鍛造實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、鍛造實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)踐 觀察了解充分掌握曲軸的鍛造工藝過程及鍛造工藝實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)青海曲軸廠三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、鍛件材料分析（1）曲軸鍛造選用材料：45鋼、40Cr、38CrMoAI45鋼的處理要求：45鋼調(diào)質(zhì)硬度在HRC20HRC30之間；45鋼淬火硬度在HRC5558之間，極限值可達(dá)HRC62;45號(hào)鋼要放置15-20天才能使用，是因?yàn)橐M(jìn)行時(shí)效處理，使鋼的性能 穩(wěn)定下來，實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55 （高頻淬火HRC5845號(hào)鋼，是 GB中的叫法，JIS中稱為:S45C，ASTM 中稱為1045, 080M46，DIN 稱為：C4545號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工

2、，模具中常用來做 模板，梢子，導(dǎo)柱等，但須熱處理 。1.45鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于 HRC55 （最高可達(dá)HRC62） 為合格。實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55 （高頻淬火HRC58）。2. 45鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能， 廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié) 構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。 但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì) +表面淬火提高零件表面硬度。40Cr力學(xué)性能：試樣毛坯尺寸（mm）: 25熱處理：第一次淬火加熱溫度（C ）： 850;冷卻劑：油第二次淬火加熱溫度（°C ）：-回火加熱溫度C ）： 520 ;

3、冷卻劑：水、油抗拉強(qiáng)度（ob/MPa ）：為80屈服點(diǎn)（os/MPa ）：身85斷后伸長(zhǎng)率（S/%）:為斷面收縮率（射）：紐5沖擊吸收功（Aku2/J ）:紹7布氏硬度（HBS100/3000 ）（退火或高溫回火狀態(tài)）：<20738CrMoAI力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度 o b （MPa） > 980（100）屈服強(qiáng)度 o &MPa): >835(85) 伸長(zhǎng)率 S 5 (%： > 14斷面收縮率® (%) > 50沖擊功 Akv (J): > 71沖擊韌性值 a kv (J/cm2) > 88(9)硬度：< 229HB試樣尺寸：試樣毛坯

4、尺寸為30mm2、鍛件特點(diǎn)與鑄件相比金屬經(jīng)過鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng) 過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶， 使原來的粗大枝 晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi) 原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密， 提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一 致，金屬流線完整，可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命 采用精密模鍛、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無法 比擬的鍛件是金屬被施加壓力，通過塑性變形塑造要求

5、的形狀或合適的 壓縮力的物件。這種力量典型的通過使用鐵錘或壓力來實(shí)現(xiàn)。鑄件過程建造了精致的顆粒結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了金屬的物理屬性。在零部件的現(xiàn) 實(shí)使用中，一個(gè)正確的設(shè)計(jì)能使顆粒流在主壓力的方向。 鑄件是用各 種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、 壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)落砂、 清理和后處理等，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件3、曲軸工藝流程坯料查抄 -銑端面 -銑兩頭面質(zhì)量中心孔 -銑定位夾緊面 - 粗車軸頸及端頭連桿頸 -鉆油道孔 -查抄油孔兩頭面孔 -精車軸 頸精車端面 精車1、4連桿精車2、3連桿 滾壓 精磨 塔輪、齒輪及前油封軸頸

6、-精車止推面、法蘭端面及定位軸頸-精 磨主軸頸及后油封軸頸 -精磨連桿軸頸 -銑鍵槽 -油道孔孔口倒 角洗濯油孔口拋口 動(dòng)均衡 減外增補(bǔ)均衡去重 清算鍵 槽及油道孔 拋光清算終檢 防銹包裝4、熱處理技術(shù)和表面強(qiáng)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(jī)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(yùn)行可控等特點(diǎn)。(2) 曲軸軟氮化對(duì)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。氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線由前 清洗機(jī)(清洗干燥)、預(yù)熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(jī)(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(qiáng)化技術(shù)球墨

