曲轴连杆颈复合内圆角加工表面质量研究

摘要

应铁道部制定的铁路装备现代化的战略规划要求，戚机公司引进了美国通用电气公司的HXN5型大功率交流传动内燃机车技术，并通过消化吸收国外先进技术，完成整车国产化项目。到目前为止，共完成了约600台机车的供货任务，最终国产化率将达到85％以上。但柴油机的主要零件——曲轴的国产化问题却一直困扰着我们，也影响着HXN5型机车的国产化任务。
　　曲轴是柴油机的最重要的零件之一，它在工作中承受复杂的交变载荷。它的刚度、疲劳强度以及加工精度是保证全机工作可靠的耐用的重要因素。其材料是GE公司的内部标准C50E29型高性能合金钢，该种材料尚未在国内使用过，故无法了解其切削加工性能。其材料的特点是粘性大、硬度高，难以加工，特别是在曲轴连杆颈复合内圆角的加工时，其表面粗糙度要求难以达到，且易出现接刀痕，产生应力集中，因复合内圆角处的疲劳断裂是曲轴失效的主要形式之一，因此，本文以曲轴连杆颈复合内圆角的加工为主要研究对象，在原有加工工艺研究的基础上，针对目前存在的主要质量问题，结合当前企业现状，通过技术创新，引进消化新工艺，解决质量问题，稳定质量，提高生产效率，降低成本。本文的主要研究内容如下：
　　1．结合国内外曲轴的加工现状和本公司的实际情况，分析曲轴连杆颈复合内圆角的质量问题，提出解决问题的新工艺、新方法。
　　2．建立合金钢C50E29超高强度钢铣削加工的试验方案，在切削力、切屑形貌、刀具的磨损与破损以及加工表面粗糙度等方面进行铣削试验，并形成各相关试验分析。
　　3．以试验为基础，在车铣复合加工中心上，通过轮廓铣刀进行试验验证。
　　4．通过滚压加工方案，解决复合内圆角表面严重的接刀痕，表面粗糙度不理想的情况，稳定产品质量，提高生产效率。
　　本文应用轮廓铣刀的高速高效加工和滚压加工的方案，解决了曲轴加工中的瓶颈问题，并且首次在车铣复合加工中心上，通过 CNC程序控制使用滚压刀具，在解决问题的同时，提高了产品质量和生产效率，降低了生产成本，最终加快了整个HXN5机车的国产化进程，进一步提升了公司的整体装备制造水平，从而缩小了与国际先进水平的差距。

目录

封面

声明

答辩决议书

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 曲轴加工的国内外现状

1.3 HXN5机车曲轴连杆颈复合内圆角简介

1.4 课题研究的方法、内容与目的

1.5 本章小结

第二章 HXN5型机车曲轴机加工工艺设计

2.1 HXN5型机车曲轴机械加工工艺规程

2.2 连杆颈复合内圆角的加工工艺

2.3 曲轴连杆颈复合内圆角的高速高效加工

2.4 本章小结

第三章 铣削参数的影响及优化

3.1 合金钢C50E29铣削实验方案

3.2 合金钢C50E29铣削实验结果与分析

3.3 本章小结

第四章 复合内圆角的高速高效车铣复合加工

4.1 车铣复合加工技术

4.2 轮廓铣刀

4.3 复合内圆角的高速高效车铣复合加工

4.4 本章小结

第五章 复合内圆角的滚压加工

5.1 滚压加工原理

5.2 影响滚压加工因素

5.3 滚压加工在曲轴连杆颈复合内圆角加工中的应用

5.4 经济效益分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 本文的不足及展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文