【正文】 五主軸頸(4缸曲軸)，以提高曲軸兩端中心孔與主軸頸之間的同軸度。車床主軸帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，中心鉆安裝在車床尾架上的刀桿中，手動進(jìn)刀，完成曲軸大端中心孔的加工。此外，軸向定位基準(zhǔn)采用第四主頸的兩個臺階面，與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。(3）精基準(zhǔn)的選擇加工主頸及與其同軸心的軸頸外表面時，以中心孔為精基準(zhǔn)。同時為了保證所加工的基準(zhǔn)面的軸向尺寸，選用第四主頸兩側(cè)扇版面為軸向粗基準(zhǔn)。 ③ 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。② 曲軸軟氮對于大批量生產(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。一般均正火處理，為表面處理作好組織準(zhǔn)備表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝少數(shù)廠家還引進(jìn)了圓角淬火技術(shù)和設(shè)備。為了提高曲軸的強(qiáng)度，曲軸要求油孔倒角處拋光，倒角與油孔的過渡處要消除尖角并圓滑過渡，過渡部分也需拋光處理。使用高壓冷卻液，切屑能從被加工孔中通過直V型槽有效排出，無需在鉆削過程中定期退刀來排出切屑。中間有一通孔，外側(cè)面有一直v型槽。加工深油孔最好的辦法是采用槍鉆工藝。 。：177。（7）數(shù)控機(jī)床的加工精度工件表面粗糙度：～ ( m) 圓度：(只許凸)單邊： 5mm軸向尺寸公差：177。（6）數(shù)控機(jī)床的技術(shù)參數(shù) 最大回轉(zhuǎn)直徑： 中250mm最大加工長度：1250mm左右卡盤最大間距：1150mm機(jī)床，快移速度：6m／min，X Z軸最大行程： 177。通過輸入零件的基本參數(shù)，控制系統(tǒng)即可生成自動加工程序。（4）數(shù)控內(nèi)銑技術(shù) 數(shù)控內(nèi)銑加工性能指標(biāo)要高于普通外銑加工，用于曲軸連桿頸粗加工的加工。（3）數(shù)控高速外銑技術(shù)對平衡塊側(cè)面需要加工的曲軸，采用數(shù)控高速外銑比CNC車削、CNC內(nèi)銑、車/車?yán)纳a(chǎn)效率還要高 。拉削工藝可用高效的梳刀通過微量的徑向進(jìn)給和縱向車削實(shí)現(xiàn)高速精加工。（2）數(shù)控車/車?yán)夹g(shù) 車?yán)夹g(shù)加工形式有三種 ：直線車?yán)?nèi)環(huán)刀具旋轉(zhuǎn)車?yán)屯猸h(huán)刀具旋轉(zhuǎn)車?yán)?。采用質(zhì)量中心孔作定位中心，可將銑兩端長度和加工質(zhì)量中心孔合并為一道工序，加工效率很高。由于毛坯的幾何形狀誤差和質(zhì)量分布不勻等原因，兩者一般不重合。（2）主要工藝流程銑削兩端面—鉆質(zhì)量中心孔—銑削扇板定位面—車削法蘭端—車削軸端與第 l主軸頸—車?yán)?5主軸頸—車/車?yán)?l、4連桿頸—車/車?yán)?3連桿頸—鉆斜油孔—預(yù)清洗—中頻淬火—低溫回火一沉割槽滾壓—止推檔車削滾壓—精磨 5檔主軸頸—精磨第 l、4連桿頸—精磨第 3 連桿頸—兩端頭鉆孔、攻絲、銑鍵槽、鏜孔—精磨軸頭、法蘭—動平衡—拋光—終清洗—終檢。