曲轴设计

曲轴作为发动机中的核心部件，其设计直接决定了发动机的性能和可靠性。在设计过程中，需要综合考虑多种因素，以确保曲轴的高质量和高性能：

首先，曲轴的材料选择至关重要。例如，选用40CrNiMoA等高强度材料，可以确保曲轴具有足够的韧性，从而提高发动机的稳定性和寿命。

在模锻型腔分模面设计方面，需要根据曲轴的外形结构和走势，沿曲柄外形曲面分模，以减少加工余块和加工量。这样的设计能够自然出模，简化了生产流程。

选择合适的产品基准同样重要。设计基准与加工基准保持一致，便于机加工定位中心，减少累计公差。这一步骤简化了后续的加工过程，提高了生产效率。

在数值模拟优化过程中，毛边槽设计需要特别注意。通过优化设计，水平方向不易充满的中部曲柄部分下模不增设桥部，只保留上模桥部。这样的设计有助于提高曲轴的成型质量和效率。

在校正模具型腔设计时，选择两头主轴及连杆颈为校正部位，空出曲柄和其连接的轴颈。校正模收缩率为1.0%~1.2%，这一比例确保了曲轴的精确度和一致性。

在模锻成形过程中，先将卧键装在模具上并用销固定在630kJ对击锤锤头上。预热模具采用机油+石墨润滑，并使用天然气加热炉加热毛坯。充分保温后，迅速转移至预热模具中，先轻击再重击成形，并进行空冷处理。

热处理采用电阻炉正火，单层摆放锻件底部增加支架，防止变形。这样的处理方式确保了曲轴的表面质量、规格尺寸和组织性能。

最终获得的曲轴产品表面质量良好、规格尺寸精确、流线分布合理、组织性能优异、机械加工余量小、材料利用率高，产品合格率达100%。这一过程成功解决了分段锻造成形中的诸多技术难题，实现了简单的过程控制和质量控制，性能稳定可靠，易于实现大批量、工业化生产。

在3D设计中，新建曲轴文件并将单位改为英制in。在YZ工作平面绘制草图并多次拉伸不同部位。在不同平面绘制草图并进行旋转、倒圆角、镜像、复制等操作，创建孔特征和圆柱体进行布尔运算，最终完成曲轴的3D设计。