大型船用中速柴油机曲轴工艺设计- .pdf

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1、大型船用中速柴油机曲轴工艺设计青岛淄柴博洋柴油机股份有限公司(山东266700)邱前进张严芳丁晓曲轴是柴油机用于传递功率的关键零部件，在大型船用柴油机曲轴的长径比较大，刚性较差，柴油机的工作循环中，曲轴承受周期性不断变化的尺寸、形位公差精度较高，因此加工工艺比较复杂。压力、往复运动的惯性力、旋转质量的离心惯性力柴油机曲轴有6缸、8缸两种，6缸曲轴长及力矩等复杂的交变载荷，承受拉、压、弯和磨损，4085．5mm，8缸曲轴长5115．5mm，主轴颈th295mm，因此要求曲轴应具备有足够的强度、刚性、韧性、连杆轴颈4,280mm，材料

2、为$44SY，轴颈及止推面淬耐磨性及良好的平衡性。火处理。图1为某船用中速柴油机8缸曲轴的外形。R34l25。／、、图1曲轴简图1．曲轴的工艺流程性能高于45Mn钢，曲轴锻造后采用正火处理，以消曲轴工艺流程为：曲轴毛坯的锻造一正火一划除锻造应力，降低硬度，细化晶粒，使组织均匀，线一打中心孔一粗车主轴颈及工艺夹头一钻、铰定并为后续的中频感应加热淬火做好准备。(2)主轴颈的加工首先借正曲轴毛坯划出两位销孔一粗车连杆轴颈一粗铣平衡重安装面一去应端十字中心线，在龙门镗铣床打两端中心孔，中心力退火一划线一半精车主轴颈一半精车连杆轴颈一孔为加

3、工主轴颈的定位基准，中心孔的加工质量直探伤一去应力退火一粗磨主轴颈一粗磨连杆轴颈一接影响曲轴的加工精度，因此，中心孔在粗加工及钻油孔一淬火一回火一半精磨主轴颈一半精磨连杆热处理后必须进行修研。在数控车床粗车主轴颈外轴颈一精车开挡、内一精铣平衡重安装面及螺纹孔圆、开挡面及两端工艺夹头外圆，工艺夹头作为曲一精磨主轴轴颈一精磨连杆轴颈一锯夹头一车飞轮轴车床及磨床的其中一个定位基准，曲轴毛坯在两端止口一镗飞轮螺栓孔一抛光一探伤一动平衡。端预先留有工艺夹头。2．曲轴工序设计分析(3)钻、铰定位销孔主轴颈加工完成后，以(1)曲轴毛坯的锻造及预

4、备热处理曲轴毛坯两端工艺夹头为基准，在飞轮端面钻、铰定位销孔，采用使曲轴具有全纤维的TR法弯曲镦锻技术锻出，作为曲轴车床及磨床的另一定位基准，以保证加工以保持曲轴内部金属纤维组织合理地连续分布，这主轴颈与连杆轴颈基准的统一。样可以使曲轴的力学性能得到改善，使用寿命和可(4)连杆轴颈的加工曲轴连杆轴颈的加工靠性得到提高。在双头曲轴车床上完成，根据车床的结构和曲轴$44SY钢的化学成份与45Mn钢相近，但其力学加工的要求，设计了曲轴车床专用夹具。该夹具参磊工。棚工H．H^．，J，；，er口，¨∞Z荔'兰C啪：33曲轴淬火机床上设置有三

5、种感应器，分别自动重要因素，淬火冷却介质的浓度越大，其冷却能力对曲轴主轴颈、曲柄销和止推轴承两侧进行中频淬越差，相对淬火硬度低。淬火冷却介质的冷却速度火。淬火机床的感应器独立悬挂平衡机构、数控浮是影响淬火质量的决定性因素，为保证工件表面淬动跟踪机构是曲轴淬火机床的核心部件，实现感应硬并获得一定的淬硬层深度，同时要减少热应力和器在曲轴淬火过程的浮动跟踪定位，并调整负载系一组织应力对零件的有害作用，要求淬火冷却介质在统对曲轴的压力以减少曲轴淬火的变形量。不同的冷却阶段应具有不同的冷却能力，特别在等为了能使工件获得要求的淬火硬度和深度，

6、同温转变图鼻尖处，是过冷奥氏体最不稳定区域，零时避免淬火裂纹和减小变形，采用PAG类水溶性淬件的冷却速度必须大于临界冷却速度，防止在淬火火介质。实践证明，PAG类水溶性淬火冷却介质冷过程中发生珠光体和贝氏体转变。在低温300℃时应却特性稳定，可以获得长期的淬火冷却效果，使用当以缓慢的冷速，防止因巨大的热应力和组织应力安全、清洁。引起变形和开裂。曲轴淬火后，应及时进行回火处理，防止变形(7)曲轴的磨削曲轴磨削在曲轴磨床上完成，和裂纹，消除淬火工件中的淬火内应力，提高组织包括主轴颈、连杆轴颈及止推面的粗磨、半精磨、稳定性，使工件在使用

7、过程中不再发生组织转变，精磨。在磨主轴颈及止推面时，以曲轴两端工艺夹从而使工件几何尺寸和性能保持稳定，调整钢铁的头定位，磨连杆轴颈时，以曲轴两端工艺夹头及飞力学性能以满足使用要求。轮端面定位销孔定位，通过找正分度装置，实现不曲轴淬火要求有淬火硬度、深度、宽度和控制同相位轴颈的磨削，保证不同相位角度偏差±20，变形、防止裂纹等方面的要求，各方面的质量控制同相位偏差在±8，曲柄半径通过调整两端工装的偏要通过淬火、回火各参数综合调整来控制，包括淬心距实现。火的温度、时间，淬火液的浓度、回火温度等。针曲轴在磨削时容易出现磨削烧伤，如磨削区

8、的对淬火后容易出现的裂纹、变形、硬度不均匀现象，温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的通过试验数据的总结分析，有些淬火后的裂纹并不转变温度，表层金属的回火马氏体组织将转变成硬一定是淬火引起的，在淬火过程中，由于过热，当度较低的回火组织，为回火