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【創世紀小百科】曲軸加工工藝
滾壓工藝原理
滾壓加工
是將高硬度且表面光滑的滾柱與金屬表面滾動摩擦接觸，使被加工金屬的表面層發生局部微量的塑性變形并改善表面粗糙度和材料綜合力學性能的塑性加工方法。
與切削加工不同，滾壓是一種不去除材料的塑性加工方法。
被滾壓加工的工件不僅可以瞬間提高表面質量，而且加工面硬化后，其耐磨性得到提高的同時，疲勞強度也會增加30%左右，具有切削加工中無法得到的優點。
由于可簡單并且低成本地進行零部件的超精密加工，日益被以汽車產業為首的精密機械，化學，家電等產業廣泛采用，發揮了很大的優勢。
曲軸滾壓工藝
曲軸滾壓加工內容是所有軸頸(所有主軸頸和連桿頸)溝槽圓角。
曲軸為什么需要滾壓？
曲軸在工作中承受交變載荷，主軸頸和連桿頸圓角過渡處，屬于曲軸強度的薄弱環節，軸頸與曲柄臂過渡圓角在切削或磨削加工后的刀痕存在應力集中，長期的高速旋轉運轉和較大的交變負荷應力將有可能造成曲軸圓角處產生裂紋或斷裂。
這樣會造成曲軸結構的增大和重量的增加，不僅使材料的利用率低，同時也增加了發動機的重量，使發動機燃油經濟性差。
針對以上問題，滾壓技術則可以解決。
經過滾壓加工后，可以在曲軸軸頸表面留下一層表面硬化層，不但可以提高表面質量，還可以形成殘余壓應力，提高曲軸抗疲勞性能。
滾壓工藝參數
滾壓工藝的主要參數是滾壓力。
滾壓力大小的設定，主要取決于工件的材料、圓角的大小和發動機最大爆發壓力。
滾壓力太小會削弱曲軸強化的效果，滾壓力太大則會壓潰曲軸表面，降低曲軸的疲勞強度。
滾壓力的產品要求是一個范圍，可通過疲勞試驗進行滾壓力的驗證。
疲勞試驗通常包括單步試驗和階梯試驗兩部分。
單步試驗
主要是通過對少量曲軸工件、進行特定工作狀態循環次數(通常大于20萬次)，分析驗證曲軸的動態耐久性能。
階梯試驗
則是對較多曲軸工件(具有統計學意義，例如30件以上)、進行特定工作狀態循壞次數(數量略少于單步試驗)，分析曲軸的產品的性能。
產品圖紙的滾壓力要求，是針對單一溝槽、帶角度要求的滾壓力。
1、設備上設定的滾壓力，是根據產品圖紙要求轉換的力值，如下圖所示。
2、設備校核壓力：維修標定壓力傳感器時使用的設定壓力，用外接的測力計來檢查壓力傳感器是否準確。
滾壓工藝過程
1、工件定位
1、工件定位
以曲軸芯軸端和法蘭端的中心孔進行軸向定位，角向定位則是使用激光探測連桿頸頂端。
2、夾緊驅動
夾緊法蘭端外圓，使用兩點夾緊的浮動卡盤。
3、預夾緊
滾壓臂閉合、以低壓預夾緊曲軸工件。
4、滾壓前測量
測量工件來料主軸徑跳動，如果超過跳動預警值，機床報警不滾壓此工件。
5、“A-B-C” 完成滾壓
A圈升壓到最終滾壓力，B圈保持最終滾壓力，C圈降壓到預夾緊壓力。
6、滾壓后測量
測量滾壓后工件主軸徑跳動。
7、校直
如果跳動超過設定要求，則需要進行校直。校直后再次測量跳動值，并可以重復校直，但次數也是有限制的，一般設定為3-5次，超5次設備報警。
8、打標
合格工件特定上打標。