用深滚压技术提高曲轴疲劳强度的应用研究

发动机曲轴圆角采用深滚压工艺可大幅提高曲轴疲劳强度。通过对370Q型汽油机、376Q型汽油机和376Q型柴油机进行的曲轴负荷分析、强度估算及弯曲疲劳强度试验表明,与未滚压曲轴相比,经圆角滚压的曲轴疲劳强度增加92．3％,安全系数由1．18增加到2．28。     

半精加工曲轴圆角滚压工艺试验研究

对两种型号曲轴的半精加工圆角滚压工艺和疲劳强度进行了研究，结果表明，选择合造的精磨余量和滚压工艺参数，曲轴疲劳强度可持高175%左右，圆角处疲劳极限应力达552-605N/mm^2，曲轴的疲劳强度较之精磨后滚压没有下降。     

球墨铸铁曲轴滚压工艺试验研究

研究了某型号柴油机球铁曲轴滚压工艺参数对曲轴疲劳强度的影响，最佳的滚压工艺参数能使曲轴弯曲疲劳强度提高175％，圆角处的疲劳极限应力达553N／mm^2。     

曲轴滚压校直工艺的应用与分析

本文以滚压及滚压校直工艺在ＳＯＦＩＭ发动机ＱＴ８８０－５球墨铸铁曲轴生产中的运用及相应的实验数据，分析了滚压及滚压校直工艺对曲轴疲劳性能的影响，指出通过圆角滚压，在曲轴疲劳强度的敏感区域内形成一个局部压应力场，曲轴的疲劳强度可以提高到滚压加工以前疲劳强度的１．６～２．５倍。滚压校直工艺既有利于曲轴直线度，又不破坏疲劳强度。     

曲轴圆角滚压强化

曲轴在工作时受力复杂,又承受交变力矩和扭矩。主轴颈与柄臂过渡圆角处产生应力集中。根据对曲轴进行动应力测量表明:当发动机处于最大扭矩工况时,在过渡圆角处的最大弯曲应力占80％,而扭转应力仅占20％。从曲轴断裂实例的统计分析,柄臂处的弯曲疲劳是它的主要破坏形式。滚压强化圆角能提高它的强度,而且又是一种比较合理而经济的工艺方法。     

补充说明

发表在《汽车技术》 2000年第 8期由朱正德撰写的“曲轴滚压校直——计算机辅助修正技术的典型应用”一文第 3节“曲轴滚压校直的数学模型和工作机理”一段内容，系摘引东风汽车公司王植槐同志主编的《汽车制造检测技术》一书，该书已于 2000年 12月出版，特此说明。《汽车制造检测技术》一书则引用的是东风汽车公司工艺研究所冯美斌主持研究的“曲轴圆角滚压强化与滚压校直技术研究、开发及应用”课题的技术鉴定会 (1998年 8月在湖北省十堰市召开)资料中的内容。 补充说明     

基于圆角滚压工艺的曲轴疲劳行为研究

利用有限元计算软件Abaqus,采用三维显式动力学计算,模拟曲轴圆角滚压过程。利用软件自带的二次开发程序,编写数据采集程序,得到了曲轴圆角表面和内部的应力分布情况。参照曲轴真实疲劳试验,对曲轴进行模拟弯曲疲劳试验,得到不同弯矩水平下曲轴圆角应力分布情况。将模拟弯曲疲劳试验得到的圆角工作应力与滚压后的圆角残余应力进行耦合计算,获得更为准确的曲轴疲劳强度,并依此对曲轴滚压参数进行优化,优化后的曲轴疲劳极限弯矩提高15.7%。     

曲轴圆角滚压工具的探讨

我厂大批量生产的490曲轴采用滚压圆角工艺以来,作了大量的试验,现就滚压轮的结构及有关工艺问题,作一粗略介绍。一特点滚压工具对滚压质量,无论是外观质量(圆角形位精度、滚压带宽度、表面光洁度、滚压凸缘、滚压变形)还是内在质量(滚压层深度、残余压应力及其分布),均起着重要作用。目前所采用的不外乎有两种:     

