曲軸設計是什么？

曲軸設計可不簡單，它直接影響發動機性能和可靠性 。設計時要綜合考慮多方面因素。

先看材料選擇，像 40CrNiMoA 這類材料就不錯，強度高且韌性良好，能滿足曲軸工作要求。

模鍛型腔分模面設計也有講究，依據零件外形結構和走勢，沿曲柄外形曲面分模，能自然出模，還能減少加工余塊和加工量。

產品基準選擇也重要，讓設計基準與加工基準為同一基準，便于機加找正定位中心、減少累計公差。

數值模擬優化毛邊槽設計方面，水平方向不易充滿的中部曲柄部分，下模不增設橋部，只保留上模橋部。校正模具型腔設計，選兩頭主軸及連桿頸為校正部位，空出曲柄和其連接的軸頸，校正模收縮率為 1.0% - 1.2% 。

模鍛成形時，先把臥鍵裝在模具上用銷固定在 630kJ 對擊錘錘頭上，預熱模具用機油 + 石墨潤滑，用天然氣加熱爐加熱毛坯，充分保溫后快速轉移到預熱模具中，先輕擊再重擊成形然后空冷。

熱處理用電阻爐正火，單層擺放鍛件，底部增加支架防止變形。這樣能得到質量佳的曲軸產品。

3D 設計方面，新建曲軸文件后把單位改成英制 in ，在 YZ 工作平面繪制草圖并拉伸，不同部位多次拉伸，在不同平面繪制草圖并進行旋轉、倒圓角、鏡像、復制等操作，創建孔特征和圓柱體進行布爾運算，完成 3D 設計。

曲軸設計步驟有初步設計、計算和試驗。初步設計要根據發動機用途等參數選材料、結構型式等，依據經驗初步定曲柄銷等尺寸，按發動機相關參數確定曲柄排列。計算環節要進行軸心軌跡和軸承負荷計算，校核軸頸表面線速度，計算曲軸疲勞強度、平衡和扭轉振動，根據結果看是否修改設計。試驗常用疲勞試驗和應力測量，通過可靠性試驗后曲軸才能定型。

總之，曲軸設計要精心考慮各因素，才能設計出滿足需求的曲軸 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）