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曲軸是汽車發(fā)動機的關(guān)鍵部件之一,其性能好壞直接影響汽車的壽命。曲軸工作時承受著大負荷和不斷變化的彎矩及扭矩作用,常見的失效形式為彎曲疲勞斷裂及軸頸磨損,因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性和疲勞強度以及良好的耐磨性能。
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)合孕育等先進孕育方法。熔化過程的各參數(shù)實現(xiàn)微機控制和屏幕顯示。
(2)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,實現(xiàn)自動組芯和下芯。
2、鍛造技術(shù)
以熱模鍛壓力機、電液錘為主機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)加熱等。
3、機械加工技術(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)控車拉床等先進設(shè)備對主軸頸、連桿軸頸進行數(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(zhì)量的穩(wěn)定。高精設(shè)備依賴進口的現(xiàn)狀,估計短期內(nèi)不會改變。
4、熱處理技術(shù)和表面強化技術(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、運行可控等特點。
(2)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(清洗干燥)、預(yù)熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(清洗干燥)、控制系統(tǒng)及制氣配氣等系統(tǒng)組成。
(3)曲軸表面強化技術(shù)
球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應(yīng)用于曲軸加工中,另外,圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復(fù)合強化工藝也將大量應(yīng)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。
曲軸斷裂的主要原因:
(1)機油長期使用變質(zhì);嚴重的超載、超掛,造成發(fā)動機長期超負荷運行而出現(xiàn)燒瓦事故。由于發(fā)動機燒瓦,曲軸受到嚴重磨損。
(2)發(fā)動機修好后,裝車沒經(jīng)過磨合期,即超載超掛,發(fā)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(biāo),引起發(fā)動機較大的振動,導(dǎo)致曲軸的斷裂。
(4)由于路況不佳,車輛又嚴重超載超掛,發(fā)動機經(jīng)常在扭振臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)行,減振器失效,也會造成曲軸扭轉(zhuǎn)振動疲勞破壞而斷裂。
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