除以上技術(shù)要求外，還有熱處理，動平衡，表面強(qiáng)化，油道孔的清潔度，曲軸裂紋，曲軸旋轉(zhuǎn)方向等規(guī)定?！?。位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度， mm曲軸各主曲軸頸的同軸度；～177?！?77。 圖6 直列四缸發(fā)動機(jī)曲軸(2)主要技術(shù)要求主軸頸，連桿軸頸本身的精度，即直徑尺寸公差等級通常為IT6IT7,主軸頸的寬度極限偏差為+～，曲拐半徑極限偏差為177。粗加工后會發(fā)生變形，因此常把粗、精加工分開，并在切削力較大的工序后面安排校直工序，以保證加工精度。在高溫高速高交變負(fù)荷的工況長期工作，幾何精度要求極高。造型材料 ＣＴ/ＭＡ鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可段鑄鐵銅合金干濕砂型13１５/Ｊ13１５/Ｈ13１５/Ｈ13１５/Ｈ13１５/Ｈ自硬砂１2１４/Ｊ１1１３/Ｈ１1１３/Ｈ11１３/Ｈ10１２/Ｈ 三種曲軸鑄造工藝的比較三種曲軸工藝的生產(chǎn)實(shí)踐大大加深了我們對之特點(diǎn)和適應(yīng)性的認(rèn)識，并能將之作一一對比，由下表可見從曲軸鑄件的實(shí)物質(zhì)量，廢品率，供貨缺陷率和質(zhì)量的穩(wěn)定性比較，殼型鑄造工藝最好，鐵型覆砂次之，濕砂型鑄造較差。（3）鑄件的尺寸公差 CT，其精度等級從高到低有3.．．．．．16共16個等級；加工余量等級MA，從精到粗可分為A、B、C、D、E、F、G、H、J共9個級別。此外．正確的工藝設(shè)計(jì)亦分重要，鑄件的收縮率搞準(zhǔn)確，澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理是獲得無缺陷曲軸的保證。 濕砂型鑄造工藝及參數(shù) （1）濕砂型鑄造是生產(chǎn)曲軸的主要工藝方法，美國通用鑄造廠及國內(nèi)很多汽車曲軸鑄造廠均采用此工藝。型砂混碾系統(tǒng)中采用德國Eifich公司R23傾斜轉(zhuǎn)于式混砂機(jī)，該機(jī)單轉(zhuǎn)子傾斜式底盤轉(zhuǎn)動．帶自動測濕裝置及放砂圓盤給料機(jī)，n 迅速排砂，均勻輸送。在舊砂處理及輸送系統(tǒng)中采用了DISA公司的 ，集落砂、冷卻、去灰于一體，尤其在滾筒內(nèi)自動噴水，冷卻1日砂效果很好．同時在其后的皮帶機(jī)上使用DISA公司的連續(xù)測溫測濕、補(bǔ)加水冷卻自動控制系統(tǒng)及在六角篩下加一節(jié)冷卻去灰機(jī)，％ ～％ ，溫度不超過室溫l5℃由于采用了滾筒和冷卻去灰機(jī)加上斗提機(jī)，皮帶機(jī)接頭處和六角篩的吸塵．使舊砂含泥量控制在9％ ～1O％ ，％ ～3 2％成為可能在舊砂處理系統(tǒng)中設(shè)置了三個大砂庫，總?cè)萘?40噸，不僅使舊砂流程有緩沖而且三庫同時給料可使舊砂進(jìn)一步均勻化。再采用電動角磨機(jī)和風(fēng)動工具清理飛邊毛刺。 清砂處理工藝 曲軸澆注后，經(jīng)5060 min即可以翻箱倒鐵丸取件，鑄件冷卻到50℃以下，可以去除冒口和澆注系統(tǒng)。