关于曲轴圆角滚压工艺及其设备

本文以该厂大批量生产的490柴油机锻钢曲轴为例,对圆角滚压的工艺参数、滚轮结构和滚压机床及其调整都作了较为详细的阐述。     

柴油发动机球墨铸铁曲轴生产工艺的改进

介绍了用改进铸造工艺、辉光离子氮化及圆角滚压等提高大功率柴油机球铁曲轴疲劳强度的工艺措施。     

曲轴强化滚压工艺分析

为了提高490柴油机曲轴的工作可靠性,我厂在大批量生产中,采用了圆角强化滚压工艺。几年来,在工艺方面作了一些试验研究,积累了一些经验。兹介绍如下。一、工艺参数的选择主要工艺参数有:滚压力、滚压次数(圈数)和滚压速度。1.滚压力     

滚压的力量

随着发动机向着增压、大功率、高可靠性、低排放方向发展,作为发动机心脏的曲轴正面临着安全性和可靠性的严重挑战,传统球墨铸铁材料和制造工艺已无法满足其功能要求。曲轴越来越多地采用钢质材料以满足其性能要求,然而钢质曲轴价格昂贵,用户负担过重,迫切需要降低成本。此时圆角滚压显示了非凡的魅力,在中小功率柴油机曲轴"以铁代钢"方面成绩卓著。     

曲轴两端中心孔修正工艺

采用圆角淬火工艺的曲轴在淬火工序完成后,中间挡主轴颈弯曲变形超过0.50 mm的曲轴,磨削时会产生主轴颈磨不出的问题,只能通过增加热定型工序,减少弯曲变形,这样就增加了曲轴的加工成本.为降低曲轴加工成本,设计了一台曲轴修两端中心孔专机.     

用圆角滚压加工提高曲轴强度

本文介绍了圆角滚压加工条件对弯曲疲劳强度的影响、对提高强度因素的研究以及圆角滚压加工在锻造曲轴上的应用。     

NJD433A型柴油机曲轴圆角滚压试验

为提高NJD433A型柴油机曲轴的可靠性,进行了圆角滚压试验,并采用正交设计方法,找出了最佳工艺参数。     

等温淬火球墨铸铁（ADI）曲轴的开发

等温淬火球墨铸铁（ADI）作为发动机曲轴材料,具有高强度、高韧性、高耐磨性等综合机械性能,可替代锻钢材料用于轿车及载货车发动机曲轴。等温淬火球墨铸铁用于曲轴材料时,可由铸态毛坯经等温淬火处理即能达到曲轴机械性能要求,省去了正火工序及表面氮化或表面感应淬火工序,使生产周期缩短并节约能源。等温淬火球墨铸铁用作曲轴材料时,在切削加工、圆角滚压及加工变形等方面具有特殊性。试验表明,选择适当的等温淬火工艺及圆角滚压参数,等温淬火球墨铸铁曲轴完全能够达到或超过锻钢材质曲轴的弯曲疲劳强度要求。     

Sofim发动机曲轴滚压工艺国产化

滚压强化是提高曲轴疲性能最有效的方法之一。实践证明发动机曲轴的疲劳性能在一定范围与压力成正比，但滚压力并非越大越好。考虑到滚压工艺对材料的适应性和对典轴几何尺寸的影响，寻事适的滚压工艺对组织曲轴生产是至关重要的。虽然在引进国外曲轴制造技术的同时也引进了曲轴机床，曲轴的有关技术资料也规定了滚压苣工艺。但由于国内与车外材料的差异，滚压工艺不尽相同，为此，我们对Ｓｏｆｉｍ发动机曲线的滚压 疲劳性能的关系     

球铁曲轴圆角沉割滚压试验研究

研究了球铁曲轴沉割滚压加工工序流程及沉割槽加工工艺，通过试验证明，先沉割后轴颈感应淬火和连杆颈端面磨削，对曲轴疲劳强度没有影响；沉割滚压后，虽然曲轴结构强度下降了28％，但曲轴弯曲疲劳强度提高了169％，弯曲疲劳极限应力可达712N／mm^2。     

圆角滚压强化曲轴的疲劳强度研究

通过对形状系数的分析及试验，评定夏利曲轴不同圆角形态及强化处理的疲劳强度。圆角经深滚压处理的夏利曲轴弯曲疲劳强度有大幅度提高。     

表面强化铸态球铁曲轴在6102D型柴油发动机上的应用

试验结果表明,QT70—2球铁曲轴经滚压强化后疲劳极限值为1285Nm,汽车从中产中取样得到的35CrMo或40Cr锻钢曲轴,可用于6102D型柴油机。中试生产表明,曲轴滚压强化是切实可行的,以正常的生产节拍增加滚压和圆角的滚痕抛光工序无技术困难。