获取中高速柴油机曲轴中频淬火工艺参数的工装的制作方法

本实用新型涉及一种获取中高速柴油机曲轴中频淬火工艺参数的工装。

背景技术：

柴油机是当今世界上船舶使用最为普遍的动力装置，曲轴作为柴油机的关键零部件，其综合性能要求非常高，而某些型号的中高速柴油机曲轴对表面处理亦有很高的要求，我国没有引进表面处理技术(国外公司不提供)，完全采用国内研制的淬火机床，生产效率低，且在保证表面硬度满足要求的前提下淬硬层深度、宽度和形状不是很理想。这种情况下，直接在中高速柴油机曲轴上摸索中频淬火参数不可取，通过使用该工艺试验方法，先在工艺试块上摸索出各中频淬火参数并固化，再运用到中高速柴油机曲轴上，可避免直接在曲轴上进行中频淬火工艺试验，导致影响曲轴质量甚至造成曲轴报废的可能性，且因反复淬火而影响制造周期，从而提高生产效率，节约制造成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现状，提供一种能降低中高速柴油机曲轴因直接进行中频淬火工艺试验而导致报废的可能性，能加快制造周期、提高生产效率、节约制造成本的获取中高速柴油机曲轴中频淬火工艺参数的工装。

本实用新型目的的实现方法为，获取中高速柴油机曲轴中频淬火工艺参数的工装，根据曲轴中频淬火前的主轴颈、连杆颈的规格尺寸、曲臂的大致外形以及感应器的结构，设计有主轴颈左、右工装，连杆颈左、右工装；

所述主轴颈左工装的夹位一和联接法兰一连为一体，联接法兰一有四个螺钉孔一，外端面有卡槽一；所述主轴颈右工装的联接轴一一端接联接法兰二，一端接架位一，联接法兰二有四个螺钉孔二，外端面有卡槽二；

所述连杆颈左工装的夹位二和联接曲臂一连为一体，联接曲臂一有四个螺钉孔三，外端面有卡槽三；所述连杆颈右工装的联接轴二一端接联接曲臂二，一端接架位二，联接曲臂二有四个螺钉孔四，外端面有卡槽四。

采用本实用新型，通过采用与其型号曲轴相同材质及相同工艺流程，制造得到足够多与该型号曲轴主轴颈或连杆颈相同规格的合格主轴颈或连杆颈工艺试块，通过安装调整好主轴颈或连杆颈工艺试块与其相对应的主轴颈或连杆颈工装，以及与其相匹配的中频淬火感应器，测淬火液浓度、输入各中频淬火参数，进行中频淬火工艺试验，并不断的优化淬火参数，反复进行工艺试验，最终得到最优的中频淬火参数，并将该最优参数运用于该型号中高速柴油机曲轴中频淬火中。

本实用新型可避免直接在曲轴上进行中频淬火工艺试验，导致影响曲轴质量甚至造成曲轴报废的可能性，且因反复淬火而影响制造周期，从而提高生产效率，节约制造成本。

附图说明

图1为主轴颈工艺试块与本实用新型主轴颈工装装配状态图；

图2为连杆颈工艺试块与本实用新型连杆颈工装装配状态图；

图3、图4为与主轴颈工艺试块相匹配的主轴颈左工装结构主视图、左视图；

图5、图6为与主轴颈工艺试块相匹配的主轴颈右工装结构主视图、左视图；

图7、图8为与连杆颈工艺试块相匹配的连杆颈左工装结构主视图、左视图；

图9、图10为与连杆颈工艺试块相匹配的连杆颈右工装结构主视图、左视图；

图11、图12为主轴颈工艺试块结构主视图、左视图；

图13、图14为连杆颈工艺试块结构主视图、左视图。

具体实施方式

下面参照附图详述本实用新型。

本实用新型的工装有主轴颈左、右工装，连杆颈左、右工装。

参照图1、3、4，主轴颈左工装1的夹位一11和联接法兰一12连为一体，联接法兰一12有四个螺钉孔一13，外端面有卡槽一14。参照图1、5、6，主轴颈右工装3的联接轴一18一端接联接法兰二16，一端接架位一19，联接法兰二16有四个螺钉孔二17，外端面有卡槽二15。

参照图2、7、8，连杆颈左工装6的夹位二20和联接曲臂一21连为一体，联接曲臂一21有四个螺钉孔三22，外端面有卡槽三23。参照图2、9、10，连杆颈右工装8的联接轴二27一端接联接曲臂二26，一端接架位二28，联接曲臂二26有四个螺钉孔四25，外端面有卡槽四24。

采用本实用新型获取中高速柴油机曲轴中频淬火工艺参数的具体步骤为：

1)制备与所需中频淬火的高速机曲轴主轴颈和连杆颈同材质、同样制备工艺及参数、同规格的合格主轴颈工艺试块和连杆颈工艺试块。制备主轴颈左、右工装，连杆颈左、右工装。

所述主轴颈工艺试块或连杆颈工艺试块的两边有嵌入与之相对应的主轴颈或连杆颈工装卡槽内的凸台。主轴颈或连杆颈工艺试块有与主轴颈或连杆颈左、右工装用螺钉连接的螺钉孔。

所述中高速柴油机曲轴主轴颈直径d1为150～350mm、连杆颈直径d2为100～290mm。

所述主轴颈左、右工装的左、右联接法兰一、二的直径D与中高速柴油机曲轴主轴颈直径d1的关系为：D-d1≥60mm。

所述连杆颈左、右工装的卡槽三、四的中心与两斜边的垂直距离L1和连杆颈外径d2的关系为：L1-d2/2≥30mm。连杆颈左、右工装的卡槽三、四的中心与底边的垂直距离L2和连杆颈直径d2的关系为：L2-d2/2≥30mm。

