船機(jī)制造工藝學(xué).

1、2曲軸的材料和毛坯球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性、韌性以及疲勞強(qiáng)度接近鋼，作為曲軸材料，已得到廣泛應(yīng)用。小型柴油機(jī)曲軸球墨鑄鐵普通碳素鋼例如QT600-335、40、45鋼等。船用大型低速柴油機(jī)曲軸多采用半組合式制造主軸頸：35、40鋼曲柄銷：鑄鋼ZG270500、ZG310570；ZG25MnV船用中、高速柴油機(jī)整體式曲軸35、40、45、40Cr 35CrMoA鋼球墨鑄鐵 QT600-3、QT700-2 QT800-2高速強(qiáng)載大功率柴油機(jī)曲軸合金鋼35CrMoA、18CrNiMoA、18CrNiWA 鍛造時一般只鍛出主軸頸曲柄銷是從每個鍛成的曲柄的實心方塊上切去多余金屬 而制成，稱為曲柄成形。 整體

2、自由鍛特點：材料利用率低、花工時多，曲柄成形中割斷了金屬鍛造流線，削弱了曲柄 強(qiáng)度。 整體曲軸自由鍛：適用于單件或小批量生產(chǎn)的中小型曲軸毛坯制造。方法1：在鍛造過程中確定各曲柄之間的角度。方法2：鍛成圖中工序2形狀 鍛出或粗車出主軸頸 扭轉(zhuǎn)曲柄至所要求角度。大型組合式曲軸曲柄的自由鍛方法塊鍛法塊鍛法環(huán)鍛法環(huán)鍛法彎鍛法彎鍛法鐓鍛法：鋼錠鍛成圓棒 鍛出主軸頸、曲臂和曲柄銷部位 在兩主軸頸和曲柄銷部位分別用模子壓住 壓力機(jī)的水平模塊從軸的兩端向中部鐓鍛，壓力機(jī)中間模具向下鍛壓曲柄銷部分 金屬棒料模鍛法：用于小型曲軸毛坯制造。鋼錠模鍛：用于中型曲軸和大型組合式曲軸曲柄的毛坯制造。 鑄鋼曲軸：用于小型曲

3、軸毛坯和大型組合式曲軸曲柄毛坯的制造；鑄碳素鋼：一般用大型組合式曲軸曲柄毛坯，少數(shù)用合金鋼。鑄鐵曲軸：用于中小型曲軸毛坯的制造。考判斷或選擇鍛造、鑄造鍛造、鑄造曲軸應(yīng)用曲軸應(yīng)用 碳素鋼曲軸鍛件：碳素鋼曲軸鍛件：應(yīng)進(jìn)行正火處理，粗加工后進(jìn)行退火處理。 對合金鋼曲軸鍛件：對合金鋼曲軸鍛件：應(yīng)經(jīng)正火處理，粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。3曲軸的熱處理曲軸的熱處理對球墨鑄鐵曲軸：對球墨鑄鐵曲軸：應(yīng)經(jīng)正火處理，精加工前應(yīng)進(jìn)行退火處理，對工 作表面要求淬硬的軸頸，推薦采用表面高頻淬火。在自重和切削力的作用下會產(chǎn)生較嚴(yán)重的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，加工中必須安裝一些必要的輔助支承(如中心架)；二、曲軸加工特點與定位基準(zhǔn)選擇

4、二、曲軸加工特點與定位基準(zhǔn)選擇曲軸形狀復(fù)雜曲軸形狀復(fù)雜曲軸剛性差曲軸剛性差車削加工曲柄銷時，是不平衡回轉(zhuǎn)，采取必要的平衡措施 ，車削大型整體式曲軸的曲柄銷時，曲軸不回轉(zhuǎn)，用回轉(zhuǎn)刀架機(jī)床加工 。2加工階段和定位基準(zhǔn)的選擇（1）加工階段）加工階段 小型模鍛式曲軸，其主軸頸、小型模鍛式曲軸，其主軸頸、法蘭外圓和端面的加工法蘭外圓和端面的加工以頂針孔為定位基準(zhǔn)，以頂針孔為定位基準(zhǔn)，而曲柄銷的加工則以主軸頸和角度定位銷孔為定位基準(zhǔn)而曲柄銷的加工則以主軸頸和角度定位銷孔為定位基準(zhǔn)（2）曲軸加工定位基準(zhǔn)選擇）曲軸加工定位基準(zhǔn)選擇主軸頸、法蘭外圓和端面(或止口外圓和法蘭外圓)為定位基準(zhǔn)裝夾 曲柄銷的粗加工，無

