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曲軸是發動機中Z重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。
為減小曲軸質量及運動時所產生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔，以便將機油引入或引出，用以潤滑軸頸表面。為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采用過渡圓弧連接。
曲軸平衡重（也稱配重）的作用是為了平衡旋轉離心力及其力矩，有時也可平衡往復慣性力及其力矩。當這些力和力矩自身達到平衡時，平衡重還可用來減輕主軸承的負荷。平衡重的數目、尺寸和安置位置要根據發動機的氣缸數、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機平衡重與曲軸分開制造，然后用螺栓連接在一起。
1 關于曲軸毛坯的材料 曲軸主要有兩種材料類型，一種是鋼制曲軸，一種是球墨鑄鐵曲軸。鋼制曲軸主要是鋼的材料決定了曲軸的主要質量，另外就是加工工藝和加工精度，鋼制曲軸一般都使用圓角滾壓工藝。曲軸行業精度是肉眼看不出來的。球墨鑄鐵曲軸除使用圓角滾壓工藝外，還要進行氮化處理，氮化處理過的曲軸顏色發烏。一般人員買曲軸建議買發動機廠家原裝的，基本可以保證質量。挑選時只要注意在曲徑部分不要有沙眼、拉痕等就可以了，一般都不會出問題。 材料球磨鑄鐵 材料：合金鋼 備注：鍛鋼材料一般為中碳鋼和中碳低合金鋼,如45鋼、53鋼、35CrMo、40Cr等。球鐵曲軸牌號有QT600 - 3、QT700 - 2、QT800 - 2、QT900-2、QT900-5。 毛坯鑄造技術： 熔煉 對于高牌號鑄鐵的熔化，將采用大容量中頻爐進行熔煉或變頻中頻爐熔煉，并采用直讀光譜儀檢測鐵水成分。球墨鑄鐵處理采用轉包，研制新品種球化劑，采用隨流孕育、型內孕育及復合孕育等先進孕育方法。熔化過程的各參數實現微機控制和屏幕顯示。 上圖：合模 下圖：澆注 造型 消失模鑄造將得到發展和推廣。在砂型鑄造中，無箱射壓造型和擠壓造型將受到重視并繼續在新建廠或改建廠中推廣應用。原有的高壓造型線將繼續使用，其中部分關鍵元件將得到改進，實現自動組芯和下芯。 左圖：組芯 |右圖：涂料噴涂 | 下圖：檢芯 曲軸結構： CNC內銑不能加工軸頸有沉割槽；CNC高速外銑不能加工軸向沉割槽，車拉(含車－車拉)能加工。 當曲軸的軸頸無沉割槽時，幾種工藝都能加工。 當曲軸的平衡塊側面不用加工時，CNC車拉(含車－車拉)加工循環時間與CNC內銑相差無幾。 當曲軸的平衡塊側面要加工時，CNC內銑的加工循環時間大大優于CNC車拉(含車－車拉)。 在曲軸的平衡塊側面要加工的情況下，采用車拉(含車－車拉)工藝，由于加工平衡塊側面是斷續切削，且曲軸轉速又很高(約1000r/min)，打刀現象比較嚴重，采用車拉工藝加工曲軸平衡塊側面很不合理。 其他要素： 主軸頸加工：只有在年產綱領為150,000件以下，以及平衡塊側面不加工的情況下采用CNC車削才是合理的方案；但這里尚需說明一點，平衡塊側面要加工及軸頸無沉割槽的情況下，年生產綱領為150,000件，采用CNC車削的設備價格與CNC內銑(雙刀盤)的設備價格很接近，所以這種情況下采用CNC車削工藝亦可。 連桿軸頸加工：只有在平衡塊側面要加工及軸頸無沉割槽的情況下采用CNC內銑，才是合理的方案。 當曲軸平衡塊側面要加工且軸頸無沉割槽的情況下，CNC內銑加工工藝方案比CNC車拉(含車－車拉)更加經濟。曲軸平衡塊側面不用加工且軸頸有沉割槽的情況下，CNC車拉(含車－車拉)加工工藝方案比CNC內銑更為經濟。 當年產綱領為300,000臺以及曲軸衡塊側面要加工時，曲軸的主軸頸和連桿軸頸粗加工采用CNC高速外銑方案Z為經濟。 延伸閱讀：什么是曲軸車-車-拉？ 車－車拉比CNC高速外銑及CNC內銑加工精度高。 在曲軸的平衡塊側面要加工的情況下，采用車拉(含車－車拉)工藝，由於加工平衡塊側面是斷續切削，且曲軸轉速又很高(約1000r/min)，在這種切削工況條件下，打刀現象比較嚴重，采用車拉工藝加工曲軸平衡塊側面很不合理。 當曲軸平衡塊側面不用加工，且軸頸有沉割槽的情況下，CNC車拉(含車－車拉)加工工藝方案Z適合；當曲軸的平衡塊側面不用加工時，車－車拉加工循環時間與CNC內銑相差無幾。 簡述工藝路線： A 中心孔加工 B 主軸頸加工 C 連桿徑加工 D 中清洗（水溶性） E 熱處理加工 F 滾壓校直 G 磨削止推面+法蘭徑 H 磨削主軸頸/連桿頸（精磨+粗磨） I 孔系加工（各螺紋孔徑/鉸孔等） J 動平衡孔加工 K 連桿頸+主軸頸+法蘭（拋光加工） L 終清洗（油性） M 終檢（成品打標下線） 關于曲軸熱處理工藝 熱處理示意圖 連桿軸徑表面淬火和回火。 法蘭軸徑表面淬火和回火。 主軸軸徑表面淬火和回火。 曲軸的淬火與回火 淬火工藝和目的 將工件加熱到奧氏體化溫度并保持一定時間，然后以大于臨界冷卻速度冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。 目的提高工件硬度高，耐磨性 低溫回火工藝和目的 將淬火后的鋼，再加熱250℃保溫后冷卻下來的熱處理工藝。 目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火殘留應力和脆性。 感應淬火原理 感應加熱表面淬火是利用電磁感應的原理，使工件表層產生渦流而被迅速加熱，進行淬火的方法。感應加熱的原理是把鋼制工件放在用紫銅管制成的感應器內通入交變電流，產生交變磁場。由于電磁感應，在工件內將產生和感應器內的電流頻率相同，方向相反的感應電流~~~~渦流。 由于肌膚效應，渦流在工件截面上的分布是不均勻的，表面的電流密度越大，中心的電流密度越小。交變電流的頻率越高，趨膚效應越顯著，感應加熱的深度越淺，由于工件本身有電阻，根據焦耳~~~楞次定律，集中于工件表層的渦流產生的電阻熱，使工件表層迅速被加熱到淬火溫度，而芯部溫度基本不變。在隨即進行噴水（合金鋼浸油）冷卻后，工件表層被淬硬，實現了感應加熱表面淬火。 曲軸感應器實拍圖片 感應器主要名稱 問 如何區分已淬火產品和未淬火產品？ 答 鐵在高溫中與空氣中的氧氣發生化學反應，生成黑色的四氧化三鐵。 這與我們俗稱的生銹是有區別的。我們平時說的生銹，是鐵在常溫下與空氣中的氧氣、水等物質發生反應，生成（銹的主要成分）三氧化二鐵，紅色。 鐵在氧氣中加熱： 3Fe+2O2 ===加熱====Fe3O4 鐵在空氣中生銹： 4Fe+ 3O2 =========2Fe2O3 上圖：未淬火 下圖：已淬火
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