在震落砂之后，將型箱翻轉(zhuǎn)，檢查清除殘砂及重 新放在輥道上，為循環(huán)射型作好準(zhǔn)備。重新放在運(yùn)輸輥遭上，便于檢查型箱清除殘余射渣。⑧ 翻箱機(jī)是在壓縮空氣的作用下，操縱換向閥、推動氣缸，上升或下降，完成各個環(huán)節(jié)上不同的功能。⑦ 運(yùn)輸輥道由組焊的邊滾架，邊滾組裝而成。由氣動微振造型機(jī)改裝而成。打開上下型箱，使上下型箱分開擺放，為翻箱機(jī)職出鑄件作準(zhǔn)備。 ⑤ 開型設(shè)備 沒有布線以前，由起吊設(shè)備將上、下型分開，然后卸下鑄件。流水生產(chǎn)由專門合模機(jī)，只需操縱開關(guān)，進(jìn)行機(jī)械化合型，定位準(zhǔn)確，效率高 。射砂頭的主要結(jié)構(gòu)見下圖5，其中射砂孔采用覆膜砂堆積角閉砂；為防止射頭中覆膜砂受熱硬化采用通水冷卻。主要功能是完成型腔的射砂，使之形成金屬型覆砂鑄造的堅(jiān)硬殼型。 除了制芯設(shè)備、沖天爐等常規(guī)設(shè)備外，還配備如下主要工裝設(shè)備：① 造型設(shè)備 這是流水線的心臟，主要完成鐵型覆砂作業(yè)，采用專用覆砂鑄型機(jī)造上、下型。一般解決辦法有：①通過造型機(jī)本身的排氣f瞬進(jìn)行排氣，但對于型腔角落余氣很難排除；②通過安裝排氣塞來進(jìn)行排氣；③對于分型面上的余氣，～，形成空隙，使余氣排出。 曲軸鑄件由于該尺寸較長，采用側(cè)注式，三個直澆道進(jìn)行澆注，澆口形式例如，內(nèi)澆道尺寸大于60mm，橫澆道尺寸大于60 mm，澆注系統(tǒng)的覆砂層厚度一般間本體覆砂層一致。澆注系統(tǒng)分為頂注式、底注式、側(cè)注式。（5）澆注系統(tǒng) 根據(jù)鐵型鑄造要求，鐵型澆注速度大，在液體金屬充型時，型腔里的氣體要能順利排除，其流向盡可能與液流方向一致。（4）射砂孔參數(shù) 射砂孔的參數(shù)設(shè)計(jì)，主要是確定射砂孔的位置、尺寸和形狀數(shù)量，一般射砂孔都設(shè)計(jì)成對稱布置。溫度控制，由于曲軸鑄件較長，覆砂的范圍廣，鐵型溫度大于 280℃，熱固性酚醛樹脂砂就會在射砂過程中固化，造成射砂通道不暢，形成射不足缺陷。從理論上講，覆砂層厚度薄對鑄件冷卻有利，但太薄的覆砂層會導(dǎo)致鐵型升溫快，溫度高，不利于連續(xù)覆砂，同時造成射砂成型困難；過高的鐵型溫度，還易燒枯覆砂層，使鐵型失去強(qiáng)度。13015—20130—17515—20175—20020—25200—50025—30500—80030—3580035—45鑄型分型面尺寸平均值S =(H+L)／2,其中H為分型面長度尺寸 (mm)，L為分型面寬度尺寸。經(jīng)驗(yàn)公式：鐵型壁厚 A鐵 =(0．6～0．8)A 鑄件，其中A為壁厚。 鐵型溫度的高低與開型時間、覆砂層厚度及屬型的壁厚、工件長度有關(guān)。 （2）鐵型壁厚 鐵型壁厚對鑄件的冷卻能力、蓄熱能力及鐵型本體的剛度及防止變形、開裂有很大的影響。圖4 曲軸鐵型覆砂工藝圖. 主要工藝參數(shù)收縮率，鐵型壁厚，覆層厚度，以及及射砂孔位置、形狀、大小和數(shù)量，鑄型溫度。由剛性良好的鐵型與很薄的覆砂層組成的鐵型覆砂鑄型有效地利用了球鐵曲軸在凝固過程中的石墨化膨脹，提高鑄件的致密度，實(shí)現(xiàn)了無冒口鑄造：由于覆砂層薄，型腔不易變形，鑄件尺寸精度比砂型大為提高；鐵型雖無潰散性，但很薄的覆砂層卻能適當(dāng)?shù)販p少鑄件的收縮阻力。