解決磨削裂紋的啟示

1、1解決磨削裂紋的新思路、新途徑解決磨削裂紋的新思路、新途徑產(chǎn)生磨削裂紋的原因是復(fù)雜的，因素很多。如材料的物理性能，化學(xué)成分；鑄造、鍛壓毛坯帶來(lái)的各種缺陷；淬火、氮化等熱處理不當(dāng)?shù)鹊?，都?huì)影響到磨削時(shí)出現(xiàn)裂紋。本文所研究的問(wèn)題，僅限于磨削過(guò)程帶來(lái)的裂紋。為了提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性，對(duì)主軸頸和連桿頸進(jìn)行中頻淬火(包括圓角)或氮化等方法進(jìn)行強(qiáng)化。對(duì)于中頻淬火，特別是硬氮化的軸頸，由于磨削方法不當(dāng)，極易產(chǎn)生裂紋。裂紋對(duì)在工作中承受極大負(fù)荷的

2、曲軸來(lái)說(shuō)，是引起曲軸斷裂的致命缺陷，因此，是絕對(duì)不能允許的。解決磨削裂紋的難度很大。一直困擾著一些企業(yè)?，F(xiàn)在一般使用低應(yīng)力磨削法，實(shí)踐證明這是一種有效的方法，但也存在一些問(wèn)題。1低應(yīng)力磨削低應(yīng)力磨削低應(yīng)力磨削是解決磨削裂紋的較好途徑，目前在國(guó)內(nèi)外使用較為廣泛。低應(yīng)力磨削采用的方法是:選用砂輪的硬度很軟，粒度偏粗，磨削速度低，進(jìn)給量小。在使用極壓磨削液的條件下，可在磨削表面內(nèi)0.025mm處，形成小于120MPa的殘留應(yīng)力，由于應(yīng)力小，且

3、大多為壓應(yīng)力，因此不產(chǎn)生裂紋。低應(yīng)力磨削的工藝參數(shù)見(jiàn)表1。上述表的數(shù)據(jù)是用調(diào)質(zhì)鋼40CrNiMo經(jīng)淬火、回火后，表面硬度Ra50的試件，進(jìn)行平面磨削實(shí)驗(yàn)而得到的結(jié)果。根據(jù)低應(yīng)力磨削原理，曾應(yīng)用于磨削硬氮化的302曲軸，效果較好。所磨主軸頸經(jīng)探傷檢測(cè)，沒(méi)有裂紋。其磨削條件及工藝參數(shù)如下:曲軸材料42CrMn，氮化深度≥0.5mm，硬度HV450，在M131外圓磨床上磨主軸頸外圓，砂輪為棕剛玉，粒度46，硬度H(軟2)，工件轉(zhuǎn)速120rmi

4、n，砂輪速度26ms，徑向進(jìn)刀量0.003mm，磨削液為硫化油。雖然低應(yīng)力磨削是解決磨削裂紋常用的一種有效辦法，但其效率太低，不適用于大批量生產(chǎn)。而且太軟偏粗的砂輪，對(duì)保證曲軸的精度和粗糙度極為不利，要勤修砂輪，砂輪消耗大，加工成本高。在沒(méi)有砂輪自動(dòng)修整器的情況下，輔助時(shí)間長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率。為此提出了探討高效無(wú)裂紋磨削工藝的課題。3為其3.5倍，耐磨性能是剛玉的100倍。因此能長(zhǎng)時(shí)間保持刃口的鋒利，不會(huì)產(chǎn)生燒傷和裂紋。但其價(jià)格昂貴，修整

5、困難。通過(guò)試驗(yàn)找到了價(jià)位適中，又能滿足工藝要求的砂輪。3.2要使用自動(dòng)砂輪修整器。必須做到磨一個(gè)軸頸，修一次砂輪，始終保持砂輪刃口的鋒利性。3.3選擇潤(rùn)滑性能好的磨削液，如含極壓成份的切削液，硫化切削油等。在保證工藝要求的前提下，要考慮環(huán)保要求。3.4具有較大壓力和流量的供液裝置。磨削時(shí)能將充分的磨削液送入磨削區(qū)，進(jìn)行高效的潤(rùn)滑、冷卻和清洗，將熱量帶走，降低磨削區(qū)的溫度，并避免砂輪堵塞。3.5具有高效的磨削液過(guò)濾裝置。磨削液中的砂粒，鐵

6、屑等雜質(zhì)，不僅對(duì)曲軸的精度、粗糙度有不利影響，而且它會(huì)破壞潤(rùn)滑膜，成為裂紋源。因此必須將磨削液中的雜質(zhì)過(guò)濾清除。4無(wú)裂紋的高效磨削無(wú)裂紋的高效磨削四年前，根據(jù)前述分析和思路，選擇了合適的磨床，完善其功能。進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，從中優(yōu)選出較好的工藝方案，用于批量生產(chǎn)。基本解決了淬火和硬氮化處理的曲軸，在普通磨削(磨削V=30ms)和高速磨削(V=50ms)的條件下無(wú)裂紋。這幾年，已用于各類曲軸的大批量生產(chǎn)。其中，很多曲軸出口國(guó)外，取得了好的經(jīng)

7、濟(jì)效果。以磨削302硬氮化曲軸連桿頸為例，介紹其有關(guān)參數(shù)。使用的磨床是KA5001250CNCS(德)半自動(dòng)連桿頸磨床，該磨床具有數(shù)控砂輪修整器，磨完一個(gè)連桿頸后，能自動(dòng)修整砂輪一次。使用壓力大、流量大的水泵，三個(gè)噴嘴對(duì)砂輪清洗，潤(rùn)滑冷卻磨削區(qū)。壓力1.51.8Mpa。主噴嘴流量1014LS，用于砂輪及軸頸外圓的冷卻潤(rùn)滑。每個(gè)支噴嘴流量68LS，用于圓角及側(cè)面。實(shí)驗(yàn)證明流量過(guò)小或過(guò)大均會(huì)產(chǎn)生裂紋。流量大小，還要根據(jù)工件材質(zhì)和熱處理狀況進(jìn)