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曲軸

引擎的主要旋轉機件,裝上連桿后,可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。是發動機上的一個重要的機件,其材料是由碳素結構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構。曲軸的潤滑主要是指與連桿大頭軸瓦與曲軸連桿頸的潤滑和兩頭固定點的潤滑. 曲軸的旋轉是發動機的動力源。也是整個機械系統的源動力。
曲軸
發展
國內汽車需求旺盛、全球汽車市場中心向發展中國家轉移、汽車零部件采購日益全球化等等因素促進了中國整體汽車市場愈發作為中國工業發展支柱產業的地位。從2007-2010年,中國曲軸總產量分別為477萬、642萬、2633萬和3100萬支,其中剔除摩托車等單缸發動機曲軸,仍然達到450萬、575萬、1032萬和1400萬支。

中國高速增長的汽車工業為車用曲軸提供了廣闊的市場空間。2010年,中國汽車產銷分別為1826.47萬輛和1806.19萬輛,同比增長32.44%和32.37%。其中:乘用車產銷1389.71萬輛和1375.78萬輛,同比增長33.83%和33.17%;商用車產銷436.76萬輛和430.41萬輛,同比增長28.19%和29.90%。

2010年全年,累計完成發動機產銷1690.95萬臺和1702.59萬臺,比上年分別增長27.44%和29.73%。其中,柴油發動機累計完成產銷393.55萬臺和399.27萬臺,比上年分別增長25.03%和30.36%,汽油發動機累計完成1296.59萬臺和1302.52萬臺,比上年分別累計增長28.19%和29.55%。預計2011年我國發動機市場銷量將達到約1934萬輛,同比增長約13.63%。而作為發動機的核心部件,曲軸的銷售量與發動機產銷量密切相關。發動機產銷量的變化反映了曲軸市場需求量的變動情況。

毛坯鑄造
熔煉

高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備,鐵水未進行預脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質量差。采用沖天爐熔化鐵水,經爐外脫硫,然后在感應電爐中升溫并調整成分。在國內鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進行。

造型

氣流沖擊造型工藝明顯優于粘土砂型工藝,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,這對于多拐曲軸尤為重要。國內已有一些曲軸生產廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝,不過,引進整條生產線的只有極少數廠家。

鍛造概述
國內已引進了一批先進的鍛造設備,但由于數量少,加之模具制造技術和其他一些設施跟不上,使一部分先進設備未發揮應有的作用。從總體上來講,需改造和更新的陳舊的普通鍛造設備多,同時,落后的工藝和設備仍占據主導地位,先進技術有所應用但還不普遍。
目前國內曲軸生產線多數由普通機床和專用機床組成,生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸,工序的質量穩定性差,容易產生較大的內應力,難以達到合理的加工余量。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,加工質量不穩定。

隨著貿易全球化的到來,各廠家已意識到了形勢的嚴峻性,紛紛進行技術改造,全力提升企業的競爭力,進展速度很快。這些設備和技術基本依賴進口。

強化處理
曲軸的熱處理關鍵技術是表面強化處理。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備,表面強化處理一般采用感應淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。引進的設備有AEG全自動曲軸淬火機床、EMA淬火機床等。

據國外資料介紹,球墨鑄鐵曲軸采用圓角滾壓工藝與離子氮化結合使用進行復合強化,可使整條曲軸的抗疲勞強度提高130%以上。國內部分廠家近幾年也進行了這方面的實踐,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)生產的機床應用了變壓力滾壓和矯正專利技術,是比較好的圓角滾壓設備,但價格昂貴。目前國內在這方面的研究也有了一定的成果,東風汽車有限公司工藝研究所的"曲軸圓角滾壓強化與滾壓校直技術研究開發及應用"解決了國內企業化巨資引進國外技術的問題,該課題獲得了原國家機械工業局科技進步二等獎。

鑄造技術
熔煉

對于高牌號鑄鐵的熔化,將采用大容量中頻爐進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包,研制新品種球化劑,采用隨流孕育、型內孕育及復合孕育等先進孕育方法。熔化過程的各參數實現微機控制和屏幕顯示。

造型

消失模鑄造將得到發展和推廣。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在新建廠或改建廠中推廣應用。原有的高壓造型線將繼續使用,其中部分關鍵元件將得到改進,實現自動組芯和下芯。

