N330柴油机曲轴关键制造工艺分析与研究

摘要

大功率中速柴油机的重要应用场合之一是发电机组和船舶中，曲轴作为大功率中高速柴油机的核心零部件，因其特殊结构，加工性能差，特别是大功率中速柴油机曲轴的重量重，外形尺寸大，精度要求高，导致曲轴的制造周期比较长，如从国外进口曲轴，也受到价格、供货周期的影响，同时国内对大功率中速柴油机市场的需求量较大，一时在国内船舶市场经常出现“船等机，机等轴”的局面，严重影响了我国船舶工业的发展。 淄博柴油机总公司根据对国内外柴油机市场需求的调研，从日本洋马株式会社引进了N330柴油机，柴油机曲轴的国产化是该柴油机国产化的关键重点项目，曲轴国产化列入了淄博柴油机总公司的重点科研攻关项目。 通过分析研究曲轴加工工艺方案的可行性，对国内外大功率中速柴油机曲轴制造厂家、加工设备厂家进行了深入调研，结合公司现有的生产设备，以较少的设备资金投入，满足柴油机曲轴加工的需求。在本篇文章中对柴油机的曲轴制造和加工工艺进行了系统研究，本文完成的工作包含如下几个方面: (1)曲轴连杆轴颈车工序。利用公司现有一台武汉重工产C41130双头曲轴车床，设计专用的偏心夹具和中心架，一次装夹曲轴，通过旋转分度，实现曲轴所有连杆轴颈外圆、开档、曲柄圆弧的加工，不仅保证加工质量，而且大大提高加工效率，对于各类曲轴的加工有借鉴作用。 (2)曲轴磨削工序研究。采用万向联轴节连接方式精磨曲轴主轴颈，稳定可靠的保证决定曲轴质量的重要考核指标——同轴度精度等级，解决了曲轴重要难点工序的攻关。 (3)曲轴同轴度数值精准检测。采用通用的检测设备，通过检测试验对比、数据分析，采用固定加浮动V型架支撑，准确测量出曲轴的同轴度、相位角数值，对曲轴的工艺改进、产品验收有非常重要作用。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1引言

1．2国外大功率中速柴油机发展现状

1．3国内大功率中速柴油机发展现状

1．4国外大型船用柴油机曲轴制造现状

1．5国内大型船用柴油机曲轴制造现状

1．6本文主要研究内容

第2章N330柴油机曲轴制造工艺分析

2．1曲轴的功能及结构特点

2．2曲轴毛坯制造方式

2．3 N330曲轴结构特点及工艺难点

2．4曲轴加工工艺基准

2．4．1定位基准的选择

2．4．2中心孔

2．5本章小结

第3章N330曲轴连杆轴颈车削工艺研究

3．1曲轴连杆轴颈加工工艺

3．2曲轴连杆轴颈加工要求

3．3曲轴车床偏心夹具的设计

3．3．1偏心夹具结构及工作原理

3．4中心架设计

3．4．1“C”型中心架

3．5．2偏心闭式中心架

3．5曲轴连杆轴颈车削工艺参数设计

3．6曲柄连杆轴颈车削加工要求

3．6．1曲柄铺及开档加工

3．6．2曲柄圆弧加工

3．7本章小结

第4章N330曲轴磨削工艺研究

4．1曲轴表面粗糙度对曲轴使用性能的影响

4．2主轴颈磨削

4．2．2定位基准修研

4．2．3主轴颈粗磨工序

4．2．4主轴颈粗、半精磨工艺参数选择

4．2．5主轴颈精磨工序

4．2．6主轴颈精磨工艺参数选择

4．3连杆轴颈磨削

4．3．1定位基准选择

4．3．2磨削工艺方案的制定

4．3．3在线检测1／2行程数值

4．3．4检测工具简介

4．3．5尺寸计算

4．4曲轴磨削质量问题改进

4．4．1三种磨削烧伤形式

4．4．2磨削烧伤原因分析

4．4．3防止磨削烧伤措施

4．5本章小结

第5章曲轴关键质量特性检测方法研究

5．1曲轴同轴度相位角公差的意义

5．2传统检测方法

5．3固定加浮动V型架法测量

5．4相位角检测

5．5曲轴检测数据

5．6本章小结

第6章结论与展望

6．1结论和所取得的主要成果

6．2展望

参考文献

致谢