發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 03:37

　　 作為船用中低速柴油機(jī)重要傳動(dòng)部件之一的曲軸,正隨著柴油機(jī)性能的不斷提升,其規(guī)格也越來越多,加工技術(shù)要求越來越嚴(yán)格,在加工設(shè)備落后、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、加工效率低的生產(chǎn)模式下,人工的過多干預(yù)導(dǎo)致質(zhì)量不穩(wěn)定的加工現(xiàn)狀迫切需要解決。在曲軸制造技術(shù)日益更新的今天,如何改進(jìn)優(yōu)化曲軸原有加工工藝,引進(jìn)新工藝來提升其加工性能、解決加工過程中存在的質(zhì)量問題,降低曲軸加工成本、提高加工效率、滿足多變的產(chǎn)品需要、實(shí)現(xiàn)柔性化加工,成為本課題研究的主要目標(biāo)。本文針對船用210曲軸加工現(xiàn)存的問題,著重從總體工藝路線調(diào)整優(yōu)化、斜油孔加工工藝、平衡重面加工工藝以及曲軸滾壓工藝優(yōu)化改進(jìn)方面作了具體研究,取得了具有實(shí)用價(jià)值的研究成果。本文較詳細(xì)的分析了 210曲軸主要加工工序中存在的生產(chǎn)效率低、加工質(zhì)量不高等問題,通過以銑代車、采用數(shù)控八工位刀盤結(jié)合數(shù)控編程、改用先進(jìn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工并調(diào)整了工序安排等具體措施加以改進(jìn),結(jié)果表明,工藝路線改進(jìn)后很好的滿足了 210批量加工的節(jié)拍要求,加工精度和效率均大幅提升,其中增加了精車圓角工序,為曲軸滾壓強(qiáng)化工藝做好準(zhǔn)備。對斜油孔加工工藝進(jìn)行了全面的優(yōu)化,計(jì)算210曲軸鉆削油孔時(shí)動(dòng)力頭的進(jìn)給角度,改變傳統(tǒng)工裝導(dǎo)向的加工模式,在斜油孔加工專機(jī)上采用預(yù)鉆導(dǎo)向孔的柔性化加工方式,實(shí)現(xiàn)油孔的自動(dòng)化加工,提高了油孔位置的精確度和加工效率。通過深孔加工槍鉆與MQL微量潤滑相結(jié)合的加工冷卻方式,實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了最佳加工參數(shù),使油孔加工表面粗糙度達(dá)到Ra3.2以下,并提高了刀具壽命。針對平衡重面原加工工藝存在的問題,著重從設(shè)備、夾具、刀具、工藝參數(shù)幾個(gè)方面提出了改進(jìn)優(yōu)化措施。采用數(shù)控龍門加工中心,一次裝夾完成銑面、鉆孔等自動(dòng)化加工;設(shè)計(jì)了數(shù)控分度卡盤夾具,與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)鏈接,可數(shù)控編程操作,與設(shè)備系統(tǒng)同步,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分度、液壓夾緊,降低了表面粗糙度和軸頸跳動(dòng)數(shù)值。通過調(diào)整工藝、更換內(nèi)冷刀具、優(yōu)化合理的切削量,達(dá)到了加工效率和加工質(zhì)量的雙提升。針對210曲軸滾壓圓角不貼合、滾壓后存在凸起、單側(cè)圓角受力不均無法實(shí)現(xiàn)滾壓等問題,設(shè)計(jì)制定了 210曲軸滾壓改進(jìn)方案。采用圓角與軸頸的復(fù)合滾壓工藝有效減少曲軸圓角邊緣凸起;設(shè)計(jì)了一種單側(cè)圓角滾壓工裝,使?jié)L輪支撐力距平衡,成功實(shí)現(xiàn)單側(cè)圓角滾壓;設(shè)計(jì)了滾壓矯直方案,使210曲軸軸頸跳動(dòng)公差控制在0.04mm以內(nèi);結(jié)合實(shí)驗(yàn)優(yōu)化選取了合理的滾壓參數(shù),使210曲軸滾壓強(qiáng)化達(dá)到較好效果,基本替代氮化工藝,降低低功率柴油機(jī)成本。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U671
【部分圖文】：

在柴油機(jī)往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會(huì)承載著各種復(fù)雜的交變載荷，旋轉(zhuǎn)過程中的扭矩、??磨損、柴油機(jī)的震動(dòng)、圓角處的拉應(yīng)力、彎曲、變形等等，在如此惡劣的工況下，??對曲軸自身的強(qiáng)度、剛性和耐磨等性能都是嚴(yán)格的考驗(yàn)［１］。如圖１－２所示為２１０??曲軸組件照片。??圖１－２?２１０曲軸組件照片??隨著船用柴油機(jī)行業(yè)激烈的市場競爭，作為整臺(tái)柴油機(jī)中成本較高的零部件??曲軸，其加工制造成本的降低和加工效率的提升尤為重要。由于曲軸制作周期長，??加工工序繁瑣，往往成為制約柴油機(jī)產(chǎn)量的主要因素；特別是隨著２１０柴油機(jī)需??求的不斷增加，要在最短的時(shí)間內(nèi)，抓住市場先機(jī)，首先要保質(zhì)保量的產(chǎn)出合格??的２１０曲軸。工藝是制造的重要組成部分，提高曲軸工藝技術(shù)水平是提高質(zhì)量，??提高競爭力的有效措施。但較為落后的曲軸加工工藝導(dǎo)致曲軸加工質(zhì)量和產(chǎn)量降??低，在市場前景良好的情況下更是制約了柴油機(jī)的市場占有率；因此，２１０曲軸??加工制造水平的工藝技術(shù)的升級(jí)勢在必行。??－２－??

１．３?２１０曲軸加工特點(diǎn)介紹??２１０曲軸只是眾多型號(hào)的船用柴油機(jī)曲軸之一，其長度在２８００ｍｍ－３７００ｍｍ??之間，重量在１噸左右；從：￡維圖上來看（如圖１－３所示），主要分為驅(qū)動(dòng)端和??自由端，這是和曲軸裝配在柴油機(jī)的位置來命名的；曲軸上一般有多個(gè)曲拐軸頸??成一定角度規(guī)律布置在主軸頸的周圍，曲拐軸頸中心與主軸頸中心有一定的偏心??距，２１０曲軸的偏心距是］４５ｍｍ，這也是曲軸加工時(shí)必須考慮的尺寸之一，曲??軸曲拐的車削和磨削加工，必須保證其偏心距的準(zhǔn)確性。??＃顧?：，?—－??圖１－３?２１０曲軸各部分名稱??２１０柴油機(jī)曲軸分為很多類型〔圖１－３為６個(gè)曲拐的２１０曲軸，根據(jù)材質(zhì)的??不同分為鍛鋼曲軸和球墨鑄鐵曲軸，簡稱鋼軸和鐵軸［５ＷＳ］。這兩類曲軸為滿足其??性能要求

ｕ－．．．ｖ＆?５ｆ?＼＃賴？?４７??？??圖２－１?２１０曲軸粗車主軸頸工序圖??從圖２－１可以看出，２１０曲軸加工工藝復(fù)雜，工序繁瑣，幾乎無法一個(gè)加工??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884293