電渣熔鑄

鑄鋼材質曲軸在三焱公司已投入批量生產,將電渣重熔技術應用于曲軸的生產,使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。并具有研發周期快,金屬利用率高,設備簡單,產品性能優越等特點。

鍛造技術
以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生產的發展方向,這些生產線將普遍采用精密剪切下料、輥鍛(楔橫軋)制坯、中頻感應加熱、精整液壓機精壓等先進工藝,同時配有機械手、輸送帶、帶回轉臺的換模裝置等輔機,形成柔性制造系統(FMS)。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進行參數調節,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據并與定值比較,選擇最佳變形量以獲得優質產品。由中央控制室監控整個系統,實現無人化操作。

此鍛造方法鍛造的曲軸,具有內部金屬流線的全纖維性,可以提高20%以上的疲勞強度。

加工技術
曲軸粗加工將廣泛采用數控車床、數控內銑床、數控車拉床等先進設備對主軸頸、連桿軸頸進行數控車削、內銑削、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、自動補償裝置、砂輪自動修整、恒線速度等功能要求,以保證磨削質量的穩定。高精設備依賴進口的現狀,估計短期內不會改變。
強化技術
1、曲軸中頻感應淬火

曲軸中頻感應淬火將采用微機監控閉環中頻感應加熱裝置,具有效率高、質量穩定、運行可控等特點。

2、曲軸軟氮化

對于大批量生產的曲軸來說,為了提高產品質量,今后將采用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產線。氮基氣氛氣體軟氮化生產線由前清洗機(清洗干燥)、預熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(清洗干燥)、控制系統及制氣配氣等系統組成。

3、曲軸表面強化技術

球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用于曲軸加工中,另外,圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復合強化工藝也將大量應用于曲軸加工中,鍛鋼曲軸強化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。

工藝分析
在磨削淬火鋼曲軸止推面時,可能產生以下3種燒傷:

回火燒傷

如果磨削區的溫度未超過淬火鋼的相變溫度,但已超過馬氏體的轉變溫度,止推面表層金屬的回火馬氏體組織將轉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。

淬火燒傷

加上冷卻液的急冷作用,表層金屬發生二次淬火,使表層金屬出現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。

退火燒傷

如果磨削區溫度超過了相變溫度,而磨削區域又無冷卻液進入,表層金屬將產生退火組織,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。

改善途徑
磨削熱是造成磨削燒傷的根源,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生;二是改善冷卻條件,盡量使產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,只要使用強力冷卻、合理的磨削余量和選擇好砂輪參數,一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時,可采用的方案是:調整程序和砂輪的角度磨削,再快速退出。在上述磨削時,要應用強力冷卻。至此,止推軸頸及兩側面磨削完畢。

2、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,使用強力冷卻,也很難避免磨削燒傷缺陷的出現。

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,其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷,退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降,表層產生退火組織,止推面的耐磨性變差,嚴重影響發動機的運行穩定性。根據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。

①選擇合適的砂輪。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域,從而使磨削區域溫度降低。

在保證曲軸止推面粗糙度要求的前提下,宜選擇較粗粒度的砂輪,以達到較高的去除比率;另外,砂輪必須精細地平衡,以便砂輪工作時處于良好的平衡狀態;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,標志金剛石已磨鈍了,應及時更換;嚴格控制砂輪傳動系統及砂輪心軸的間隙;砂輪傳動帶松緊調整合適。

②選擇合理的磨削余量和磨削參數。在生產實踐中,常以提高工件速度,減少徑向進給量來減少工件表面燒傷和裂紋。有一種經驗為0.1mm磨削法,即在最后加工的0.1mm余量中,逐漸減少進給量,可以去掉前兩次磨削行程中產生的表面損傷層,以減少磨削燒傷。

根據以上理論,我們在生產實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,成形磨削再配以強力冷卻等措施,可有效避免燒傷缺陷的產生。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,容易出現錐面)。

③改善冷卻條件,實施強力冷卻。冷卻液必須有效充分,冷卻液必須噴到磨削區域;流量一般為40~45L/min,以實現充分冷卻;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當使用散熱器