5、論是何種毛坯，都是以主軸頸、法蘭外圓和端面及曲柄銷的軸線為定位基準(zhǔn)安裝在夾具中 而曲柄夾角的角度公差是以曲柄銷加工的專用夾具上的分度裝置的分度孔定位來達(dá)到要求的。 2曲軸加工主要工序分析曲軸加工主要工序分析主軸頸粗加工：自由鍛毛坯 : (1)以曲軸兩端的頂針孔定位。曲軸自由端裝夾在卡盤中 另一端用尾座頂針頂住，自卡盤端或尾座端開始順次粗車各主軸頸和曲柄外側(cè)面。(2)加工法蘭外圓和端面(或加工自由端軸頸)。主軸頸半精加工：無論是鑄造或鍛造毛坯，都必須加裝中心架。 裝夾：曲軸法蘭夾緊在車床四爪卡盤中，另一端以尾頂針頂住。 （1）修光第4主軸頸及支上中心架并調(diào)整好，車削第1、2、3主軸頸。 （2）將

6、中心架移裝到第3主軸頸處，即可半精車第47主軸頸。 （3）將曲軸調(diào)頭裝夾，車削法蘭外圓和端面。 這時將小端夾緊在卡盤中， 在軸頸與卡爪間加墊小銅棒， 在第7主軸頸處支以中心架， 校正主軸頸的徑向圓跳動量， 便可車削法蘭外圓和端面。步驟主軸頸精加工：主軸頸精加工： （1)將曲軸法蘭夾緊在卡盤中，自由端軸頸和第4主軸頸上支中心架。精車修整第1、3、5主軸頸作為支中心架用。 （2）在第1、3、5主軸頸處支上中心架， 精車第2、4、6、7各主軸頸和圓角至要求尺寸。 （3）將中心架移到第2、4、6主軸頸處。精車第1、3、5主軸頸和圓角至要求尺寸，同時精車自由端平面至長度尺寸要求。 （4）將曲軸調(diào)頭裝夾，

7、自由端軸頸夾緊在卡盤中 第3、 5、7主軸頸處支以中心架 精車法蘭外圓及端面至要求尺寸。（2）曲柄銷加工）曲柄銷加工比主軸頸加工多了三個問題，1偏心 2、角度定位 3、曲軸旋轉(zhuǎn)時的不平衡。 （1）中型柴油機(jī)鑄造曲軸 曲柄銷車削在普通車床上進(jìn)行，應(yīng)用偏心夾具使曲柄銷軸線調(diào)整到與車床回轉(zhuǎn)軸線同軸。 （2）曲柄銷加工時，必須加裝平衡塊。 在曲柄銷粗加工、半精加工及精加工過程中，平衡塊重量應(yīng)隨之逐步減少。大功率低速柴油機(jī)半組合式曲軸的曲柄，其套合前的機(jī)械加工順序如下： (1)劃曲柄軸線及所有表面加工線； (2)刨或銑曲柄外側(cè)面及斜面； (3)粗車曲柄銷和曲柄內(nèi)側(cè)面； (4)粗鏜曲柄上主軸頸套合孔和曲柄

8、銷減輕孔； (5)熱處理(退火)； (6)精車曲柄銷； (7)精鏜曲柄臂套合孔； (8）光整加工曲柄銷。2組合式曲軸的套合 曲軸紅套工藝可分為紅套前準(zhǔn)備、單件套合、組件套合等三個階段。（1）曲軸紅套前的準(zhǔn)備工作 復(fù)查所有的曲柄和主軸頸有關(guān)尺寸，并做好記錄和分組編號，用標(biāo)記注明前后，以免紅套時套錯。2.在各曲柄臂外側(cè)平面上，準(zhǔn)確地劃好曲柄臂對稱平面線 (2) 曲軸單件套合 （1）將曲柄放于大平板上，由三個千斤頂支撐。 （2）調(diào)節(jié)三個千斤頂用水平儀校平曲柄上表面， 使其保持水平。 1.紅套工藝順序紅套工藝順序（3）用四氯化碳或酒精清潔軸和孔的套合表面， 去除油脂。（4）主軸頸上安裝好軸向定位箍和吊

