本發(fā)明涉及一種獲取中高速柴油機曲軸中頻淬火工藝參數(shù)的工裝及方法。

背景技術(shù)：

柴油機是當(dāng)今世界上船舶使用最為普遍的動力裝置，曲軸作為柴油機的關(guān)鍵零部件，其綜合性能要求非常高，而某些型號的中高速柴油機曲軸對表面處理亦有很高的要求，我國沒有引進表面處理技術(shù)(國外公司不提供)，完全采用國內(nèi)研制的淬火機床，生產(chǎn)效率低，且在保證表面硬度滿足要求的前提下淬硬層深度、寬度和形狀不是很理想。這種情況下，直接在中高速柴油機曲軸上摸索中頻淬火參數(shù)不可取，通過使用該工藝試驗方法，先在工藝試塊上摸索出各中頻淬火參數(shù)并固化，再運用到中高速柴油機曲軸上，可避免直接在曲軸上進行中頻淬火工藝試驗，導(dǎo)致影響曲軸質(zhì)量甚至造成曲軸報廢的可能性，且因反復(fù)淬火而影響制造周期，從而提高生產(chǎn)效率，節(jié)約制造成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，提供了一種能降低中高速柴油機曲軸因直接進行中頻淬火工藝試驗而導(dǎo)致報廢的可能性，能加快制造周期、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約制造成本的獲取中高速柴油機曲軸中頻淬火工藝參數(shù)的工裝及方法。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)方法為，獲取中高速柴油機曲軸中頻淬火工藝參數(shù)的工裝，根據(jù)曲軸中頻淬火前的主軸頸、連桿頸的規(guī)格尺寸、曲臂的大致外形以及感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計有主軸頸左、右工裝，連桿頸左、右工裝；

所述主軸頸左工裝的夾位一和聯(lián)接法蘭一連為一體，聯(lián)接法蘭一有四個螺釘孔一，外端面有卡槽一；所述主軸頸右工裝的聯(lián)接軸一一端接聯(lián)接法蘭二，一端接架位一，聯(lián)接法蘭二有四個螺釘孔二，外端面有卡槽二；

所述連桿頸左工裝的夾位二和聯(lián)接曲臂一連為一體，聯(lián)接曲臂一有四個螺釘孔三，外端面有卡槽三；所述連桿頸右工裝的聯(lián)接軸二一端接聯(lián)接曲臂二，一端接架位二，聯(lián)接曲臂二有四個螺釘孔四，外端面有卡槽四。

獲取中高速柴油機曲軸中頻淬火工藝參數(shù)的方法，具體步驟如下：

1)制備與所需中頻淬火的中高速柴油機曲軸主軸頸和連桿頸同材質(zhì)、同樣制備工藝及參數(shù)、同規(guī)格的合格主軸頸工藝試塊和連桿頸工藝試塊；制備主軸頸左、右工裝，連桿頸左、右工裝；

所述主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊的兩邊有嵌入與之相對應(yīng)的主軸頸或連桿頸工裝卡槽內(nèi)的凸臺；主軸頸或連桿頸工藝試塊有與主軸頸或連桿頸左、右工裝用螺釘連接的螺釘孔；

2)安裝好主軸頸或連桿頸中頻淬火感應(yīng)器；

3)選擇主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊及其相對應(yīng)的中頻淬火工裝，將工藝試塊兩邊的凸臺嵌入與之相對應(yīng)的左、右工裝的卡槽內(nèi)，并在工裝兩端分別用四個螺釘將主軸頸或連桿頸工藝試塊與主軸頸或連桿頸工裝固定，使其緊密連接；

4)裝配完成后，將步驟3)的工藝試塊及與之相對應(yīng)工裝吊至中頻淬火機床上進行裝夾，主軸頸或連桿頸左工裝的夾位通過中頻淬火機床夾住，主軸頸或連桿頸右工裝的架位利用固定支承托住，并調(diào)整好主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊的水平度；

5)將中頻淬火感應(yīng)器下降至主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊上，并調(diào)整好中頻淬火感應(yīng)器位置，使中頻淬火感應(yīng)器位于主軸頸或連桿頸工藝試塊長度方向的中間；中頻淬火感應(yīng)器兩邊護板通過感應(yīng)器上兩邊的定位塊將其與左、右工裝隔開；試轉(zhuǎn)淬火機床，調(diào)整主軸頸或連桿頸左、右工裝及主軸頸或連桿頸工藝試塊的水平度，直到試轉(zhuǎn)時中頻淬火感應(yīng)器不晃動，不擦碰為止；

