WD615球墨铸铁曲轴的开发

论文摘要

WD615系列柴油机是国内当前已经非常成熟的、应用最广泛、市场饱有量最大的重型柴油机,该发动机的曲轴采用合金钢模锻锻造后加工而成,制造成本高,加工复杂,零件单支成本以及价格居高不下。利用目前先进的球墨铸铁铸造和热处理工艺,曲轴关键部位的形状进行优化设计,利用气体氮化对曲轴进行表面处理,加上采用目前世界上最先进的圆角变力滚压对所有轴颈圆角进行滚压强化,使采用球墨铸铁铸造方式生产的WD615曲轴的疲劳强度以及使用寿命能够满足WD615系列发动机的使用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 曲轴简介
• 1.2 曲轴关键工序加工
• 1.3 项目背景
• 第二章 WD615曲轴实施以铁代钢的可行性分析
• 2.1 WD615柴油机工作条件介绍
• 2.2 原设计中锻钢曲轴技术要求
• 2.3 以铁代钢曲轴在中型发动机上的应用
• 2.4 WD615曲轴的结构及强度储备分析
• 2.5 球铁曲轴滚压强化对疲劳强度的影响分析
• 2.6 氮化对曲轴磨损表面的作用分析
• 2.7 拟采取的措施及工艺流程
• 第三章 球墨铸铁曲轴原材料
• 3.1 球墨铸铁型号的选择
• 3.2 QT800-4生产过程
• 3.2.1 工艺工程
• 3.2.2 合金元素的作用
• 3.3 孕育工艺的选择
• 3.3.1 孕育剂成分的选择
• 3.3.2 一般的选择原则
• 3.3.3 孕育原则
• 3.4 先进的浇铸工艺
• 3.5 合理的热处理工艺
• 3.6 检验
• 3.6.1 金相组织
• 3.6.2 曲轴本体的力学性能
• 第四章 曲轴关键部位形状的优化设计
• 4.1 小头形状的改变
• 4.2 形状改变后强度变化
• 4.3 曲柄臂形状的改变
• 4.4 曲柄臂形状改变后的强度变化
• 4.4.1 连杆轴径圆角处弯曲应力对比计算
• 4.4.2 连杆轴径圆角处扭转应力对比计算
• 4.5 对曲轴的安全系数进行理论计算
• 第五章 滚压过程工艺参数的确定
• 5.1 滚压方案的选择
• 5.2 滚压转速的确定
• 5.3 滚压次数的确定
• 5.4 滚轮直径的选择
• 5.5 滚压力的确定
• 5.5.1 变力滚压的原理
• 5.6 滚压力确定工艺实验
• 5.7 实施过程
• 5.7.1 加工工艺流程
• 5.7.2 粗加工后为去除机械应力
• 5.7.3 为增加轴颈表面耐磨性
• 第六章 实验验证
• 6.1 疲劳试验机工作原理
• 6.2 疲劳试验机标定
• 6.2.1 载荷标定的原理
• 6.2.2 WD615曲轴的疲劳试验标定记录
• 6.3 球墨铸铁曲轴疲劳试验报告与锻钢曲轴疲劳试验报告对比
• 6.3.1 球墨铸铁曲轴疲劳强度
• 6.3.2 WD615/68锻钢曲轴的疲劳强度
• 6.3.3 WD615/67锻钢曲轴的疲劳强度
• 6.3.4 疲劳试验结果对比分析
• 6.3.5 装车使用情况
• 第七章 全文总结
• 7.1 开发过程总结
• 7.2 总结球墨铸铁曲轴的详细技术规范
• 7.3 存在的问题
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表