9、箍后 吊起主軸頸，通過調(diào)節(jié)三個花籃螺栓， 用水平儀校平主軸頸上表面 （5）曲柄進(jìn)行緩慢加熱。 噴射加熱器噴嘴置于曲柄臂的兩側(cè)，每側(cè)設(shè)四排噴嘴?？拷N部位的曲柄臂內(nèi)側(cè)設(shè)置一橫向加熱區(qū)，使曲柄受熱較均勻。（6）曲柄臂套合內(nèi)孔表面溫度到達(dá)200左右，內(nèi)徑量棒檢查孔徑尺寸， 將主軸頸對準(zhǔn)孔；先用手動葫蘆將主軸頸放入孔內(nèi)約510毫；行車吊鉤放下，套入到軸向定位箍端面與曲臂外側(cè)平面緊貼時停止。套入曲柄組件的放置情況 注意： （1）角度定位箍上的定位銷對準(zhǔn)角度定位座上的內(nèi)孔套入，以保證相鄰曲柄之間的夾角。 （2）吊運曲柄組件時的平衡問題。用加裝平衡重的方法使之得到平衡 3主軸頸和法蘭外圓徑向圓跳動量測量

10、 此項測量可在平臺支架上進(jìn)行。 測量主軸頸徑向圓跳動量方法： （1）在每個主軸頸的首、尾兩端支百分表。 （2）每轉(zhuǎn)動45時讀出百分表讀數(shù)， （3）測量結(jié)果作出記錄。測量法蘭外圓徑向圓跳動量方法相同。百分表讀數(shù)的最大值與最小值的差值，即為其徑向圓跳動量。 4曲柄銷與主軸頸平行度誤差的檢驗。（1）將曲軸放在v形塊上，校正曲軸軸線與平臺平行；（2）曲柄轉(zhuǎn)到上止點位置，用百分表分別在a、b兩點測出讀數(shù)值，（3）再將曲柄轉(zhuǎn)到下止點位置，測出c，d兩點的讀數(shù)值。曲柄銷與主軸頸軸線的平行度誤差H：H=()()1000(/)2abcdmm ml 5曲軸曲柄夾角的檢驗劃線檢驗步驟：（1）將曲軸置于平臺支架上，并

11、校正曲軸軸線與平臺平行；（2）第 一曲柄轉(zhuǎn)到水平位置，測量出該曲柄銷上、下母線與平臺垂直距離，并求出該曲柄銷軸線的高度(此高度為122hh（3）用劃針將此軸線高度劃到裝在曲軸法蘭端的圓盤1上（4）同理求出其余曲柄銷軸線的高度，當(dāng)曲軸所有曲柄銷軸線都已在圓盤上劃出時，便可采用普通量角器測出曲柄夾角測量計算法檢驗曲柄夾角： （1）曲軸置于平臺支架上并校平軸線；（2）將第1曲柄的曲柄銷轉(zhuǎn)到上止點位置；分別測量出第、曲柄的曲柄銷軸線的高度。（3）將第(或第)曲柄轉(zhuǎn)到上止點位置，并測量出第、曲柄的曲柄銷軸線的高度。三種情況下分別測得曲柄銷軸線高度都相等，則認(rèn)為三個曲柄夾角相等，均互為120。如果測得的曲

12、柄銷軸線高度不相等，則應(yīng)測量曲柄銷軸線高度B及主軸頸軸線高度A，其計算公式如下：=90+ = 式中：R曲柄半徑。 1sinABR第二節(jié)、氣缸套制造第二節(jié)、氣缸套制造：選用、高磷鑄鐵、礬鈦合金鑄鐵。氣缸套的加工工藝特點氣缸套的加工工藝特點 1.氣缸套是薄壁零件，注意：裝夾變形，一般采用：軸向夾緊的夾具。（3）中、小型氣缸套內(nèi)圓表面通常應(yīng)在珩磨機(jī)上進(jìn)行光整加工，使表面加工后具 有網(wǎng)狀紋路，便于儲存潤滑油。 大尺寸氣缸套用鏜削波紋加工作為最后工序，氣缸套表面具有波紋，快速氣 缸套的磨合，便于儲存潤滑油。 2.汽缸套加工階段：分成粗、精加工兩個主要階段。氣缸套外圓精車氣缸套的一端裝于錐形心軸1上，它與

13、車床主軸回轉(zhuǎn)軸線保持良好的同軸性 氣缸套的另一端用彈性心軸支住。裝夾：車外圓同時精車凸臺、裝紫銅圈的溝槽。切溝槽時使用成形車刀加工。氣缸套外圓表面的嚴(yán)重“穴蝕”往往是影響柴油機(jī)工作可靠和壽命的重要困素。強(qiáng)化工藝松孔鍍鉻表面淬火氮化鑲嵌碳化硅大功率高強(qiáng)載度柴油機(jī) 松孔鍍鉻： 優(yōu)點：摩擦系數(shù)小，有利于減輕摩擦、磨損；松孔便 于儲存潤滑油。提高活塞環(huán)的使用壽命氣缸套 鍍鉻后壽命可 提高2-10倍缺點：工藝復(fù)雜，成本較高，使用中潤滑油消耗量大。2淬硬、氮化氣缸套 1）高頻淬火 這種氣缸套的耐磨性可提高一倍以上，對抵抗腐蝕磨損具有良好的效果，但更易出現(xiàn)拉缸。 2）電火花淬火 將滾輪與工件接觸，形成接觸電

