曲轴 淬火 机 床 上设 置 有 三 种 感 应 器 ，分 别 自动
重要因素 ，淬火冷却介质的浓度越 大，其冷却能力 越差 ， 相对淬火 硬度低 。淬火冷却介质 的冷却速 度
是 影 响淬火 质 量 的决 定 性 因素 ，为 保 证 工 件 表 面 淬
对 曲轴 主 轴 颈 、曲 柄 销 和止 推 轴 承 两 侧 进 行 中频 淬 火 。淬 火机 床 的 感 应 器 独 立悬 挂 平衡 机 构 、数 控 浮
大型船用中速柴油机曲轴工艺设计
青 岛淄柴博 洋柴油机股份 有限公 司 （ 山东 ２ ６０ ） 邱前进 ６７ ０ 张严芳 丁 晓
曲轴 是 柴 油 机 用 于 传 递 功率 的关 键 零 部 件 ，在 大 型船用 柴 油机 曲轴 的长 径 比较 大 ，刚 性较 差 ，
柴 油机 的工 作 循 环 中， 曲轴 承 受周 期 性 不 断变 化 的 压力 、往 复运 动 的惯 性 力 、旋 转 质 量 的离 心 惯 性 力 及力 矩等 复杂 的交 变 载 荷 ，承受 拉 、压 、弯 和磨 损 ， 因此 要 求 曲轴 应 具 备 有 足 够 的强 度 、 刚 性 、韧 性 、
耐磨性 及 良好 的平衡性 。
尺 寸 、形位 公差 精 度 较 高 ，因此 加工 工 艺 比较 复 杂 。 柴 油 机 曲 轴 有 ６ 缸 、 ８ 缸 两 种 ，６ 缸 曲 轴 长
４０５５ ｍ， ８．ｍ ８缸曲轴长 ５１ ．ｍ １ ５ ｍ，主轴颈 ｔ ９ｍ ５ ｈ ５ ｍ， ２
连杆 轴颈 ４ ８ ｍ ， ０ ｍ，材料 为 ￥ ４ Ｙ，轴 颈及 止 推 面淬 ２ ４Ｓ 火处 理 。图 １ 为某 船用 中速 柴油 机 ８缸 曲轴 的外形 。
（ ）连 杆 轴 颈 的 加 工 曲 轴 连 杆 轴 颈 的 加 工 ４ 在 双头 曲轴 车 床 上 完 成 ，根 据 车 床 的 结 构 和 曲 轴 加工 的要 求 ，设 计 了 曲 轴 车 床 专 用 夹 具 。该 夹 具
参 。工 Ｈ，口 Ｚ啪： 磊 工 ．，， 荔 ３ 棚 Ｈ；¨ ＇ ＾ ∞ ３ ．ｒ Ｊ ， ｅ Ｃ 兰
一
硬 并获 得一 定 的淬 硬 层 深 度 ，同时 要 减 少 热应 力 和 组织 应力 对 零 件 的有 害 作 用 ，要 求 淬火 冷 却 介 质 在
不同的冷却 阶段应具有不同的冷却能力 ，特别在等
温转 变 图鼻 尖 处 ，是 过 冷 奥 氏体 最 不 稳 定 区域 ，零
件的冷却速度必须大于临界冷 却速度 ，防止在淬火
性 能高 于 ４ Ｍｎ钢 ，曲轴锻 造后 采用 正火 处 理 ，以消 ５
除锻 造 应 力 ，降 低 硬 度 ，细 化 晶粒 ，使 组 织 均 匀 ， 并为 后续 的 中频 感应 加热 淬火做 好 准备 。
（ ） 主轴颈 的 加工 ２ 首 先借 正 曲轴 毛坯 划 出两
力 退火 一划 线一 半 精 车 主轴 颈 一 半 精 车 连 杆 轴 颈 一
动跟踪机构是曲轴淬火机床 的核心部件 ，实现感应
器 在 曲轴 淬火 过 程 的浮 动 跟 踪 定 位 ，并 调 整 负 载 系 统 对 曲轴 的压力 以减 少 曲轴淬火 的变 形量 。 为 了能使 工 件 获得 要 求 的 淬 火 硬 度 和 深 度 ，同 时 避免 淬火 裂纹 和减 小 变 形 ，采 用 Ｐ Ｇ类 水 溶 性 淬 Ａ 火介 质 。实 践 证 明 ，Ｐ Ｇ类 水 溶 性 淬 火 冷 却 介 质 冷 Ａ
端 十字 中心 线 ，在 龙 门镗 铣 床 打 两 端 中 心 孔 ， 中心 孔为加 工 主 轴 颈 的定 位 基 准 ，中心 孔 的 加 工 质 量 直 接影 响 曲轴 的 加工 精 度 ，因此 ，中 心 孔 在粗 加 工及 热处理 后必 须进 行 修 研 。在 数 控 车 床 粗 车 主 轴 颈外 圆 、开 挡面 及 两端 工艺 夹 头 外 圆 ，工 艺夹 头 作 为 曲 轴车床 及磨 床 的其 中一 个 定 位 基 准 ，曲 轴 毛 坯 在 两 端 预先 留有 工艺 夹头 。 （ ） 钻 、铰 定位 销 孔 主 轴 颈 加 工 完 成 后 ，以 ３ 两端 工 艺夹 头为基 准 ，在 飞 轮端 面 钻 、铰定 位 销孔 ， 作 为曲轴 车 床 及 磨 床 的另 一 定 位 基 准 ，以保 证 加 工
端 止 口一 镗 飞轮螺 栓孔一 抛 光一探 伤一 动平 衡 。
２ ．曲轴 工序 设计 分 析 （ ） 曲轴毛 坯 的锻 造 及 预 备 热处 理 曲轴 毛坯 １ 采用使 曲轴具 有全 纤 维 的 Ｔ Ｒ法 弯 曲镦 锻 技术 锻 出 ， 以保持 曲轴 内部 金 属 纤 维 组 织 合 理 地 连 续 分 布 ，这 样可 以使 曲 轴 的力 学性 能 得 到 改 善 ，使 用 寿 命 和 可 靠 性得 到提 高 。 ￥４ Ｙ钢的化 学成 份与 ４ Ｍ ４Ｓ ５ ｎ钢 相近 ，但 其 力 学
Ｒ３ ｌ２ ４ ５
。
、
／ 、
图 １ 曲轴简图
１ ．曲轴 的工 艺 流 程
曲轴工 艺 流程 为 ：曲轴 毛坯 的锻 造 一 正 火 一 划 线 一 打 中心 孔 一 粗 车 主 轴颈 及 工 艺 夹 头一 钻 、铰 定 位 销孔 一粗 车 连 杆 轴 颈一 粗铣 平 衡 重 安 装 面 一 去 应
主轴 颈与 连杆轴 颈基 准 的统一 。
探伤一去应力退火一粗磨 主轴颈一粗磨连杆轴颈一
钻 油孔一 淬 火一 回火 一 半 精 磨 主 轴 颈一 半 精磨 连 杆
轴 颈一 精车 开挡 、内 一 精铣 平衡重 安装 面及 螺纹孔
一 精磨 主轴 轴颈 一 精 磨 连 杆 轴 颈 一 锯 夹 头一 车 飞 轮
过程 中发 生珠 光体和 贝 氏体转 变 。在低 温 ３ ０ 时应 ０℃
却特性稳定 ，可以获得 长期 的淬火冷却效果 ，使用
安 全 Байду номын сангаас清洁 。