鐵型覆砂鑄造是在金屬型(鐵型)內(nèi)腔覆上一層型砂(覆膜砂)形成鑄型，在合適的鐵型壁厚確定以后，當(dāng)覆砂層厚度在一定范圍內(nèi)變化時，鑄件的冷卻速度隨著覆砂層厚度的減少而增加，選擇不同的覆砂層厚度，使同一鑄件不同壁厚部分比較方便地得到相同的冷卻速度，實(shí)現(xiàn)均衡凝固。 （2）曲軸鑄件的檢驗(yàn) 1）金相組織及硬度的檢驗(yàn) 檢驗(yàn)要求指標(biāo)石墨有機(jī)組織硬度球化級別/級石墨大小/級球光體含量%磷共晶+游離滲碳體1358≥75≤12152702）力學(xué)性能的檢驗(yàn)每班檢驗(yàn)1次．每次23個試棒抗拉強(qiáng)度/Nmm2屈服強(qiáng)度/Nmm2伸長率%≥650≥380≥3（1次/1班）（1次/1周）（1次/1班）3）化學(xué)成分的檢驗(yàn)每爐檢驗(yàn)2塊樣，用直讀光譜檢驗(yàn) ，其化學(xué)成分要求見下表CSiMnSPCuSnCr≤≤0,050,≤12/次12/次12/次1/次爐12/次1/次爐12/次1/次爐 鐵型覆砂法鑄造曲軸工藝鐵型的壁厚應(yīng)根據(jù)鑄件的壁厚選擇．既考慮強(qiáng)度和剛度．又要考慮熱平衡的需要， 一般選2O～30mm，我們用20ram壁厚球鐵材料，在設(shè)計(jì)鐵型時要設(shè)計(jì)好排氣，包括鐵型排氣及分型面排氣。鐵水出爐前進(jìn)行溫度測試，采用先進(jìn)的數(shù)顯、語音提示并能與微機(jī)聯(lián) 網(wǎng)的測溫儀，每爐測溫次數(shù) 為23次，出爐溫度一般控制在15001560。再采用電動角磨機(jī)和風(fēng)動工具清理飛邊毛刺。澆注工藝特點(diǎn)是殼型形成的定量澆口杯和石墨塞桿拔塞定量澆注，在定量澆口杯下方有兩個小腔，內(nèi)置孕育塊，鐵液充滿澆杯后稍等一會拔塞沖型，這樣既定量又撇r渣還完成了瞬時孕育。如6110柴油機(jī)曲軸，％ ～ ％； ％～ ％．能穩(wěn)定達(dá)到QT8OO一3的水平。采用三次孕育的工藝：球化處理加硅鐵 (一次孕育 )—澆包加硅鐵粉 (二次孕育 )—澆注隨鐵水流—孕育 (三次孕育)。 ．孕育處理推薦沖天爐熔化球鐵原鐵水對銅鉬臺金球鐵采用三次孕育。選用低鎂球化劑, 鐵屑覆蓋，球化反應(yīng)平緩，鐵水一次出完，球化效果比較好，成本低。中頻感應(yīng)熔煉的優(yōu)點(diǎn)為，熔化速度快、鐵水雜質(zhì)少、鐵水純凈、化學(xué)成分穩(wěn)定，鐵水溫度容易控制，能較好滿足球化孕育處理的要求。材質(zhì)：牌號QT650—QT700—3，高強(qiáng)度球鐵。其原因主要是國內(nèi)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，焦碳質(zhì)量差。 ．殼型裝箱殼型外側(cè)充填鐵丸直徑24 mm，經(jīng)過1530 s時間震實(shí)，裝箱。如放在直澆道的最低位置，鐵水壓力過大，過濾網(wǎng)易被沖壞，反而造成砂眼，同時由于鐵水壓力和沖力過大 ．鐵渣就可能被沖過去，起不到擋渣的效果。采用立澆底注式澆注系統(tǒng) 為封閉式澆注，直孔陶瓷過濾網(wǎng)擋渣。圖2曲軸殼型鑄造工藝簡圖