参照图1、3、4、5、6、11、12，主轴颈工艺试块5两边有左凸台一29、右凸台一32。主轴颈工艺试块5左边有螺钉孔五30，与主轴颈左工装1的螺钉孔一13一起，通过螺钉一2紧密连接；右边有螺钉孔六31，与主轴颈右工装3的螺钉孔二17一起，通过螺钉二4紧密连接。

参照图2、7、8、9、10、13、14，连杆颈工艺试块10两边有左凸台二33、右凸台二36。连杆颈工艺试块10左边有螺钉孔七34，与连杆颈左工装6的上螺钉孔三22一起，通过螺钉三7紧密连接；右边有螺钉孔八35，与连杆颈右工装8的螺钉孔四25一起，通过螺钉四9紧密连接。

2)安装好主轴颈或连杆颈中频淬火感应器；

先进行主轴颈工艺试验还是先进行连杆颈工艺试验均可，不分先后，只要求工艺试块及其工装与该中频淬火感应器相匹配即可。

3)选择主轴颈工艺试块或连杆颈工艺试块及其相对应的中频淬火工装，将工艺试块两边的凸台嵌入与之相对应的左、右工装的卡槽内，并在工装两端分别用四个螺钉将主轴颈或连杆颈工艺试块与主轴颈或连杆颈工装固定，使其紧密连接。

参照图1、3、4、11、12，将主轴颈工艺试块5左边的左凸台一29嵌入与之相对应的主轴颈左工装1的卡槽一14内，并通过螺钉一2，将主轴颈左工装的螺钉孔一13与主轴颈工艺试块的螺钉孔五30相连，拧紧螺钉一2，使其紧密连接。

参照图1、5、6、11、12，将主轴颈工艺试块5右边的右凸台一32嵌入与之相对应的主轴颈右工装3的卡槽二15内，并通过螺钉二4，将主轴颈右工装的螺钉孔二17与主轴颈工艺试块的螺钉孔六31相连，拧紧螺钉二4，使其紧密连接。

参照图2、7、8、13、14，将连杆颈工艺试块10左边的左凸台二33嵌入与之相对应的连杆颈左工装6的卡槽三23内，并通过螺钉三7，将连杆颈左工装的螺钉孔三22与连杆颈工艺试块的螺钉孔七34相连，拧紧螺钉三7，使其紧密连接。

参照图2、9、10、13、14，将连杆颈工艺试块10右边的右凸台二36嵌入与之相对应的连杆颈右工装8的卡槽四24内，并通过螺钉四9，将连杆颈右工装的螺钉孔四25与连杆颈工艺试块的右螺钉孔八35相连，拧紧螺钉四9，使其紧密连接。

4)装配完成后，将步骤3)的工艺试块及与之相对应工装吊至中频淬火机床上进行装夹，主轴颈左工装1的夹位一11或连杆颈左工装6的夹位二20通过中频淬火机床夹住，主轴颈右工装3的架位一19或连杆颈右工装8的架位二28利用固定支承托住。调整好主轴颈工艺试块或连杆颈工艺试块的水平度。

5)将中频淬火感应器下降至主轴颈或连杆颈工艺试块上，并调整好中频淬火感应器位置，使中频淬火感应器位于主轴颈或连杆颈工艺试块长度方向的中间。中频淬火感应器两边护板通过感应器上两边的定位块将其与主轴颈或连杆颈左、右工装隔开，确保感应器与两边的主轴颈或连杆颈左、右工装不擦碰。试转淬火机床，观察中频淬火感应器是否晃动，如晃动，继续调整主轴颈或连杆颈左、右工装及主轴颈或连杆颈工艺试块的水平度，直到试转时中频淬火感应器不晃动，不擦碰为止。

6)启动操作平台，启动淬火泵，充分循环淬火液后，测淬火液浓度。

7)将初步研究好的中频淬火参数，包括电容、频率、输入功率、加热时间、喷淋时间、机床转速等参数，输入操作平台的系统内，作好所有淬火前的准备工作后，开始主轴颈或连杆颈工艺试块的中频淬火工艺试验。

中高速柴油机曲轴主轴颈和连杆颈中频淬火后表面硬度要求均为HRC 40～60；中频淬火参数要求：输入功率为150～350KW，加热时间为≤150s。

8)经步骤7)淬火后，将主轴颈或连杆颈工装及主轴颈或连杆颈工艺试块吊下，拆卸工艺试块，在工艺试块表面沿长度方向线切割一横截面为20mm×20mm的条状试块。

9)打磨、抛光、腐蚀步骤8)的条状试块，待淬硬层显现出来后，测量淬硬层深度、宽度以及观察淬硬层形状是否满足该型号曲轴主轴颈或连杆颈的淬硬层要求。

10)如不满足该型号曲轴主轴颈或连杆颈的淬硬层要求，根据试验结果，优化淬火参数，取新的主轴颈或连杆颈工艺试块重复步骤7)的中频淬火操作，直到试验结果满足要求为止；再取新的主轴颈或连杆颈工艺试块按照最终合格淬火参数进行中频淬火试验，以固化参数。

11)重复步骤2)--10)，进行连杆颈工艺试块或主轴颈工艺试块的中频淬火试验。

采用本实用新型装主轴颈或连杆颈工艺试块，通过在主轴颈或连杆颈工艺试块上反复中频淬火，摸索得到满足该型号曲轴要求的淬硬层宽度、深度和形状结果，并将得到该试验结果的中频淬火参数固化后，运用到该曲轴的主轴颈或连杆颈中频淬火工艺上。

本实用新型对中高速柴油机曲轴中频淬火工艺试验具有通用性。