14、阻，當(dāng)?shù)碗妷海?-4V），大電流（1000-1200A）通過時，在工件與滾輪的接觸點上形成局部的高溫,隨著滾輪的移動，加熱點便隨之自行冷卻（也可用液體助冷），從而達(dá)到汽缸套工作表面的淬火處理。 既有淬硬的花紋層，也有軟基體，淬火層達(dá)0.3mm左右，淬火后汽缸套內(nèi)圓表面應(yīng)珩磨加工。 3）氮化。 氮化后在汽缸套內(nèi)圓表面形成一層氮化鐵和氮化鐵化合成物。氮化物層的硬度在HRC50以上，而且在500600溫度下硬度不 變，氮化處理可以提高耐磨性一倍左右。3鑲嵌碳化硅缸套 將碳化硅與載液攪拌均勻，加入珩磨頭與缸套之間，以珩磨頭壓力將碳化硅擠入缸套體內(nèi)。處理層深度為3.814m 硬化物碳化硅磨損很小而形成了

15、支撐的第一摩擦面，軟基體鑄鐵磨損快而形成能儲油的第二摩擦面，所以處理層具有很高的耐磨性。 第三節(jié)、活塞制造第三節(jié)、活塞制造一、活塞的材料和毛坯一、活塞的材料和毛坯灰鑄鐵：用于中、低速柴油機(jī)。鋁合金：用于中、高速柴油機(jī)，減輕重量、增加熱傳導(dǎo)。中、高速大功率柴油機(jī)采用組合式活塞：頭部常采用25鋼、30Mo鋼和不銹耐熱鋼制造；裙部則采用鋁合金或鑄鐵。三、整體式活塞機(jī)械加工工藝特點三、整體式活塞機(jī)械加工工藝特點活塞活塞表面加工：裝夾定位基準(zhǔn)統(tǒng)一。采用活塞下端面和止口作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。 精車環(huán)槽、精車外圓、車圓錐面、車裙部、精磨外圓用止口處錐面和頂部頂針孔定位。其他各表面加工都用止口和下端面定位。 止口止口

16、大批生產(chǎn)，其加工的顯著特點是：（1）加工工序的劃分可以分得更細(xì)致，（2）更多地采用專用設(shè)備和夾具，（3）由于采用了專用夾具，可免除劃線工序和節(jié)省裝夾時間。單件小批量生產(chǎn)條件，其加工的顯著特點是：工序比較集中，專用夾具少，多采用劃線和直接找正裝夾。五、筒形活塞加工主要工序分析五、筒形活塞加工主要工序分析 1. 活塞外圓表面的粗加工毛坯為金屬硬模澆鑄時：內(nèi)腔形狀精度較高，采用活塞內(nèi)表面作為定位基準(zhǔn)，進(jìn)行外圓表面的粗車。 對于中、大尺寸活塞，需先在活塞頂部打出頂針孔，粗車外圓時，用頂針支承2活塞外圓表面的精加工 （1）裙部橢圓形（或近似橢圓形）活塞外圓表面的加工方法：）裙部橢圓形（或近似橢圓形）活塞

17、外圓表面的加工方法： a、裙部橢圓形由兩個偏心的半圓形表面構(gòu)成，b、橢圓可采用偏心車削加工出來C、應(yīng)用偏心夾具裝夾使車床主軸回轉(zhuǎn)軸線與活塞軸線具有一定偏心距。D、兩次裝夾完成，第一次裝夾車一邊半圓，第二次調(diào)轉(zhuǎn)180度裝夾車另一邊的半圓。車活塞頭部錐形加工：車活塞頭部錐形加工： 1.用車床尾座頂尖頂住活塞端面。2.調(diào)整車床尾座使尾座頂尖偏移車床主軸軸線,活塞軸線與主軸軸線成微小夾角3.車削活塞頭部產(chǎn)生錐度（即用普通車床車錐度方法）。磨削活塞的橢圓形、錐形和外圓表面： 磨削橢圓：磨削橢圓：利用偏心裝置使活塞軸線相對于磨床頭架主軸回轉(zhuǎn)軸線 有一個偏心距，從而磨削出橢圓形。磨削活塞的錐形：磨削活塞的錐形：磨削前應(yīng)先使磨床上工作臺相對下工作臺旋轉(zhuǎn)一個角度， 固定后便可磨出要求的錐度。 活塞環(huán)槽：活塞