内燃机车柴油机锻钢曲轴的工艺研究
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摘要
本课题是根据大连机车车辆有限公司开发12V280ZJ型柴油机项目的需要而选定，是国务院振兴东北老工业基地政策的国债投资的技术改造项目的重要组成部分，是大连机车投入巨资开发的重点科技项目。
本文对我国铁路内燃机车的大型柴油机曲轴的生产情况和现状进行了介绍，分别论述了目前大量使用的16V240ZJ型柴油机和本课题研究的12V280ZJ型柴油机锻钢曲轴的结构形式、毛坯的成型、传统的加工工艺流程、轴颈的加工、动平衡、表面强化方式、技术测量、失效的形式和修复方法等。
通过科学安排加工工艺，选择加工设备、装备、控制变形，保证了曲轴的加工精度。
通过改进传统的轴颈粗加工工艺，使用先进的车铣复合加工中心，大大提高了粗加工效率。
通过使用框架式多点支承的动平衡方式，减少曲轴动挠度的影响，并提高连接装置的重复定位精度，保证重复检测精度，以克服在动平衡领域中普遍存在的令人困惑的难题，这是一个创新点。
通过试制，填补了大连机车锻钢曲轴制造的历史空白，掌握了锻钢曲轴机械加工工艺、热处理调质和渗氮加热防变形工艺、动平衡试验工艺等等，提高了生产效率，形成一套完整的适合于锻钢曲轴大批量生产的工艺与装备。
通过本课题的研究，使大连机车的锻钢曲轴加工达到了国内先进水平。
本课题重点研究内容：
1．科学安排加工工艺，选择加工设备、装备，控制变形，保证加工精度。
2．选择合理的动平衡工艺，尤其是解决目前传统工艺中普遍存在的重复检测结果差异过大的问题。
3．提高粗加工工作效率。
The subject is established according to 12V280ZJ type of engine manufactured by DLOCO. It is important part of the project that strengthen northeast industrial base of the policy set by State Department, It's important scientific research project developed by DLOCO.
The article gives the introducion that current machining conditions of crankshaft used in the large type of engine in our railway locomative. It tells us something about the forging crankshaft that being used a great deal in 16V240ZJ type of engine and studied in 12V280ZJ type of engine ,such as structure,form of blanket,conventional technical process,machining the crankshaft journey,dynamic balance ,surface hardening,checking measure -ments,form of disabled,ways of repairing and so on.
It keep machining precision of crankshaft by arranging technology scientific, choosing the equipments and fixtures and controlling the distortion.
It increase the efficiency of rough machining by improving conventional rough maching. technology and using the advanced Millturn CNC.
In order to overcome flexibility in the dynamic balance,we take some ways to reduce influences of flexibility,we improve precision of frequently positioning and keep precision of frequently checking by taking multi-points supports. The method is a innovative point.
It added a historical record through trial-manufacture the forging crankshaft in DLOCO. We mastered some technology such as machining ,quenching and tempering ,nitriding and dynamic balance test etc. These improve greatly efficiency and form a set of technology and equipments for machining the forging crankshaft.
The level of maching the forging crankshaft in DLOCO is as advanced as country's through this research.
The emphases of the article:
1. Arranging technology scientific, chosing the equipments and fixtures and controlling the distortion to keep keep machining precision of crankshaft .
2. Choosing reasonable dynamic balance technology,especially solving frequently checking problems existed in present conventional technology .
3. Improving the efficiency of rough machining .
本文对我国铁路内燃机车的大型柴油机曲轴的生产情况和现状进行了介绍，分别论述了目前大量使用的16V240ZJ型柴油机和本课题研究的12V280ZJ型柴油机锻钢曲轴的结构形式、毛坯的成型、传统的加工工艺流程、轴颈的加工、动平衡、表面强化方式、技术测量、失效的形式和修复方法等。
通过科学安排加工工艺，选择加工设备、装备、控制变形，保证了曲轴的加工精度。
通过改进传统的轴颈粗加工工艺，使用先进的车铣复合加工中心，大大提高了粗加工效率。
通过使用框架式多点支承的动平衡方式，减少曲轴动挠度的影响，并提高连接装置的重复定位精度，保证重复检测精度，以克服在动平衡领域中普遍存在的令人困惑的难题，这是一个创新点。
通过试制，填补了大连机车锻钢曲轴制造的历史空白，掌握了锻钢曲轴机械加工工艺、热处理调质和渗氮加热防变形工艺、动平衡试验工艺等等，提高了生产效率，形成一套完整的适合于锻钢曲轴大批量生产的工艺与装备。
通过本课题的研究，使大连机车的锻钢曲轴加工达到了国内先进水平。
本课题重点研究内容：
1．科学安排加工工艺，选择加工设备、装备，控制变形，保证加工精度。
2．选择合理的动平衡工艺，尤其是解决目前传统工艺中普遍存在的重复检测结果差异过大的问题。
3．提高粗加工工作效率。
The subject is established according to 12V280ZJ type of engine manufactured by DLOCO. It is important part of the project that strengthen northeast industrial base of the policy set by State Department, It's important scientific research project developed by DLOCO.
