摘要：对于汽车曲柄零件，其主要作用是强度和运动，而不仅仅是选择曲柄零件的材料，还包括其重要位置处的加工精度。如果对其加工过程有不合理的设计，则加工精度和效率不能满足其零件的绘图要求，因此在加工过程中应充分注意加工精度。本文主要分析抽油机曲柄的铸造工艺研究。 关键词：铸钢；抽油机曲柄；铸造工艺；充型凝固模拟
那一片消失了的苇塘引言
抽油机是开采石油的一种机器设备，通过加压的办法使石油出井。其中曲柄是抽油机的主要受力件，是将高速运动转变为低速运动的承力、传力件。某型抽油机曲柄是笔者公司承制的三种抽油机曲柄中尺寸最大的，因此也是三种抽油机曲柄中承力最大的。抽油机曲柄与笔者公司常规生产的铸件形状结构不同，是一种全新的铸件结构形式。现以尺寸最大、受力最大的某型抽油机曲柄为例进行工艺方案研究。
1、铸件结构及铸造工艺性分析
追溯调整
产品图结构显示，除几个孔加工部位和一侧平面加工外，其余均为非加工面。其中键槽孔和与键槽孔平行的对面两个孔为主要加工部位，也是抽油机曲柄的主要受力部位。根据零件图和GB/T6414-2017《铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量》标准要求设计绘制了铸件图。右侧两凸块部位的ϕ39mm加工孔径较小，选择不铸出，在其余加工孔和加工平面部位均设置了加工余量，在键槽孔部位设置了工艺补贴，铸件重220kg。除孔的部位外，其余部位均存在较大热节，尤其键槽孔周围及ϕ90加工孔的两孔间热节很大，达130mm左右。抽油机曲柄产品结构整体呈厚壁板状件，四周圆弧、斜面相接。从产品结构铸造工艺性分析，该产品只能平浇，而厚壁板状零件由于各部位金属液流量相差不大，不能形成有效的补缩梯度，冒口的有效补缩效率会降低，因此保证铸钢件抽油机曲柄关键受力部位的内部质量是关键和难点所在。
2、曲柄装夹
加工专用曲柄塔式机时，旋转中心是曲柄销轴，曲柄零件以偏心方式放置在板上。在板的另一侧安装平衡块，以消除强调板浮动液压升降间隙的负面影响。经典塔式单板磁盘安装方法不能满足偏心柄安装卡子，专用塔式安装卡子采用六脚磁盘安装卡子，即放在手柄前
后的两个正卡舌，以及分别可在托盘的45和90方向旋转的四个卡舌由于曲柄销的爪子靠近止裂槽，因此在加工止裂槽时，为了避免刀具和电路板的手柄之间的干涉，您必须在装配零件时调整电路板的手柄，以适应止裂槽轮廓的大小。
3、卸荷槽加工
卸载槽的加工必须确定几个主要数据，例如槽深度、开口宽度和刀具板厚度，选择合适的刀具延伸长度，以确保刀具板顶部、底部与顶部和底部平面保持足够的安全距离当止裂槽深度较高时，必须多次更换不同长度的刀，才能加工止裂槽的总深度。通常，您可以加工1到2通路的止裂槽，例如，使用延伸长度为L1和L2的两个刀来完成2通路的完整深度加工。卸载槽的设计采用层状车削，原车背上的刀量为2.5 ~ 5mm。由于圆形刀片的切割面在每层顶部切入时最强大，因此很容易使刀具板振动，因此使用了反向方法。首先切割一半层深度(ap/2)mm，进行小的半层车削，然后返回到的入口点异形末车采用高速钢圆锯片，切片刀由切割机组成，细车刀背上的餐刀量为AP = 0.5mm，切削力小，加工稳定，表面粗糙度值为ra = 1.6 μm。
4、改进的机械加工工艺方案分析
