汽车工艺与材料(4)

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1、汽车工艺与材料AUTOMOBH.ETECHNOLOGY&MATFRIAL·工贫艺·文章编号:1003一8817(2001)04一0006一03穿精加工曲轴S角滚A工艺试验研究李满良，冯美斌(东风汽车公司工艺研究所，湖北十堰442001)摘要:对两种型号曲轴的半精加工圆角滚压工艺和疲劳强度进行了研究，结果表明，选择合适的精磨余量和滚压工艺参数，曲轴疲劳强度可提高175%左右，圆角处疲劳极限应力达552一605N/.,,',曲轴的疲劳强度较之精磨后滚压没有下降关键词:发动机;曲轴;圆角滚压;疲劳强度中图分类号:U464.133.3.06文献标识码

2、:A可行性。为此，进行了半精加工滚压工艺对曲轴疲1概述劳性能的影响试验研究。圆角滚压是球铁曲轴最有效的强化方法。它具2试验过程有生产效率高、强化效果显著、成本低等优点，因而为国内外汽车发动机曲轴生产普遍采用。2.1试件曲轴滚压工艺根据其圆角加工方法和滚压工试件采用两种型号的柴油机曲轴:A型和B序在曲轴加工工艺流程中的次序，可分为三种:成型。其主要几何尺寸如表1所示。品滚压、半精加工滚压和沉割滚压。成品滚压是在表1试验曲轴主要几何尺寸mm曲轴加工到产品尺寸后进行圆角滚压，它不改变原主塑轴颈连塑杆颈有的加工工艺及工序，但有两个缺点，一是滚压后曲轴

3、型号冲程曲柄厚蝴档宽州档宽在轴颈与圆角过渡处有挤出的凸缘，二是滚压后曲伽州B型3912021.7轴径向跳动增大，不能满足产品图纸要求，因而成品滚压工艺一般在前期滚压工艺开发试验和小批曲轴的材料均为球墨铸铁QT700一2，铸态，轴量装机时采用。沉割滚压是预先在曲轴圆角处加工颈感应淬火以提高耐磨性。试件的化学成分为:『一个沉割槽，滚压强化部位在槽内，磨削轴颈时不(C)二3.7%一3.9%，W(Si)=1.8%一2.1%，W会破坏滚压层，并消除了滚压凸缘和滚压变形，该(Mn)二0.3%一0.5%，W(P)--0.05%，W(S)--工艺在国外及引进

4、的发动机中应用很普遍，但沉割0.03%，W(Cu)二0.5%一0.7%;抗拉强度)700槽的加工精度要求高，需专用机床加工，而专用机N/mm'，延伸率)2%，硬度《269HBS;珠光体含量床的价格昂贵，一般企业难以承受。为70%一90%，球化率>75%，球化级数‘4级。根据我国国情，鉴于许多企业均有半精加工工试验曲轴在半精加工后进行圆角滚压强化和校序，我们进行了半精加工后滚压工艺的研究，其工直，然后精磨到成品尺寸。疲劳试件为从试验曲轴艺流程为:粗加工、轴颈感应淬火、回火、半精加上截取的单拐，编号“一2“一4”和“一6"分别表示工*滚压。滚压校

5、直、精磨一抛光。采用这一工艺曲轴上相应的曲拐。方案后，可以消除滚压时的凸缘。但由于精磨时磨2.2疲劳试验方法削去了圆角处部分强化层，它对曲轴疲劳强度的影曲轴弯曲疲劳试验在PDC一1电动谐振式疲劳响大小将直接关系到半精加工后滚压工艺方案的试验装置上进行，载荷为对称的正弦波，加载频率约收稿日期:2000-06一10作者简介:李满良(1963一)，男，高级工程师，主要从事曲抽滚压强化工艺及设备的研究开发、曲轴的疲劳强度试脸评估等方面的工作。一6一汽车工艺与材料79Hz。试验前对系统的载荷进行了标定，标定后在铁，取E=1.69x105MPa所使用的载

6、荷范围内，弯矩的相对误差不大于9--一材料泊松比，取N.=0.2861.5%。在若干试件的连杆轴颈两侧圆角最大应力e。一曲轴圆角单位弯矩应变平均值处各贴有2mmx2mm大小的应变片，贴片方向平通过表2中各试件的弯矩、应变值，即可得出该行于曲轴轴线，以测定试件在动载下的弯曲应力。组试件的圆角单位弯矩应变平均值BA。为:应变信号经一台DPM-6H型静动态应变仪放大En。二1.643x10-6/N·m后，用一块DT一930型数字电压表读取，其分辨率则可由(1)式计算出A型曲轴半精加工滚压后试件为0.1mV。用升降法测定试件的疲劳极限弯矩。试圆角的疲

7、劳极限应力为:验的循环基数为1(y。定义系统的共振频率下降1HzQ}一1=605N/mm2为试件失效，相应的裂纹长度约30mmo3.ZB型曲轴疲劳试验结果B型半精加工滚压曲轴的弯曲疲劳试验结果3试验结果与分析见表303.1A型曲轴疲劳试验结果表3B型曲轴的疲劳试验结果A型半精加工滚压曲轴的弯曲疲劳试验结果试件号载荷，N..断裂周次，x10'断裂部位见表201一422006100连杆颈圆角表2A型曲轴疲劳试验结果2一421001232连杆颈圆角2一22百100>10000试件号载荷圆角应变断裂周次断裂部位3一421001397连杆颈圆角IN·m

8、x10-sx1护3一22000>100002一61800>100004一22100>100002一21900/>100006一22100>100002一420004