2、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用于此種方法的磨削,只不過窄砂輪磨削在砂輪進給方式上可有更多的選擇。一種是徑向切入法磨削,此種磨削如調整不當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以斜切方式進入,第二步,使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入,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。

檢測修理
一、曲軸的常見損傷

曲軸的常見損傷形式有:軸頸磨損、彎扭變形和裂紋等。

1、軸頸的磨損。曲軸主軸頸和連桿軸頸的磨損是不均勻的,且磨損部位有一定的規律性。

2、曲軸的彎扭變形。所謂曲軸彎曲是指主軸頸的同軸度誤差大于0.05mm。若連桿軸頸分配角誤差大于0度30分,則稱為曲軸扭曲。

3、曲軸的斷裂。曲軸的裂紋多發生在曲柄與軸頸之間的過渡圓角處以及油孔處。

二、曲軸的檢修

曲軸的檢驗主要包括裂紋的檢驗、變形的檢驗和磨損的檢驗。

1、裂紋的檢修。曲軸清洗后,首先應檢查有無裂紋。可用磁力探傷器或染色滲透劑進行裂紋的檢驗。若曲軸檢驗出裂紋,一般應報廢更換。

2、曲軸彎曲的檢修。檢驗彎曲變形應以兩端主軸頸的公共軸線為基準,檢查中間主軸頸的徑向圓跳動誤差。檢驗時,將曲軸兩端主軸頸分別放置在檢驗平板的V型塊上,將百分表觸頭垂直地抵在中間主軸頸上,慢慢轉動曲軸一圈,百分表指針所示的最大擺差,即中間主軸頸的徑向圓跳動誤差值,若大于0.15mm,則應進行壓力校正。低于此限,可結合磨削主軸頸予以修正。

曲軸彎曲變形的校正,一般可采用冷壓校正法或敲擊校正法。

冷壓校正是將曲軸用v型鐵架住兩端主軸頸,用油壓機沿曲軸彎曲相反方向加壓。由于鋼質曲軸的彈性作用,壓彎量應為曲軸彎曲量的10~15倍,并保持2min~4min,為減小彈性后效作用,最好采用人工時效法消除。人工時效處理,即在冷壓后,將曲軸加熱至573K~773K,保溫O.5h~1h,便可消除冷壓產生的內應力。

3、曲軸扭曲變形的檢修。曲軸扭曲變形的檢驗是將連桿軸頸轉到水平位置上,用百分表分別確定同一方位上兩個軸頸的高度差。這個高度差即為扭曲變形量。

曲軸若發生輕微的扭曲變形,可直接在曲軸磨床上結合對連桿軸頸磨削時予以修正。曲軸扭曲變形的校正可采用液壓扳桿扭轉校正法。

4、曲軸軸頸磨損的檢修。對經探傷檢查而允許修復的曲軸,必須再進行軸頸磨損量的檢查:先檢視軸頸有無磨痕和損傷,再測量主軸頸和連桿軸頸的圓度誤差和圓柱度誤差。對曲軸短軸頸的磨損以檢驗圓度誤差為主,對長軸頸則必須檢驗圓度和圓柱度誤差。

磨損原因
曲軸軸頸表面的磨損是不均勻的,主軸頸與連桿軸頸的徑向磨損主要呈橢圓形,且其最大磨損部位相互對應,即各主軸頸的最大磨損處靠近連桿軸頸一側;而連桿軸頸的最大磨損處也是靠近主軸頸一側。曲軸軸頸沿軸向還有錐形磨損。

軸頸的橢圓形磨損是由于作用于軸頸上的力沿圓周方向分布不均勻引起的。發動機工作時,連桿軸頸所受的綜合作用力始終作用在連桿軸頸的內側,方向沿曲軸半徑向外,造成連桿軸頸內側磨損最大,形成橢圓形。連桿軸頸產生錐形磨損的原因是由于通向連桿軸頸的油道是傾斜的,當曲軸回轉時,在離心力的作用下,潤滑油中的機械雜質偏積在連桿軸頸的一側,加速了該側軸頸的磨損,使連桿軸頸的磨損呈錐形。此外,連桿彎曲、氣缸中心線與曲軸中心線不垂直等原因,都會使軸頸沿軸向受力不均,而使磨損偏斜。

