【正文】 ．澆注系統(tǒng)構(gòu)成立澆底注澆冒口采用圓臺(tái)狀發(fā)熱保溫冒口和發(fā)熱塊，制作簡(jiǎn)單、成本低、生產(chǎn)效率高、補(bǔ)縮效果也較好 ，發(fā)熱塊作為冒口補(bǔ)縮。制好的殼型放入殼模輸送機(jī)待用。%游離酸2%凝固點(diǎn)50℃粒度100/200Sio2≥92%配比2%4%1%3%%%%1%余量指標(biāo)發(fā)氣量mLg熔點(diǎn)/℃透氣性cm2成型性指數(shù)熱膨脹系數(shù)1594100901408595≤1(2) 曲軸殼型制作采用四工位射砂轉(zhuǎn)動(dòng)式制殼機(jī)和翻板式制殼機(jī)制殼 （3）水平制殼、垂直分型、立澆底注工藝制殼在水平旋轉(zhuǎn)的四工位殼型機(jī)上進(jìn)行．其中一個(gè)是起模工位{帶型板加熱裝置)．一個(gè)射砂工位．兩個(gè)加熱固化工位。 殼型鑄造是采用覆膜砂制殼 ，兩殼粘接一起形成鑄型，采用中頻感應(yīng)電爐熔化鐵水并澆注成鑄件的工藝方法，其主要工藝流程見(jiàn)圖1。技術(shù)要求：球化級(jí)別12級(jí)，機(jī)體組織穩(wěn)定。4 曲軸鑄造工藝. 概述曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件，它既要求高的強(qiáng)度、韌性，又要求好的耐疲勞性和耐磨性 還要有高的尺寸精度以保證動(dòng)平衡要求和少的加工余量。例如目前大多數(shù)F系列微車(chē)曲軸，材料為40Cr，毛坯為調(diào)質(zhì)鍛鋼件。除以上技術(shù)要求外，還有熱處理，動(dòng)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?！Ｎ恢镁?，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。～177。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(jí)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。它是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的零件之一承受很大的疲勞載荷和巨大的磨擦，一旦發(fā)生故障，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有知命的破壞作用，曲軸的結(jié)構(gòu)一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成其結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)多曲拐。因此，應(yīng)不斷探索改進(jìn)曲軸加工工藝。曲軸的主要失效形式是軸頸磨損和疲勞斷裂，因此對(duì)曲軸在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)強(qiáng)化工藝技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)同樣都有著更高的要求。曲軸作為發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，正面臨著安全性和可靠性的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)材料和制造工藝已無(wú)法滿(mǎn)足其功能要求，市場(chǎng)對(duì)曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中是將活塞連桿的住復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其在工作過(guò)程中會(huì)不斷承受很大的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，且受力情況異常復(fù)雜。淺論汽車(chē)曲軸的加工工藝王福利【摘要】 本文根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的工作特點(diǎn)、技術(shù)要求與結(jié)構(gòu)，確定曲軸的制造工藝流程方案，在分析曲軸鑄造、機(jī)械加工、滾壓、熱處理等主要工藝的主要工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，制定了一種典型曲軸制造的工藝規(guī)程（工藝流程卡）。【Abstract】 This article based on the characteristics of engine crankshaft, technical requirements and structure, determining the programme of technological process of manufacture of the crankshaft, in the analysis of crankshaft casting, machining, rolling, heat treatment of the major process of main technological parameters on the basis of developed a specification for a type of crankshaft manufacturing technology (technology)【關(guān)鍵詞】 曲軸 鑄造 機(jī)加工 滾壓 工藝【Keywords】crank casting machining rolling technology 1引言曲軸是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵零件之一，也是內(nèi)燃機(jī)中最難加工的工件之一。