发动机轴瓦加工工艺改进设计研究范文

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关键词：发动机；轴瓦；加工工艺

轴承作为重要的支撑元件，按照其摩擦性质分为滑动轴承和滚动轴承，滑动轴承性能优于滚动轴承，使用更广泛。滑动轴承由轴瓦和轴承座构成，轴瓦直接与轴相接触作相对运动。轴承表面有油膜存在，在一定载荷作用下轴径和轴承之间仍存在边界摩擦或混合摩擦，为保证轴承在发动机运行中安全可靠，要求轴承合金具有良好物理化学性能。为提高其使用性能，降低成本，文章从选材入手，对其加工工艺进行改进设计。

1发动机轴瓦的作用和结构

发动机高速运转时，一旦出现装配不良、润滑不良、温度过高、超负荷运行等现象，轴瓦相当于“发动机的保险丝”，通过自损来保护其他零件，从而降低发动机维护成本。发动机的轴瓦大多数是对开式薄壁型，为了防止摩擦产生热量影响其他零部件，通常表面质量有较高的要求。其主要组成部分有钢背层、合金层、油槽、内倒角、油孔、油孔倒角和外倒角等。

2轴瓦材料的选择

烧瓦现象作为最常见的失效形式，其主要原因与轴瓦材料有很大关系，轴瓦常用的材料有金属材料和非金属材料。金属材料中，铸铁具有优良的延展性和可铸造性，性价比较高，但抗拉性能差，承受载荷能力不强，焊接性能也较差，后期维修成本较高。合金材料使用性能优于铸铁，具有更高的强度、减摩性、导电性、导热性和延展性，常见的巴氏合金适用于中低速等[1]。非金属材料中应用最多是工程塑料，工程塑料最大的优点在于抗腐蚀性强，减摩性及耐磨性好，自润滑好不易擦伤配合表面；除此之外还有木质材料、碳-石墨、橡胶等。针对当前发动机发展方向：高速、重载、质量轻、成本低，从而对轴瓦提出了更高的要求，研究表明：铝锌合金具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和抗胶合性等一系列优良物理化学和机械方面的性能，且成本低廉[2]。

3轴瓦加工工艺的改进

文章以提高产品强度，改善加工表面质量，减少加工工序为目的，对轴瓦加工工艺进行改进，轴瓦的加工集中在通用车床完成，减少了装夹次数，从而减少了加工误差，适用于高速重载发动机上[3]。

3.1毛坯的制造

1）轴瓦为薄壁型零件，一般采用压弯成型方式获得毛坯外形。剪床将铁基金属板裁剪成规格尺寸，再用压力机将毛坯用折弯定型[4]。2）粗车表面，为减少切削产生的变形，在浇注之前，需对内外圆表面，左右端面进行粗加工处理，切除较大的余量。3）粗车油槽和倒角，先将轴瓦固定在钳工台上，划上加工轨迹，防止在粗车时出现误差。然后对毛坯进行热处理，将其放在550℃左右的保温炉中，保温2h左右，并进行倒角。4）铣削油孔，油孔的作用是用来润滑轴的，加工油孔时尽量均匀分布。

3.2毛坯浇注面处理

1）喷丸处理，为消除毛坯压弯成型产生的表面应力，提高抗疲劳强度，采用喷丸处理。2）清洗，为除掉轴瓦表面的碱性和酸性物质，浇注前需对轴瓦进行清洗。常用工业火碱配置成8%～10%的氢氧化钠来清洗零件表面的的碱性物质。再用浓度10%工业盐酸浸泡5min左右，用热水冲洗掉残留在上面的酸性物质。

3.3浇注面搪锌

先将毛坯放入保温炉中进行预热，温度是200℃左右、时间在30min左右。然后将毛坯的内表面浸泡在液态纯锌中5min左右，完成对轴瓦内表面的搪，确保毛坯搪得均匀而稀薄。

3.4浇注锌基合金

1）将毛坯装夹在离心浇注机上，然后将熔融的液态的锌基合金浇铸在搪锌后的毛坯内表面上。浇注完成后放在空气中自然冷却1min左右，接着用自来水冷却2～3min，最后静置于空气中让它冷却至室温。2）检查浇注质量。利用相关仪器设备检查毛坯的粘结的质量和浇注的质量、合金成分、金相和硬度等是否达标。

3.5精加工以及检查

1）半精加工，为进一步提高表面质量，消除浇注不均匀的缺陷，粗车内孔浇注的合金面，半精车内外圆表面及左右端面。2）精加工，区别于传统镗削加工方法，直接采用专用的刮瓦机进行内外表面的精加工，减少了粗镗工序，缩短了工时，从而提高了生产效率。3）最终检查，检测零件内部是否完整，以及表面是否有缺损。然后抽样检查轴瓦的厚度、钢背层的厚度、合金层的厚度以及油槽的深度和各个倒角的角度是否合格。

4结束语

文章通过多种材料比较，选择适合高速重载发动机轴瓦的材料；然后以提高表面质量和力学性能，提高生产效率为主要目的，对其加工工艺进行改进，将轴瓦加工集中在车床完成，摒弃传统的镗削工艺，采用更专业的刮瓦机。

参考文献：

[1]杜芝鹏.立式水轮机水导轴承轴瓦结构分析及其工艺研究[J].东方电气评论,2017(2):47-51.

[2]张奇.一种低成本的轴瓦加工工艺方案[J].解决方案,2014(2):7.

[3]梁忠耀,俞艳花.发动机轴瓦防漏装方法[J].装备制造技术,2016(7):193-196.

[4]王秋冰.发动机的发展趋势[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.

作者：肖洁 单位：湖北工程学院新技术学院