主軸頸的磨損呈橢圓形,主要是由于受到連桿、連桿軸頸及曲柄臂離心力的影響,使靠近連桿軸頸的一側與軸承產生的相對磨損較大。

此外,軸頸表面還可能出現擦傷與燒傷。擦傷主要是由于機油不清潔,其中較大的堅硬機械雜質在軸頸表面刻劃引起的。軸頸表面的燒傷是由于燒引起的,燒瓦主要是由于潤滑不足、機油過稀、油路阻塞等原因造成的。

磨損修復
一般來說,軸頸直徑在80mm以下,圓度及圓柱度誤差超過0.025mm;或軸頸直徑在80mm以上。均應按規定尺寸進行修磨,或進行振動堆焊、鍍鉻、鍍鐵后再磨削至規定購尺才或修理尺寸。

1、曲軸的磨削

曲軸軸頸的磨削是在曲軸校正的基礎上進行的。曲軸的磨削除了軸頸表面尺寸精度和表面粗糙度符合技術要求外,還必須達到形位公差的要求:磨削曲軸時,必須保證主軸頸和連桿軸頸各軸心線的同軸度及兩軸心線間的平行度,限制曲柄半徑誤差。并保證連桿軸頸相互位置夾角的精度。曲軸的磨削通常是在專用的曲軸磨床上進行的。

2、連桿軸頸的磨削

由于連桿軸頸磨損不均勻,由此產生兩種磨削方法:偏心磨削法和同心磨削法。

同心磨削法就是磨削后保持連桿軸頸的軸線位置不變,即曲柄半徑和分配角不變。柴油機曲軸磨削時,常采用同心法,保持曲柄半徑不變,柴油機的壓縮比不變,但每次的磨削量大。當前,在汽車使用期內,大修次數減少,用同心法可以確保發動機性能不變。

偏心磨削法是按磨損后的連桿軸頸表面來定位磨削的,這時軸頸的中心線位置和曲柄半徑均發生了變化。一般磨削后曲柄半徑大于原曲柄半徑,使壓縮比增大,而且各缸變化不均勻,同時使整個曲軸的質量中心不處于曲軸主軸頸中心線上,引起曲軸不平衡,造成運轉時的附加動載荷。因此,在連桿軸頸磨削時,應盡量減少曲柄半徑的增加量,保證同位連桿軸頸軸心線的同軸度誤差不大于±0.10mm,這樣才能保證曲軸運轉中的平衡。

3曲軸嚴重磨損后的修復

如果發動機曲軸磨損嚴重,磨削法無法修復或效果較差,可采用等離子噴涂法來修復。

1、噴涂前軸頸的表面處理

①根據軸頸的磨損情況,在曲軸磨床上將其磨圓,直徑一般減少0.50-1.00mm。

②用皮對所要噴涂軸頸的鄰近軸頸進行遮蔽保護。

③用拉毛機對待涂表面進行拉毛處理。用條作電極,在6~9V、200~300A交流電下使鎳熔化在軸頸表面上。

2、噴涂

將曲軸卡在可旋轉的工作臺上,調整好噴槍與工件的距離(100mm左右)。選鎳包(Ni/AL)為打底材料,耐磨合金鑄鐵(NT)與鎳包鋁的混合物為工作層材料;底層厚度一般為0.20mm左右,工作層厚度根據需要而定。噴涂規范見表1。

噴涂過程中,所噴軸頸的溫度一般要控制在150~170℃。噴涂后的曲軸放入150-180℃的烘箱內保溫2h,并隨箱冷卻,以減少噴涂層與軸頸間的應力。

3、噴涂后的處理

噴涂后要檢查噴涂層與軸頸基體是否結合緊密,如不夠緊密,則除掉重噴。如檢查合格,可對曲軸進行磨削加工。由于等離子噴涂層硬度較高,一般選用較軟的碳化砂輪進行磨削,磨削時進給量要小一些(0.05-0.10mm),以免擠裂涂層。另外,磨削后一定要用砂條對油道孔進行研磨,以免毛刺刮傷瓦片。經清洗后,將曲軸浸入80-100℃的潤滑油中煮8~10h,待潤滑油充分滲入涂層后即可裝車使用。

發動機在大修中必須對曲軸進行檢驗,查明磨損情況,并進行正確的修理,保證曲軸所要求的疲勞強度和耐磨性。

面臨問題
汽車發動機曲軸制造業如下:

1、多品種,小批量生產;

2、交貨時間大大減少;

3、降低生產成本;

4、難切削材料出現顯著增加加工難度,加工提出了許多問題,如硬切削,需要加以解決;

5、為了保護環境,需要很少或無切削液,干切削或干切削也就是說,它是基于上述自21世紀初,高速度,高精度,高效率的加工技術和設備,汽車曲軸生產迅速得到應用,生產效率大大提高,因此發動機曲軸生產線設備,以減少數量。

曲軸所有設備(包括熱處理,硬化),只有13件設備,產品流線短,加工效率高,易于質量控制管理。曲軸加工技術在20世紀80年代后期的發展,德國勃林格公司和Heller公司先后開發了完善的汽車曲軸汽車,機床的加工,技術是轉動曲軸與曲軸車拉工藝生產高效率的完美結合,準確,靈活性和自動化程度高,換刀時間短,尤其是對溝槽下沉曲軸加工,加工后可直接曲軸磨床,消除粗磨過程。因此,曲軸車車拉加工技術是國際上流行的曲軸加工區。 90年代中期一個新的數控高速曲軸銑床,使曲軸粗加工工藝和新的水平。數控銑床,數控曲軸曲柄的速度進行銑,磨有以下缺點:不容易對刀,切削速度較低(通常不超過160m/min),非切削時間,機床投資,流程周期時間。和數控高速曲軸銑床,具有以下優點:切削速度高(高達350m/min),切削短,工藝周期短,切削力小,工件溫度低,高,刀具壽命變化較少的加工精度,更靈活,更好。因此,數控高速曲軸銑床,將是曲軸粗加工的發展方向。據專家介紹,曲軸車車拉機床特別適合于雜志和曲軸加工水槽切割,無槽,平衡塊的一面;和高速銑削的外部接收器是不處理的曲軸軸向切槽。為德國勃林格公司的偏氟乙烯315奧姆- 4高速伺服外部銑床銑床,它是專為德國勃林格公司的汽車發動機曲軸設計和靈活的數控銑床,工件的旋轉裝置的應用和制造銑刀伺服連動控制技術,可以不改變一個夾緊曲軸旋轉中心和伺服跟蹤銑削曲軸連桿雜志。偏氟乙烯高速伺服- 315奧姆- 4采用復合整體銑床,工件旋轉,兩端é同步,干式加工,加工精度驅動,高切削效率高的特點;用西門子840D數控系統銑床,通過輸入基本參數的一部分自動生成加工程序,可以加工長度在450~700毫米,直徑為轉折點,在380毫米的曲軸,連桿作者:外徑公差± 0.02mm的。

從頂部,你可以看出,曲軸粗加工比較流行的工藝是:主要使用汽車拉技術和高速外部銑,連桿期刊使用高速外部銑削和高速伺服外部往往銑,使用的干式加工。由于國外此類設備價格昂貴,產品加工的成本非常高,一些機床制造商(如青海第二機床制造有限公司。有限公司)先后開發數控曲軸車床,數控銑床,數控曲軸車拉曲軸轉速機床,專用機床。曲軸磨削加工國產數控磨床已相當普遍,產品加工精度已大大改善。為適應曲軸加工要求的增加,使曲軸磨床很高的要求。現代曲軸磨床,此外還有一個非常高的靜態和動態剛度和精度高的機器,它也需要很高的磨削效率和更靈活。更要求曲軸磨削加工精度與穩定的機器,為此,曲軸磨床的工序能力系數規定茂≥1.67,這意味著比實際要求曲軸磨床曲軸加工小半個給予寬容公差機。

隨著現代驅動和控制技術,測量控制,CBN(立方氮化硼)砂輪和先進的機械零件,曲軸磨床,高精度的應用,高效率的研磨。一種適用于磨削頸椎伺服呼叫鏈接技術。它體現了新技術綜合應用的具體成果。該伺服磨削工藝可顯著提高磨曲軸,連桿期刊效率,準確性和靈活性。