6)啟動操作平臺，啟動淬火泵，充分循環(huán)淬火液后，測淬火液濃度；

7)將初步研究好的中頻淬火參數(shù)，包括電容、頻率、輸入功率、加熱時間、噴淋時間、機床轉(zhuǎn)速參數(shù)，輸入操作平臺的系統(tǒng)內(nèi)，作好所有淬火前的準備工作后，開始主軸頸或連桿頸工藝試塊的中頻淬火工藝試驗；

8)經(jīng)步驟7)淬火后，將主軸頸或連桿頸工裝及主軸頸或連桿頸工藝試塊吊下，拆卸主軸頸或連桿頸工藝試塊，在主軸頸或連桿頸工藝試塊表面沿長度方向線切割一橫截面為20mm×20mm的條狀試塊；

9)打磨、拋光、腐蝕步驟8)的條狀試塊，待淬硬層顯現(xiàn)出來后，測量淬硬層深度、寬度以及觀察淬硬層形狀是否滿足該型號曲軸主軸頸或連桿頸的淬硬層要求；

10)如不滿足該型號曲軸主軸頸或連桿頸的淬硬層要求，根據(jù)試驗結(jié)果，優(yōu)化淬火參數(shù)，取新的主軸頸或連桿頸工藝試塊重復(fù)步驟7)的中頻淬火操作，直到試驗結(jié)果滿足要求為止；再取新的主軸頸或連桿頸工藝試塊按照最終合格淬火參數(shù)進行中頻淬火試驗，以固化參數(shù)；

11)重復(fù)步驟2)--10)，進行連桿頸工藝試塊或主軸頸工藝試塊的中頻淬火試驗。

本發(fā)明通過采用與其型號曲軸相同材質(zhì)及相同工藝流程制造得到足夠多與該型號曲軸主軸頸或連桿頸相同規(guī)格的合格主軸頸或連桿頸工藝試塊，通過安裝調(diào)整好主軸頸或連桿頸工藝試塊與其相對應(yīng)的主軸頸或連桿頸工裝、以及與其相匹配的中頻淬火感應(yīng)器，測淬火液濃度、輸入各中頻淬火參數(shù)，進行中頻淬火工藝試驗，并不斷的優(yōu)化淬火參數(shù)，反復(fù)進行工藝試驗，最終得到最優(yōu)的中頻淬火參數(shù)，并將該最優(yōu)參數(shù)運用于該型號中高速柴油機曲軸中頻淬火中。

本發(fā)明可避免直接在曲軸上進行中頻淬火工藝試驗，導(dǎo)致影響曲軸質(zhì)量甚至造成曲軸報廢的可能性，且因反復(fù)淬火而影響制造周期，從而提高生產(chǎn)效率，節(jié)約制造成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主軸頸工藝試塊與主軸頸工裝裝配狀態(tài)圖；

圖2為本發(fā)明連桿頸工藝試塊與連桿頸工裝裝配狀態(tài)圖；

圖3、圖4為與主軸頸工藝試塊相匹配的主軸頸左工裝結(jié)構(gòu)主視圖、左視圖；

圖5、圖6為與主軸頸工藝試塊相匹配的主軸頸右工裝結(jié)構(gòu)主視圖、左視圖；

圖7、圖8為與連桿頸工藝試塊相匹配的連桿頸左工裝結(jié)構(gòu)主視圖、左視圖；

圖9、圖10為與連桿頸工藝試塊相匹配的連桿頸右工裝結(jié)構(gòu)主視圖、左視圖；

圖11、圖12為主軸頸工藝試塊結(jié)構(gòu)主視圖、左視圖；

圖13、圖14為連桿頸工藝試塊結(jié)構(gòu)主視圖、左視圖。

具體實施方式

下面參照附圖詳述本發(fā)明。

本發(fā)明的工裝有主軸頸左、右工裝，連桿頸左、右工裝。

參照圖1、3、4，主軸頸左工裝1的夾位一11和聯(lián)接法蘭一12連為一體，聯(lián)接法蘭一12有四個螺釘孔一13，外端面有卡槽一14。參照圖1、5、6，主軸頸右工裝3的聯(lián)接軸一18一端接聯(lián)接法蘭二16，一端接架位一19，聯(lián)接法蘭二16有四個螺釘孔二17，外端面有卡槽二15。