利益相关者理论以下是机床加工的主要改进。某些增强编辑方案中的第一次编辑与第一次编辑相同。第二，加工曲柄部件时使用通用夹具，该夹具在机床中心的机床上创建合适的刀具清单来加工切削，基本上如下所示。第一次包装时，将根据曲柄部件下的定位基准(主要用作孔的定位基准)铣削支承接头(` 81x5)。根据刀具加工过程中切削的孔②，将在中心位置186处创建孔9655x3作为下一加工的基础。第二个夹具是曲柄零件的曲柄箱，它根据最初完成的9318x5开口和修剪所在的平面进行加工，其中埋头孔为81 x 8(其中φ50 G7是加工基础)。三是到达孔底部的φ52 G7孔，主要是为965532G7. 4孔的切割和精加工做准备，是一个通常在86 H7 NC车床中加工的孔，对于φ52 G7孔，主要用于两个孔的钻孔:第一个夹具是根据第二个G7定位孔进行的，并应用特殊夹具将曲率零点固定到孔70的粗糙度但是，请注意，加工曲轴上的孔时，需要平衡锁才能克服不对称引起的离心力。但是，其他用于精确钻孔的加固方案与上述方案大致相同。通过改进和优化加工顺序以及定位和加速联接器，零件加工的精度和效率提高了近23%，制造成本从5%降低到100%，同时满足了客户的实际要求。
5、多种改进措施并用
在设备运行时，应加强和扩大探监部队:定期检查螺母的现状，检查是否有甜点或破损，发现突然出现的问题，需要及时处理，以便停止、更换、加固等。在实际情况下，有三种紧急处理方法:(1)设计双螺母紧固。两端用两个螺母拧紧固定，合理分配螺栓的拉力，逐渐增大螺母的压力，沿纵向拧紧螺母。研究表明，拧紧第一个螺母无需达到100%，只需达到80%，然后拧紧第二个螺母即可达到相应的拧紧力矩。由于螺母和型号规格大不相同，安装难度因尺寸和尺寸而异，拧紧力矩不易控制，两者之间的接触状态也不同，因此需要根据需要和实际情况进行具体分析。(2)开洞加强曲柄销的方式及配置方式，具体操作步骤:首先将螺丝钉固定在所选的固定位置，然后安装开口销，提高插销锁紧效果即使螺帽突然脱落，也不会导致销脱落。但是，这种方法仍然存在问题:在销上执行螺纹孔时，它会受到额外的约束，从而提高销的疲劳强度并缩短其寿命，同时降低销材料的强度也会带来安全风险(3)面板用四脚锁紧螺母拧紧。安装曲柄销时，应选择4脚螺母锁定方法，用3个紧固螺钉将螺母限制在4脚。在曲柄销运行过程中，如果松开4脚螺母，则由于框架的限制，曲柄销不会断开。经验表明，在曲柄销两端固定螺栓孔的方法也有助于避免破坏曲柄销的结构和力。通过研究发现，这种方法比较容易实现，安装简单，现场改造容易实施，具有很好的实际应用效果。通过上述工艺方案研究，完成了抽油机曲柄铸造工艺的设计及制造。首次
生产的铸件理化性能满足材质标准，经尺寸检测、磁粉探伤和断面解剖检查，以及后续精加工、装车验证，均满足产品的使用要求。证明铸造工艺方案设计成功，为类似产品的生产提供了宝贵经验。
结束语
厚壁板状零件的钢液从靠近补缩冒口的相对薄壁处进入，避免形成过大的接触热节，可减小铸件形成缩孔、缩松缺陷的倾向，提高铸件的工艺出品率。内浇道随铸件形状方向进入要优于垂直壁厚方向进入，可实现金属液的平稳浇注，有效避免金属液裹气、冲刷型壁而造成气孔、粘砂等铸造缺陷。厚壁板状件的铸造工艺补缩系统设计，可配合使用冷铁、铬铁矿砂等激冷材料，人为干预金属液的凝固速度，为向冒口方向实现顺序凝固创造条件，可提高冒口的补缩效率。充型模拟、凝固模拟缺陷预测相互配合使用，提高了工艺设计的成功率。
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