一個在脖子連桿,后續的曲軸磨床主軸軸旋轉頸部,并在一個由所有磨削連桿雜志夾緊。在研磨過程中,磨頭往復旋轉飼料,保持磨削偏心旋轉桿頸的軌道。要運動磨削時,X軸必須具有高動態性能,你必須有足夠的跟蹤精度,并保證連鎖脖子形狀公差要求。 CBN砂輪的應用連桿期刊上磨削伺服重要條件。高耐磨性由于CBN砂輪在車輪直徑幾乎不變,可以是一個修整磨削曲軸600-800。 CBN砂輪還可以使用很高的磨削速度,曲軸磨床一般可高達120~140米/速S磨,磨削效率非常高。對于提到的曲軸加工機床復合加工技術,你不得不提到復合機,聯合機的定義也隨著時間的變化。過去的加工中心稱為復合機,但由于工具交換過程中的各種限制,而且還走出去伐區,復合機應具有流程整合能力,以及處理和集成能力等。從生產環境,復合機床將始終專注于機床產品,功能,發展會朝著成為"一臺機器到一個小工廠"。在曲軸加工機床,奧地利水平建立WFL車銑加工中心公司,擁有一定的代表性產品。

曲軸建立WFL公司提出了"一卡收費,完成"的概念。 M40G車銑中心集成了雙主軸車銑加工中心電腦雙主軸車削中心,五軸加工中心,深孔鏜,銑,鉆和三坐標,可充分曲軸加工,曲軸加工可直接轉移到后道工序。推出了類似的復合機床,數控CIMT2005,沈陽機床有限公司。有限公司展出CKZ80 - 5車銑加工中心是一個復雜的機器,以代表最高水平的一種機床。在X,Y,Z軸,B軸五軸聯動機床用直線光柵尺或閉環控制圓光柵檢測。加工中心是48 - 96位工具配備能夠自動換刀,一次可卡車,銑,鉆,鏜孔,攻絲等加工。在曲軸加工中,有一對CBN數控磨床一體化進程,即夾緊所有曲軸主軸頸和連桿軸承磨床,這與一般的磨床頭架裝有雙輪式。日本TOYADA工機,德國容克(勇克),德國和拿索斯等生產數控磨床等相對成熟的設備。這里是一個在日本TOYADA田弘毅發展情況的簡要外觀和GF70M - T的曲軸磨床生產性能:本機是專為滿足多品種,低成本,高精度,高產量生產的數控曲軸的應用需求研磨機,砂輪工件旋轉伺服聯動控制技術,可以不改變一個夾緊曲軸旋轉中心來完成磨削所有期刊,包括伺服跟蹤磨削連桿期刊;的靜壓主軸,靜壓導軌,靜壓使用進給絲杠(砂輪頭架)和線性光柵閉環控制,使用TOYADA田弘毅GC50數控生產控制系統,精密磨削軸頸圓度可達0.002mm的;陶瓷結合劑CBN砂輪使用兩線速度可達1億2千萬/秒,輪頭架,磨削效率非常高。曲軸加工刀具材料的多樣性切割效率高,高速處理性能的提高提供了開發工具,除了高速鋼的可能性,硬質合金,超硬材料的發展發揮了重要作用。的PCD,PCBN刀具切削難以切削材料,干切削,硬切削加工等。

為了適應曲軸加工高速,高效率,干式加工需要,現大量涂層刀具。從AS氧化鋁涂層,碳化鈦,鋯,鈦等材料,根據加工要求,以提高耐高溫性能,并開發了氮碳化鈦,氮化鋁鈦,CrSiN TiSiN,化學氣相沉積(化學氣相沉積)技術,由單層發展,多層復合涂層,深油槍鉆加工代替普通加長高速鋼鉆頭,鉆孔和攻絲孔加工的膠結而在過去的高速鋼材料的硬質合金材料。曲軸的精加工也漸漸開始使用CBN砂輪,立方氮化硼是昂貴的,但由于效率和耐用性高,對各種工具成本比廉價的普通砂輪片分配。至于德國納克索CBN砂輪磨削時間機器廠,經常可以減少50%,而處理成本可節省50%以上。從以上討論的主要結論曲軸加工曲軸加工的進展,可以達到以下結論:曲軸多刀車削技術將逐漸退出歷史舞臺,盡管這一時期較長;在曲軸生產高速,高效加工已相當程度的應用,對許多品種,小批量的加工工藝復雜的理想是一個關于改善刀具高效,高速性能的未來方向曲軸加工,復合加工的發展提供技術支持。