目前，高速轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)正向著增壓、增壓中冷、大功率、高可靠性低排放方向發(fā)展。所以對(duì)曲軸的抗拉強(qiáng)度、剛度、耐磨性、耐疲勞性、沖擊韌性等都提出了更高的要求。大批量生產(chǎn)前提下，曲軸加工生產(chǎn)如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，只要其中任何—個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒(méi)有得到保證，將會(huì)嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性，在長(zhǎng)時(shí)間、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)下，曲軸很容易過(guò)早出現(xiàn)失效或斷裂現(xiàn)象，產(chǎn)生難以想象的后果。曲軸是將直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的零件。剛性差，要求精度高，因而安排曲軸加工過(guò)程應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。 mm；曲軸的軸向尺寸極限偏差為177。，如圓度，圓柱度控制在尺寸公差一半之內(nèi)。30’。曲軸的連桿曲頸，主軸頸。鑄造—毛坯粗加工—預(yù)備熱處理—加工定位基準(zhǔn)—粗加工—半精加工—最終熱處理—精加工。工藝流程如下：(01)打中心孔一(02)車(chē)夾位一(03)精車(chē)主軸頸一(04)銑定位一(05)車(chē)連桿軸頸一(06)粗磨大小頭一(07)車(chē)大頭平端面及其它一(08)車(chē)小頭平端面及其它一09)粗磨主軸頸一10)粗磨連桿軸頸一(11)鉆鉸定位銷(xiāo)孔一(12)銑鍵槽一(13)鉆攻飛輪螺孔一(14)鉆斜油孔一(15)半精磨主軸頸一(16)精磨連桿軸頸一(17)動(dòng)平衡及去重一(18)精磨主軸頸一(19)檢驗(yàn)一(20)氮化一(21)修中心孔倒角一(22)精磨小頭一(23)精車(chē)軸承孔一(24)磁粉探傷一(25)去毛刺一(26)油孔口拋光一(27)拋光。為了滿(mǎn)足這些要求，曲軸鑄件的材質(zhì)多采用珠光體球鐵，造型工藝除了濕型方法外，還可采用殼型工藝、鐵型覆砂工藝，后兩種較為先進(jìn)。％以?xún)?nèi)．％以?xún)?nèi)。圖1 殼型鑄造工藝流程．制殼工藝(1) 制殼用覆膜砂組成及技術(shù)要求技術(shù)要求酚醛樹(shù)脂烏溶耗品硬脂酸鈣硅油水泥砂軟化點(diǎn)80105℃ 游離酸5%9%%%%177。每臺(tái)殼型機(jī)配三臺(tái)膠合定型機(jī)，兩個(gè)殼加上粘結(jié)劑并放入孕育塊后．熱態(tài)在膠合機(jī)上定型合成一個(gè)整型。殼型鑄造工藝見(jiàn)圖2．其特點(diǎn)是采用定量澆口杯，澆口杯孕育塊孕育，垂直分型、立澆底注。圓臺(tái)形澆冒口有一定的容量，不會(huì)使?jié)茶F水溢出，殼外澆口杯始終處于充滿(mǎn)狀態(tài)，在澆注完成后澆口杯內(nèi)的鐵水留有一定的高度，確保有足夠的補(bǔ)縮壓頭，以防止?jié)沧⑦^(guò)程中卷入空氣。過(guò)濾網(wǎng)置于在橫澆道，以避免放置在直澆道偏上方時(shí)鐵水壓力小，通過(guò)率不夠，過(guò)濾網(wǎng)下部鐵液無(wú)法充滿(mǎn)，鐵水夾帶空氣進(jìn)入型腔，造成曲軸氣孔缺陷。 mm mm．厚度為10～15 mm。． 熔煉分析表明，高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵的關(guān)鍵所在，國(guó)外球鐵中琉、磷、鎂及稀土元素含量明顯低于國(guó)產(chǎn)件，且金相組織中的石墨圓整均勻。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法，即可用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫(把硫降到0．01 以下)，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。材料配方：材料名稱(chēng) 技術(shù)條件 配比％ 打包廢鋼 ％～％ C 20～40 20號(hào)廢鋼 ％～0,3％ C 5～15 生鐵 Q10 10~25 增碳劑 97％～99％ C ～ 回爐料 QT6003 30～45 電解銅 CuCu2 ～ 錫 Sn1 ～ ～采用2 t中頻感應(yīng)電爐，功率為13001500 kW，熔煉時(shí)間為6080 min。．