7、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(huì)更多地采用軸頸加圓角淬火處理。四、曲軸的介紹曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件，它與連桿配合將作用在活塞上 的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動(dòng)力，傳給底盤的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)配氣 機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置。曲軸在工作時(shí)，受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大 而且受力復(fù)雜，同時(shí)，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足 夠的剛度和強(qiáng)度，具有良好的承受沖擊載荷的能力， 耐磨損且潤(rùn)滑良 好。曲軸在使用過程中的主要損壞形式有如下兩種：一是疲勞斷 裂.先在軸頸和圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋.然

8、后向曲柄深處發(fā)展，造成曲 軸斷裂.也有少數(shù)曲軸先在軸頸中部的油道內(nèi)壁產(chǎn)生裂紋. 發(fā)展為曲 軸斷裂；二是軸頸表面的嚴(yán)重磨損（尤以連桿軸頸為甚）。所以，曲軸 主要應(yīng)有較高的疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性。對(duì)于曲軸的加工可以采用鑄造或鍛造。 相比之下，鑄造可以一次 成型，鍛造需要鍛打，他們的后續(xù)熱處理方式也有區(qū)別。鑄造成性相 對(duì)容易，鍛造成型工藝要復(fù)雜，不過近些年的技術(shù)發(fā)展，大型水壓機(jī) 的出現(xiàn)，使得200kg以內(nèi)工件的鍛造成為可能，自由鍛和熱模鍛的工 藝不斷完善，可以使鍛造成型也比較容易。從內(nèi)部組織看，鑄造組織 沒有鍛造組織性能穩(wěn)定，鑄造會(huì)有一系列砂眼，疏松，偏析等缺陷；鍛造組織能做到均勻，把原材料缺陷組織

9、缺陷消除等等。為了得到機(jī)械性能較好的曲軸，我們采用沖壓工藝來鍛造曲軸。1、曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)曲軸的零件圖如圖所示，總長(zhǎng)約560mm胚件經(jīng)計(jì)算約為50kg<曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組 成。一個(gè)主軸頸、一個(gè)連桿軸頸和一個(gè)曲柄組成了一個(gè)曲拐，曲軸的 曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)（直列式發(fā)動(dòng)機(jī)）；V型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于 氣缸數(shù)的一半。曲軸示意圖主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座 中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)目有關(guān)， 還取決于曲軸的支承 方式。連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，在連接處用圓弧過渡， 以減少應(yīng)力集中。曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，

10、 斷面為橢圓形，為了平衡 慣性力，曲柄處鑄有（或緊固有）平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動(dòng)機(jī) 不平衡的離心力矩，有時(shí)還用來平衡一部分往復(fù)慣性力，從而使曲軸 旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。曲軸前端裝有齒輪，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵的皮帶輪以及起動(dòng)爪等。 為 了防止機(jī)油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個(gè)甩油盤，在齒輪室 蓋上裝有油封。曲軸的后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間 制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機(jī)油向后竄漏。2、曲軸鍛造工藝分析曲軸零件圖所示，對(duì)于這種復(fù)雜的多拐零件，若采用機(jī)械加工的 方法來加工，不僅材料利用率低，達(dá)不到強(qiáng)度要求，而且生產(chǎn)率低。 曲軸的材料為49MnVS3這種材料無法采用鑄造成型，只能用模鍛的 方法成型。雖然模鍛生產(chǎn)效率較高，但對(duì)于外形如此復(fù)雜的零件，如 果聚料不均，很容易產(chǎn)生折疊和充不滿等鍛造缺陷。 故這種多拐類曲 軸的成型工藝相對(duì)復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)與制造的難度也較大。3、曲軸的鍛壓特點(diǎn)該曲軸除了具有一般鍛壓件的鍛壓規(guī)律外，也有它的工藝特點(diǎn)， 主要包括形狀復(fù)雜，及技術(shù)要求高，針對(duì)這些特點(diǎn)應(yīng)采取相應(yīng)的措施， 分析如下：(1) 形狀復(fù)雜：曲軸主軸頸與連桿軸頸不在同一軸上線，偏心距有一定的尺寸要 求，并且兩軸有較高的位