硕士论文-曲轴止推端面加工工艺优化.pdf

曲轴止推端面加工工艺优化培养单位：机械工程学院一级学科：机械工程二级学科：机械制造及其自动化研究生：杨秋指导教师：李沪曾教授副指导教师：张书桥高级工程师申请同济大学工学硕士学位论文吣暌蝗二摘要曲轴是汽车发动机中非常重要的工作部件其止推端面的传统加工方法一般采用磨削加工精车滚压加工是近些年来发展起来的一种比较新颖加工方法。该方法避免了磨削加工带来的表面烧伤具有加工质量好、效率高等优点同时还可以降低表面粗糙度提高止推端面的表面硬度、耐磨性以及耐腐蚀性。表现在不到％的球墨铸铁曲轴止推端面在使用过程中会产生磨粒磨损影响了曲轴的使用寿命。本论文的任务就是找出产生这种现象可能的原因提出解决方案。在本文研究过程中首先研究了精车滚压工艺对止推端面质量的影响。通过实验方法分析出工艺可使止推端面产生表面变质层表层铁素体沿切削方向变形明显工艺可以提高止推端面表面硬度降低表面粗糙度提高疲劳强度；通过有限元分析方法分析出滚压可使止推端面表面产生压应力有助于提高表面的疲劳强度同时分析了不同滚压速度和滚压余量对残余应力的大小和分布影响的规律但没有发现对止推端面表面质量或疲劳寿命有负面影响的应力或接着文章讨论了止推端面加工表面质量对其使用性能的影响。精车过程分析表明加工和使用时曲轴的旋向相反不容易导致磨损而实际使用中相反的旋向更容易产生磨损因而排除了鳞刺的影响；精车滚压过程使止推端面表层铁素体产生沿切削方向的变形通过定性分析使用过程中铁素体周围的应使止推端面容易产生磨损。若改变精车滚压加工方向在使用过程中铁素体然而采用精车滚压工艺加工的止推端面还存在一定的问题这一问题集中因素。可能形成鳞刺而鳞刺对磨粒磨损的影响与鳞刺和磨粒的相对运动方向有关。力情况得出铁素体会产生导致止推端面表面不平整的变形增大表面粗糙度的变形就不会导致止推端面表面不平整从而提出了解决止推端面寿命不足的方法———保持止推端面加工与工作时曲轴的旋转方向相同。本文的一个特点就是将加工和使用过程结合起来分析提出加工时曲轴旋转方向也是影响零件使用寿命的一个因素。关键词：精车滚压表面质量铁素体旋转方向鲥瓼甌．曲．．琣現瑀．瑃瑆瓵．甌瑃．瑃％琣瑃．瓸．甌篺瑃甀琣．琩加刁年弓月瑚学位论文作者签名：鸯磅歙学位论文版权使用授权书扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版并采用影印、缩印、本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。少。旯弓日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：第滦髀课题来源本课题的工作及研究任务曲轴是汽车发动机最重要且承受负荷最大的零部件之一。其承受连杆传来的力将活塞的往复运动变为曲轴回转运动并输出机械功因此对它的强度、刚度和动平衡性都有较高的要求。曲轴后续精加工的基准是止推端面同时止推端面要承受由曲轴轴向窜动以及曲轴受热所引起的轴向力实现曲轴的轴向定位。因而曲轴止推端面的加工质量直接影响到其他工艺质量并且影响发动机的整体性能。传统的曲轴止推端面的加工多采用磨削方式但磨削加工时间长效率低。精车滚压是近年来一种比较新颖的止推端面加工方法其加工后的止推端面的表面不会出现类似于磨削加工表面的烧伤现象质量明显好于磨削加工后的表面特别是表面组织的致密性得以改善大大提高了耐磨强度。在实际使用中有约不到％的球墨铸铁曲轴因为止推端面易磨损车辆行驶数千至两三万公里以后出现拉毛现象甚至沟槽严重时导致止推轴瓦脱落、发动机无法工作。而此时曲轴止推端面的实际寿命只有设计寿命的～所以需要从理论和实践上进行分析研究找