球化處理根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，推薦采用前蘇聯(lián)的 “M 『n『C””球化處理工藝及稀土鎂粉末狀球化劑．可使鎂的吸收率高達(dá)90％ 以上．脫硫率達(dá)70％～ 90％ ．且石墨圓整。球化劑 (5％～7％Mg) —鐵屑覆蓋 (～2 kg) —加鐵水 (400 kg)— 球化反應(yīng) (50～70 s)。這對(duì)于防止孕育衰退，改善石墨形態(tài)，細(xì)化石墨及保證高強(qiáng)度球鐵機(jī)械性能具有重要作用。 配合好銅和鉬的比例對(duì)形成珠光體組織十分有利，可提高球鐵的強(qiáng)度．而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對(duì)壁厚的敏感性。．澆注 曲軸殼型在澆注前用機(jī)械手將殼型放人鐵箱并在殼型上灌滿(mǎn)鐵丸，振動(dòng)緊實(shí)后待澆，澆注采用球化包和吊車(chē)人工澆注方法，采用250 kg澆包，每包澆注4～5個(gè)型殼，8～10根曲軸；每個(gè)型殼澆注時(shí)間81 0 s；澆注溫度1400℃，鐵水溫度過(guò)低，曲軸渣氣孔增多，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、大頭縮孔和曲軸內(nèi)部縮松缺陷，澆注溫度過(guò)高 (高于1460℃)曲軸易產(chǎn)生粘砂、漏殼和毛邊過(guò)大，還影響球化效果．使球化反應(yīng)過(guò)快，導(dǎo)致產(chǎn)生球化不合格。．清砂處理 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，曲軸鑄件的清整主要是切割澆冒口和拋丸清理，殼型生產(chǎn)線(xiàn)采用專(zhuān)用砂輪切割機(jī)，后續(xù)用懸掛式拋丸機(jī)進(jìn)行曲軸表面拋丸處理，每次20件，大約拋丸15 min 左右，使曲軸表面達(dá)到無(wú)粘砂、光亮。．檢驗(yàn) （1）鐵水檢驗(yàn) 采用直讀 光譜儀對(duì)鐵水成分進(jìn)行檢驗(yàn)。澆注時(shí)先進(jìn)行測(cè)溫，每個(gè)澆注包測(cè)1次鐵水溫度，并做記錄。覆砂層厚度按照砂型鑄造2～3倍的冷卻速度考慮，一般取5～8ram。此外，不同的鐵型壁厚與覆砂層厚度的配合，使型中球鐵曲軸的冷卻曲線(xiàn)接近正火處理的冷卻曲線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)球鐵曲軸的鑄態(tài)較快的冷卻速度，保證了曲軸具有較高的力學(xué)性能。. 鐵型覆砂鑄造工藝流程圖鐵型模樣鑄型清理合模覆砂造型鑄件開(kāi)型冷卻澆注合型固化起模圖3 鐵型覆砂鑄造工藝流程圖鐵型覆砂工藝見(jiàn)圖4，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是有利于同時(shí)凝固和平穩(wěn)沖型．較快的澆注速度并有利于排氣，用陶瓷過(guò)濾阿，F(xiàn) ：F ：F =1．79：1．85：1，起模斜度適當(dāng)放大，收縮率減少。 （1）收縮率 收縮率一般為 ％～％。鐵型覆砂由于在金屬型內(nèi)覆上厚度為5～8mm的砂層，并利用模具的加熱熱量使其固化，生產(chǎn)中又將鐵型的溫度控制在 180～300℃內(nèi)，所以鐵型的壽命較金屬型長(zhǎng)，且具有可形成流水線(xiàn)生產(chǎn)。壁厚大的鐵型蓄熱多，溫上升緩慢，鑄件冷卻快，開(kāi)型時(shí)間短，從澆注到開(kāi)型12～15min。也可根據(jù)鑄型分型面尺寸平均值來(lái)選取A鐵，見(jiàn)下表。（3） 覆砂層厚度及溫度控制 覆砂層厚度直接影響鑄件冷卻速度和鐵型升溫。 曲軸一般取覆砂層平均厚度為 8mm，主軸徑、連桿軸頸及軸長(zhǎng)度方向取 l0mm，其余取 8mm。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，鐵型最適宜 溫度為 240℃，一般不大于 300℃。對(duì)于曲軸，一般取射砂孔直徑為 12 ~16mm，斜度 1：20，向鑄型內(nèi)傾斜，在射砂孔內(nèi)鑲有襯套，便于磨損后更換。此外應(yīng)注意使液體金屬在充型時(shí)流動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生渦流，不沖擊型壁或型芯，更不可產(chǎn)生飛濺。頂注式鑄件溫度分布合理，有利于順序凝固，可減少金屬液的消耗，但金屬液流動(dòng)不平穩(wěn)，易進(jìn)渣，鑄件高時(shí)，易沖擊型壁和型芯；底注式金屬液流動(dòng)較平穩(wěn)，有利于排氣，但溫度分布不合理，不利于鑄件順序凝固；側(cè)注式兼有上述兩者優(yōu)點(diǎn)，金屬液流動(dòng)平穩(wěn)，便于集渣、排氣等，但金屬液消耗大，澆口清理工作量大。 （6）鐵型在射砂澆注過(guò)程中的排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于鐵型覆砂是用低壓壓縮空氣()將流態(tài)砂吹進(jìn)型腔 ，砂子進(jìn)入型腔的同時(shí)，氣體也同時(shí)進(jìn)入，如果鐵型排氣不暢，勢(shì)必造成隔層及射不足、氣鼓等缺陷。對(duì)于在曲軸澆注過(guò)程中的氣體排放，一般采用①澆口處進(jìn)行排氣；②在射砂孔里安放排氣針；③過(guò)分型面排氣