크랭크샤프트 제조 공정 및 세부 정보

크랭크샤프트는 엔진의 핵심 부품으로, 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 변환하고 동력을 전달하는 데 중요한 역할을 합니다. 가혹한 작동 조건으로 인해 높은 강도, 높은 강성, 그리고 뛰어난 내마모성을 가져야 합니다. 따라서 크랭크샤프트 제조 공정은 매우 까다롭고 복잡하며 정밀한 여러 공정이 필요합니다.

크랭크샤프트 소재 선정:
크랭크샤프트 제조에는 일반적으로 고품질 합금강 또는 연성 주철이 사용됩니다. 일반적인 소재로는 40Cr, 42CrMo, 45# 강, QT700-2 등이 있습니다. 이러한 소재는 뛰어난 경화성과 내피로성을 가지고 있으며, 고속 운전 시 발생하는 엄청난 충격과 비틀림 토크를 견딜 수 있습니다.

크랭크샤프트 단조:
단조는 크랭크샤프트 성형의 핵심 공정으로, 주로 개방 단조와 금형 단조로 구분됩니다. 소형 및 중형 차량용 크랭크샤프트는 대부분 금형 단조를 사용하여 생산되며, 이는 높은 성형 정밀도와 생산 효율을 제공합니다. 단조 전에 원자재를 약 1150°C에서 1250°C로 가열하여 우수한 소성을 확보해야 합니다. 예비 단조 및 최종 단조를 포함한 여러 공정을 통해 초기 블랭크는 크랭크샤프트의 전체적인 윤곽을 형성합니다.

크랭크샤프트 열처리:
열처리는 크랭크샤프트 제조에 필수적인 단계로, 주로 크랭크샤프트의 기계적 특성과 수명을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 일반적인 열처리 공정에는 노멀라이징, 담금질 및 템퍼링, 그리고 표면 경화가 포함됩니다. 노멀라이징은 단조 응력을 완화하고 결정립 크기를 미세화하며, 담금질 및 템퍼링은 강도와 인성을 더욱 향상시킵니다. 일부 고성능 크랭크샤프트는 크랭크샤프트 저널 표면의 높은 경도를 확보하고 내마모성을 향상시키기 위해 고주파 담금질 또는 고주파 경화가 필요합니다.

크랭크샤프트 가공:
단조 및 열처리 후, 크랭크샤프트는 정밀한 치수 및 기하 공차를 얻기 위해 여러 차례의 가공 작업을 거칩니다. 주요 공정은 다음과 같습니다.

황삭 가공: 선삭 가공을 통해 여분의 금속을 제거하고 저널을 예비 가공합니다.

준정삭: 크랭크샤프트의 여러 부분에 대한 추가 가공을 통해 소량의 여분을 남깁니다.

정삭: 메인 저널과 커넥팅로드 저널이 설계된 치수, 표면 조도 및 기하 정밀도 요건을 충족하는지 확인하기 위해 미세 연삭 및 연마가 사용됩니다.

크랭크샤프트 동적 밸런싱: 엔진의 원활한 작동을 보장하기 위해 가공 후 크랭크샤프트의 동적 밸런싱이 이루어져야 합니다. 카운터웨이트에 구멍을 뚫거나 밸런싱 블록을 설치하면 크랭크샤프트의 질량 분포가 고르게 분포되어 작동 중 진동과 소음을 줄이고 엔진의 수명을 연장할 수 있습니다.

크랭크샤프트 품질 검사: 크랭크샤프트 제조 후 치수 검사, 경도 시험, 금속 조직 시험, 결함 탐지 등 엄격한 품질 검사를 거쳐 제품에 균열이나 이물질 등의 결함이 없고 기술적 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.