The article gives the introducion that current machining conditions of crankshaft used in the large type of engine in our railway locomative. It tells us something about the forging crankshaft that being used a great deal in 16V240ZJ type of engine and studied in 12V280ZJ type of engine ,such as structure,form of blanket,conventional technical process,machining the crankshaft journey,dynamic balance ,surface hardening,checking measure -ments,form of disabled,ways of repairing and so on.
It keep machining precision of crankshaft by arranging technology scientific, choosing the equipments and fixtures and controlling the distortion.
It increase the efficiency of rough machining by improving conventional rough maching. technology and using the advanced Millturn CNC.
In order to overcome flexibility in the dynamic balance,we take some ways to reduce influences of flexibility,we improve precision of frequently positioning and keep precision of frequently checking by taking multi-points supports. The method is a innovative point.
It added a historical record through trial-manufacture the forging crankshaft in DLOCO. We mastered some technology such as machining ,quenching and tempering ,nitriding and dynamic balance test etc. These improve greatly efficiency and form a set of technology and equipments for machining the forging crankshaft.
The level of maching the forging crankshaft in DLOCO is as advanced as country's through this research.
The emphases of the article:
1. Arranging technology scientific, chosing the equipments and fixtures and controlling the distortion to keep keep machining precision of crankshaft .
2. Choosing reasonable dynamic balance technology,especially solving frequently checking problems existed in present conventional technology .
3. Improving the efficiency of rough machining .
引文
[1] 铁道部大连机车车辆厂编，东风4型内燃机车240／275系列柴油机，大连：大连理工大学出版社，1993
[2] 李海国。国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势。制造技术与机床。2003第8期
[3] Miller, Ed. PDM move to the mainstream, Mechanical Engineering.
[4] 白雪寒．柴油机曲轴R-R镦锻工艺．机车车辆工艺 1993 1
[5] 刘士旭，郭英利．7FDL-16型柴油机曲轴的修复．内燃机车．2003年第7期(总第353期)
[6] 万煦义．大中型全纤维曲轴锻造方法的探讨．大型铸锻件．N0．3，August 2006
[7] 杜绍贵．中高速柴油机曲轴锻件RR弯曲镦锻工装的模式化设计．大型铸锻件．2004年第3期
[8] 云红等．40CrNi2MoA钢大锻件的调质热处理．金属热处理，2004，29
[9] 卢银得．大型锻件的热处理工艺[J]．金属热处理，2004，29(4)：47-49．
[10] 叶能安，余汝生．动平衡原理与动平衡机．武汉：华中工学院出版社，1985．22—28．
[11] 王汉英，张再实，徐锡林．转子平衡技术与平衡机．北京：机械工业出版社，1988．62
[12] 袁礼，喷丸强化工艺技术的研究与改进。成飞科技 2006 第2期
[13] 安敬竹 渗氮技术的现状．国外金属热处理，1990．15(4)2-5．
[14] 纪玉芬等．6105型柴油机曲轴的变形控制及离子氮碳共渗工艺．国外金属热处理，2003．24
[15] 朱沅浦等．热处理手册[M]．北京：机械工业出版社，1992年．153-188．
[16] 代贵斌，涂和余，彭忠江，柴油机曲轴表面强化工艺．资厂科技1997-1期
[17] 李海国，李满良．曲轴圆角滚压强化工艺．制造技术与机床．2003第5期
[18] 叶宗茂，曲轴形位公差检测难点及常见加工质量问题的分析．现代零部件2005．第9期
[19] 戴善生．柴油机曲轴低温镀铁修复工艺．机车车辆工艺2005年第3期
[20] 李厚生．内燃机制造工艺学．北京：中国农业机械出版社。1992
[21] 何正禄，姜炳生。ND5型内燃机车柴油机曲轴的研制．机车车辆工艺。1998年第5期
[22] [法国]Rob erto Ch ellini．柴油机曲轴的生产工艺和技术．国外机车车辆工艺。1990．5
[23] 钟喜圣．国内外曲轴磨床及磨削生产线．机械工艺师，1992(9)．
[24] 刘长吉．当代曲轴机械加工工艺探讨．内燃机．1996年第4期
[25] 王德荣，王秋晓，朱云飞．六缸曲轴动平衡理论研究．机电工程2004年第21卷第6期
[26] Meirovtch, Element of Vibration Analysis, McGraw-Hill, 1975.
[27] International Union of Theoretical and Applied Mechanics, Dynamics of Rotors, Denmark, 1974.
[28] 曲贵龙，曲轴动平衡的方法和运用．重型汽车，2004．4
[29] 杨安庆，张中平浅谈曲轴平衡技术及PA6—280型柴油机曲轴的动平衡．内燃机2000年第5期
[30] 王礼健 车铣复合加工技术应用于曲轴制造。现代制造2004．9
[31] MITCHELLFH. CIM system an introduction to computer integrated manufacturing.
[32] Prentice-Hall international, 1991.
[33] 吕世梅，曲贵龙．解决曲轴油道孔毛刺问题的新方法．机械工人冷加工2005．4
[34] Draper J. Modem Metal Fatigue Analysis[M]. 1999.
[35] 麻士琦，易新乾．对CA、EQ系列发动机曲轴动平衡研究．石家庄铁路工程职业技术学院学报．2002第1卷第1期
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