加工之前。 螺栓孔、軸瓦對端面的位置精度可由加工精度直接保證,而不會受精磨加工精度的影響。 (2)連桿小頭兩端面由斜面和一段窄平面組成。這種楔形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可增大其承壓面積,以提高活塞的強(qiáng)度和剛性。 在加工方面,與一般連桿相比,增加了斜面加工和小頭孔兩斜面上倒角工序;用提高零件定位及壓頭導(dǎo)向精度來避免襯套壓偏現(xiàn)象的發(fā)生,但卻增加了壓襯套工序加工的難度?! ?3)帶止口斜結(jié)合面。連桿結(jié)合面結(jié)構(gòu)種類較多,有平切口和斜切口,還有鍵槽形、鋸齒形和帶止口的。該連桿為帶止口斜結(jié)合面. 精加工基準(zhǔn)采用了無間隙定位方法,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出定位基準(zhǔn)面。在連桿桿和總成的加工中,采用桿端面、小頭頂面和側(cè)面、大頭側(cè)面的加工定位方式;在螺栓孔至止口斜結(jié)合面加工工序的連桿蓋加工中,采用了以其端面、螺栓兩座面、一螺栓座面的側(cè)面的加工定位方法。這種重復(fù)定位精度高且穩(wěn)定可靠的定位、夾緊方法,可使零件變形小,操作方便,能通用于從粗加工到精加工中的各道工序。由于定位基準(zhǔn)統(tǒng)一,使各工序中定位點(diǎn)的大小及位置也保持相同。這些都為穩(wěn)定工藝、保證加工精度提供了良好的條件。
連桿工藝分析報(bào)告
采用的工藝包括:
毛坯采用鍛造工藝。經(jīng)過銑削,鉆孔,絞孔。組對后鏜孔。