斷裂原因
曲軸斷裂是發動機嚴重的機件故障,斷裂一般發生在曲柄銷和主軸頸與曲柄臂的連接圓角處或軸頸油孔等應力集中部位。

曲軸斷裂的主要原因

1、個別用戶由于選用機油不當,或者是不注意"三濾"的清洗更換,機油長期使用變質;嚴重的超載、超掛,造成發動機長期超負荷運行而出現燒瓦事故。由于發動機燒瓦,曲軸受到嚴重磨損。發動機曲軸采用換修修理,即購一根新曲軸裝機,將損壞曲軸送制造廠修理后備用。部分用戶在車輛出現了曲軸磨損的問題后,出于費用、時間的考慮,在本地找一些小廠修理加工,將嚴重磨損的曲軸進行堆焊,加工,整體熱處理后磨削加工。由于修理手段及工藝問題,曲柄銷和主軸頸與曲柄臂的連接圓角發生了變化,造成局部應力集中;由于曲軸為精45號鋼模鍛,堆焊又使曲輛的金相織發生了變化。上述兩項是造成曲軸斷裂的主要原因。

2、發動機修好后,裝車沒經過磨合期,即超載超掛,發動機長期超負荷運行,使曲軸負荷超出容許的極限。

3、在曲軸的修理中采用了堆焊,破壞了曲軸的動力平衡,又沒有做平衡校驗,不平衡量超標,引起發動機較大的振動,導致曲軸的斷裂。

4、由于路況不佳,車輛又嚴重超載超掛,發動機經常在扭振臨界轉速內行,減振器失效,也會造成曲軸扭轉振動疲勞破壞而斷裂。

故障原因
起動機與飛輪齒嚙合不良。齒圈與起動機齒輪在起動發動機時會發生撞擊,造成牙齒損壞或牙齒單面磨損。若牙齒連續三個以上損壞或磨損嚴重,起動機齒輪與齒圈牙齒便難以嚙合。

② 粘缸。發動機溫度過高時停車熄火,熱量難以散出,高溫下的活塞環與氣缸粘連,冷卻后無法起動。

③ 曲軸抱死。由于潤滑系故障或缺機油造成滑動軸承干摩擦,以致最終抱死曲軸而無法起動。

④ 噴油泵柱塞卡死。

修復方法
① 若飛輪有連續三個以上牙齒損壞,且與起動機齒正好相對,就會導致兩者齒輪不能嚙合。在這種狀態下,只需用撬棒將飛輪撬轉一個角度,再按起動按鈕便可順利起動。對于損壞的飛輪牙齒,一般可采用焊接修復。

② 齒圈松動時可從飛輪殼起動機安裝口處確認。若齒圈松動,則須更換新件。在安裝時,應先將齒圈放在加熱箱中加熱,而后趁熱壓在飛輪上,冷卻后即可緊固于飛輪上。

③ 齒圈牙齒單邊磨損嚴重時,可將齒圈壓下,前后端面翻轉后,再裝在飛輪上使用。

④ 經檢查齒輪嚙合正常,起動時飛輪不轉動,則應視為發動機內部故障,如曲軸抱死,活塞粘缸,離合器卡滯等,對此應進一步觀察。可先查離合器有無破損卡滯,再檢查噴油泵柱塞是否卡滯和發動機內部有無異物等故障。

磁能來源
低軸阻電機在原理設計上雖然只能將50﹪左右的負轉矩磁能轉化為正轉矩磁能,但是所產生的正轉矩也足以去抵消負轉矩了(因為實際上是不可能將負轉矩磁能全部轉化為正轉矩磁能的)。

通過對常規發電機的構造及工作原理進一步研究分析后,我們最終找到了突破口,既是在常規發電原理構造的基礎上運用"能量緩存轉移法"來實現上述目的;也就是將部分固定方向的感應電流進行暫存處理后,再在滯后的時間內釋放,所釋放的能量不僅可以繼續輸出供給負載,而且在電樞續流繞組中所產生的附加磁能還可以對轉子做正功(產生正轉矩)。這就是低軸阻發電機正轉矩磁能的來源。

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