发动机气门弹簧热处理工艺的优化-中国工具信息网.pdf

６２ 工 具 技 术 发动机气门弹簧热处理工艺的优化 王峰 常州机电职业技术学院 摘要：根据对气门弹簧的应力分析，设计了更为优化的气门弹簧的热处理工艺，分析右旋弹簧在同等喷丸条 件下，采用不同的热处理工艺，内侧与钢丝轴线成４５°方向的残余应力值，绘制弹簧钢丝内表面残余应力的分布曲 线，并采用不同的气门弹簧样件模拟发动机实际工况、１．１倍工作应力幅和１．２倍工作应力幅，从而得到气门弹簧 热处理工艺与气门弹簧残余应力及疲劳性能的关系。 关键词：气门弹簧；热处理工艺；残余应力；疲劳寿命 中图分类号：ＴＧ１５６．５；ＴＨ１６１　　　　　　文献标志码：Ａ ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＥｎｇｉｎｅＶａｌｖｅＳｐｒｉｎｇＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔＰｒｏｃｅｓｓ ＷａｎｇＦｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｅｎｇｉｎｅｖａｌｖｅｓｐｒｉｎｇｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ｖａｌｖｅｓｐｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆ４５ｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｔｈｅｉｎｓｉｄｅｗｉｒｅａｘｉｓｗｈｅｎｒｉｇｈｔ－ｈａｎｄｅｄｓｈｏｔａｔｔｈｅｓａｍｅ ｓｐｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｏｆ ｉｎｎｅｒｓｐｒｉｎｇｓｔｅｅｌｓｕｒｆａｃｅｗｅｒｅｄｒａｆｔｅｄ．Ａｎｄｂｙｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｅｖａｌｖｅｓｐｒｉｎｇｓｔｏｓｉｍｕｌａｔｅａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎ ｄｉｔｉｏｎｓ，１．１ｔｉｍｅｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄ１．２ｔｉｍｅｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｔｒｅｓｓａｍｐｌｉｔｕｄｅ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｖａｌｖｅｓｐｒｉｎｇｓｗｉｔｈｔｈｅｖａｌｖｅｓｐｒｉｎｇｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｆａｔｉｇｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖａｌｖｅｓｐｒｉｎｇ；ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ；ｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ；ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ 产的热处理工艺，采用两次喷丸来改善弹簧表面残 　引言 ［４］ 余应力 ，从而提高气门弹簧的疲劳寿命和可靠 发动机用气门弹簧是一种重量为３０－８０ｇ的小 性。本文以日本新确（Ｓｕｎｃａｌｌ）和神户制钢（Ｋｏｂｅ） ［１］ 零件，工作时受交变载荷作用，可靠性要求高 ，同 的油淬弹簧钢丝（ＣｒＳｉ材料，钢丝牌号ＳＯＴ－ＨＶ，国 时发动机的高速化、大功率化以及低燃料消耗也使 内牌号５５ＣｒＳｉ）进行分析气门弹簧热处理工艺对残 得气门弹簧向小型化、高应力方向发展，气门弹簧在 ［５］ 余压应力的影响 ，模拟发动机的工作工况进行疲 高动态应力和高响应及防止共振等方面提出了更高 劳寿命试验，通过优化热处理工艺来提高气门弹簧 要求，同时气门弹簧的工作应力由之前的６００ＭＰａ 疲劳寿命和性能［６－８］。 提高到９００ＭＰａ