參照圖2、7、8，連桿頸左工裝6的夾位二20和聯(lián)接曲臂一21連為一體，聯(lián)接曲臂一21有四個螺釘孔三22，外端面有卡槽三23。參照圖2、9、10，連桿頸右工裝8的聯(lián)接軸二27一端接聯(lián)接曲臂二26，一端接架位二28，聯(lián)接曲臂二26有四個螺釘孔四25，外端面有卡槽四24。

本發(fā)明方法的具體步驟為：

1)制備與所需中頻淬火的中高速柴油機曲軸主軸頸和連桿頸同材質(zhì)、同樣制備工藝及參數(shù)、同規(guī)格的合格主軸頸工藝試塊和連桿頸工藝試塊。制備主軸頸左、右工裝，連桿頸左、右工裝。

所述主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊的兩邊有嵌入與之相對應(yīng)的主軸頸或連桿頸工裝卡槽內(nèi)的凸臺。主軸頸或連桿頸工藝試塊有與主軸頸或連桿頸左、右工裝用螺釘連接的螺釘孔。

所述中高速柴油機曲軸主軸頸直徑d1為150～350mm、連桿頸直徑d2為100～290mm。

所述主軸頸左、右工裝的左、右聯(lián)接法蘭一、二的直徑D與中高速柴油機曲軸主軸頸直徑d1的關(guān)系為：D-d1≥60mm。

所述連桿頸左、右工裝的卡槽三、四的中心與兩斜邊的垂直距離L1和連桿頸外徑d2的關(guān)系為：L1-d2/2≥30mm，連桿頸左、右工裝的卡槽三、四的中心與底邊的垂直距離L2和連桿頸直徑d2的關(guān)系為：L2-d2/2≥30mm。

參照圖1、3、4、5、6、11、12，主軸頸工藝試塊5兩邊有左凸臺一29、右凸臺一32。主軸頸工藝試塊5左邊有螺釘孔五30，與主軸頸左工裝1的螺釘孔一13一起，通過螺釘一2緊密連接；右邊有螺釘孔六31，與主軸頸右工裝3的螺釘孔二17一起，通過螺釘二4緊密連接。

參照圖2、7、8、9、10、13、14，連桿頸工藝試塊10兩邊有左凸臺二33、右凸臺二36。連桿頸工藝試塊10左邊有螺釘孔七34，與連桿頸左工裝6的上螺釘孔三22一起，通過螺釘三7緊密連接；右邊有螺釘孔八35，與連桿頸右工裝8的螺釘孔四25一起，通過螺釘四9緊密連接。

2)安裝好主軸頸或連桿頸中頻淬火感應(yīng)器；

先進行主軸頸工藝試驗還是先進行連桿頸工藝試驗均可，不分先后，只要求工藝試塊及其工裝與該中頻淬火感應(yīng)器相匹配即可。

3)選擇主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊及其相對應(yīng)的中頻淬火工裝，將工藝試塊兩邊的凸臺嵌入與之相對應(yīng)的左、右工裝的卡槽內(nèi)，并在工裝兩端分別用四個螺釘將主軸頸或連桿頸工藝試塊與主軸頸或連桿頸工裝固定，使其緊密連接。

參照圖1、3、4、11、12，將主軸頸工藝試塊5左邊的左凸臺一29嵌入與之相對應(yīng)的主軸頸左工裝1的卡槽一14內(nèi)，并通過螺釘一2，將主軸頸左工裝的螺釘孔一13與主軸頸工藝試塊的螺釘孔五30相連，擰緊螺釘一2，使其緊密連接。

參照圖1、5、6、11、12，將主軸頸工藝試塊5右邊的右凸臺一32嵌入與之相對應(yīng)的主軸頸右工裝3的卡槽二15內(nèi)，并通過螺釘二4，將主軸頸右工裝的螺釘孔二17與主軸頸工藝試塊的螺釘孔六31相連，擰緊螺釘二4，使其緊密連接。

