抛丸机曲轴制造技术

由于曲轴在交变应力作用下工作，其轴颈面变化转接圆角处发生应力疲劳和应变破坏的危险性极大。目前，通过喷丸强化技术来改变曲轴抗疲劳性能已在大范围内得到普遍应用，且效果令人满意。

传统滚压强化技术的缺陷是，由于受曲轴加工技术性的限制，各轴颈圆角很难与滚轮相吻合，往往造成圆角的啃切现象，而且滚压后的曲轴变形较大，效果不佳。喷丸强化的机理是利用严格控制直径并具有一定强度的丸粒，在高速气流作用下，形成弹丸流并连续向曲轴金属表面喷射，就像用无数个小锤进行锤击，使曲轴表面产生极为强烈的塑性变形，形成冷作硬化层。简而言之，由于曲轴在加工中受各种机械切削力的作用，其表面特别是曲轴截面变化转接圆角处的应力分布极不均匀，工作中又受交变应力作用，很容易产生应力腐蚀而使曲轴的疲劳寿命降低。而喷丸强化技术是通过引入一个预压应力来抵消零件在以后工作周期会受到的拉应力，从而提高工件抗疲劳性能和安全使用寿命。

对于喷丸强化过程，有两个最关键的参数。一个是应力强度，这通常是采用“阿尔门试片”进行强度检测。多个试片固定在曲轴的不同表面，特别是应力最集中的曲轴截面变化转接圆角处，一同进行喷丸，试片上产生的压应力影响导致试片弓曲。曲率的扩大变化与丸料冲击的能量成比例。另一个确定喷丸质量的主要参数是覆盖率，这主要是指强化后表面弹坑占据的面积与总强化表面的比值，该参数由曲轴的设计工程师来定义，通常要求是在100%～200%，有些曲轴应用可能要求覆盖率高于200%。

根据曲轴的硬度和理想的导入压应力强度，通常曲轴喷丸强化使用的丸粒硬度在50～55hrc，大小在s280～s330(0.7mm～0.84mm)。这样产生在“阿尔门试片”上的强度范围约在0.008～0.010c(0.025ontheascale)。相较于抛丸清理，喷丸强化的技术参数监控更为严苛。就曲轴强化应用而言，需要监控的参数包括:喷丸速度、喷丸强度、丸粒直径、喷丸的距离、强化的时间及覆盖率。这些参数中任意一个的变化，都会不同程度地影响曲轴表面强化的效果。

正确应用可控的喷丸强化技术，能使曲轴和其它在高载荷条件下工作的零件的疲劳强度得到大幅提高，从而大大延长零件的抗疲劳寿命。先进、精密的带电脑程控技术的喷丸设备能够对喷丸流程进行严密监控，以确保喷丸质量的恒定性和可重复性。目前，全球很多著名的汽车整车厂商和零部件制造商都已将强化列入标准的生产技术流程中，强化设备也与其他制造设备一样形成了完整的现代制造流水线。