參照圖2、7、8、13、14，將連桿頸工藝試塊10左邊的左凸臺二33嵌入與之相對應(yīng)的連桿頸左工裝6的卡槽三23內(nèi)，并通過螺釘三7，將連桿頸左工裝的螺釘孔三22與連桿頸工藝試塊的螺釘孔七34相連，擰緊螺釘三7，使其緊密連接。

參照圖2、9、10、13、14，將連桿頸工藝試塊10右邊的右凸臺二36嵌入與之相對應(yīng)的連桿頸右工裝8的卡槽四24內(nèi)，并通過螺釘四9，將連桿頸右工裝的螺釘孔四25與連桿頸工藝試塊的右螺釘孔八35相連，擰緊螺釘四9，使其緊密連接。

4)裝配完成后，將步驟3)的工藝試塊及與之相對應(yīng)工裝吊至中頻淬火機床上進行裝夾，主軸頸左工裝1的夾位一11或連桿頸左工裝6的夾位二20通過中頻淬火機床夾住，主軸頸右工裝3的架位一19或連桿頸右工裝8的架位二28利用固定支承托住，并調(diào)整好主軸頸工藝試塊或連桿頸工藝試塊的水平度。

5)將中頻淬火感應(yīng)器下降至主軸頸或連桿頸工藝試塊上，并調(diào)整好中頻淬火感應(yīng)器位置，使中頻淬火感應(yīng)器位于主軸頸或連桿頸工藝試塊長度方向的中間。中頻淬火感應(yīng)器兩邊護板通過感應(yīng)器上兩邊的定位塊將其與主軸頸或連桿頸左、右工裝隔開，確保感應(yīng)器與兩邊的主軸頸或連桿頸左、右工裝不擦碰。試轉(zhuǎn)淬火機床，觀察中頻淬火感應(yīng)器是否晃動，如晃動，繼續(xù)調(diào)整主軸頸或連桿頸左、右工裝及主軸頸或連桿頸工藝試塊的水平度，直到試轉(zhuǎn)時中頻淬火感應(yīng)器不晃動，不擦碰為止。

6)啟動操作平臺，啟動淬火泵，充分循環(huán)淬火液后，測淬火液濃度。

7)將初步研究好的中頻淬火參數(shù)，包括電容、頻率、輸入功率、加熱時間、噴淋時間、機床轉(zhuǎn)速等參數(shù)，輸入操作平臺的系統(tǒng)內(nèi)，作好所有淬火前的準備工作后，開始主軸頸或連桿頸工藝試塊的中頻淬火工藝試驗。

中高速柴油機曲軸主軸頸和連桿頸中頻淬火后表面硬度要求均為HRC 40～60；中頻淬火參數(shù)要求：輸入功率為150～350KW，加熱時間為≤150s。

8)經(jīng)步驟7)淬火后，將主軸頸或連桿頸工裝及主軸頸或連桿頸工藝試塊吊下，拆卸工藝試塊，在工藝試塊表面沿長度方向線切割一橫截面為20mm×20mm的條狀試塊。

9)打磨、拋光、腐蝕步驟8)的條狀試塊，待淬硬層顯現(xiàn)出來后，測量淬硬層深度、寬度以及觀察淬硬層形狀是否滿足該型號曲軸主軸頸或連桿頸的淬硬層要求。

10)如不滿足該型號曲軸主軸頸或連桿頸的淬硬層要求，根據(jù)試驗結(jié)果，優(yōu)化淬火參數(shù)，取新的主軸頸或連桿頸工藝試塊重復(fù)步驟7)的中頻淬火操作，直到試驗結(jié)果滿足要求為止；再取新的主軸頸或連桿頸工藝試塊按照最終合格淬火參數(shù)進行中頻淬火試驗，以固化參數(shù)。

11)重復(fù)步驟2)--10)，進行連桿頸工藝試塊或主軸頸工藝試塊的中頻淬火試驗。

本發(fā)明通過在主軸頸或連桿頸工藝試塊上反復(fù)中頻淬火，摸索得到滿足該型號曲軸要求的淬硬層寬度、深度和形狀結(jié)果，并將得到該試驗結(jié)果的中頻淬火參數(shù)固化后，運用到該曲軸的主軸頸或連桿頸中頻淬火工藝上。

本發(fā)明對中高速柴油機曲軸中頻淬火工藝試驗具有通用性。