当前位置： 油缸体 >> 油缸体资源 >> 抗疲劳制造案例分析豪克能镜面加工及强
一、什么是抗疲劳制造？为什么要升级到抗疲劳制造？
提到抗疲劳制造，一般指的是制造业的金属零部件生产。抗疲劳首先应该知道为什么会疲劳。金属零部件在制造过程和长期使用过程中，其内部会产生和积累大量残余应力。这些应力会造成金属内部晶格排列错位、拉伸甚至断裂，外在表现就是金属表面粗糙不平，容易产生金属表面开裂、工件变形甚至整个部件断裂等等隐患。
金属疲劳引起的工件开裂抗疲劳制造技术是我国的创新研究，抗疲劳制造以提高疲劳强度，延长疲劳寿命为重要指标，遵从“无应力集中”的抗疲劳概念，通过化学、物理、机械等方式，控制工件表面完整性，最终得到无应力集中的长寿命结构件。
随着工业4.0的推荐，中国制造计划的提出，抗疲劳制造在机械加工领域成为越来越热门的话题。制造业的发展大体经历了几个阶段。比如国内以前的制造业主要是成形制造为主，属于传统制造业。西方后来提出了表面完整性制造，将工件的疲劳寿命提高了10倍以上。发展到今天，国内倡导的抗疲劳制造已经成为超越西方制造业的先进理念，工件的疲劳寿命将实现百倍提高。
面对激烈的市场竞争，世界存量竞争将越来越白热化。我国制造业面临严峻的挑战。高品质的装备要求零部件成品质量要超越完美，高光洁度，高强度，耐磨耐腐蚀等等。而目前我国大部分制造业仍处于成形制造阶段，严重影响成品质量和生产效率，阻碍了自身发展。
豪克能镜面加工及表面强化工艺是目前抗疲劳制造的核心技术，凭一己之力，它实现了我国金属加工领域对西方发达国家表面完整性制造的弯道超车。
二、豪克能实现抗疲劳制造的原理
豪克能在百度百科有详细的介绍，这里简单阐述一下其工艺原理。豪克能是利用金属冷塑性原理，采用复合能量，针对金属表面进行每秒三万次以上的高频率冲击。这种冲击消除了一定的拉应力，同时预置可控的压应力，金属表层会形成塑性流变组织，晶粒细化形成致密的纳米层。从而实现了高强度、高硬度、高延展性和韧性，以及优良的耐磨耐腐蚀。
豪克能影响工件疲劳寿命的因素包含：
1、实现镜面加工，大大减少应力集中系数及缺口效应。金属工件加工后的表面缺陷是产生应力集中的主要因素。表面缺陷形成后，应力会越来越集中，形成疲劳源。而针对金属表面进行镜面加工，疲劳寿命和强度是随着表面粗糙度的下降而增加的。
2.金属表面预置理想的压应力，消除拉应力。
豪克能的高频冲击和能量输出都是可以精确控制的。通过这种精确控制，可以实现拉应力的最大化消除，同时预置可控的高值压应力。压应力属于良性压力，可以有效提升金属表面的硬度、耐磨耐腐蚀度，从而提升整体的疲劳寿命。
三、抗疲劳制造工艺案例分析
本文将以几个案例来分析豪克能抗疲劳制造的机理、优势。
1.车辆平衡肘抗疲劳制造
平衡肘是连接负重轮和弹性元件的行动装置部件。由于平衡肘的台阶构造，在制造并进行表面抛光镜面加工时，很难达到满意的光洁度，并且容易产生应力集中问题，削弱了平衡肘的强度,降低了承载能力。
应力集中处往往是构件破坏的起始点,应力集中是引起构件破坏的主要因素。应力集中现象普遍存在于各种构件中,大部分构件的破坏事故是由应力集中引起的。因此,为了确保构件的安全使用,提高产品的质量和经济效益,必须科学地处理构件的应力集中问题。
豪克能镜面加工钛合金车辆平衡肘的轴承位及密封位，相比精车后表面粗糙度Ra1.6，豪克能加工后可达Ra0.2，替代原先的磨削及抛光，效率提高两倍以上，豪克能不仅可轻松实现金属镜面加工，还可以实现表面强化，粗糙度提高3级，硬度提高15%，密封性和耐磨性能提高1倍以上，大大提升了平衡肘的抗疲劳性能，延长了使用寿命。
2.车轴抱轴瓦位镜面加工及表面强化抗疲劳制造
机车在整备状态及运行过程中，由于机车自身的重量，车轴实际上是弯曲的，实测的轮对内侧与母线为直线的抱轴瓦孔相配合时结合面积相当小，造成局部的应力集中，加上机车速度变化，线路不平，弯道及主动齿轮与从动齿轮冲击的影响，抱轴瓦的工作条件是相当恶劣的。
使用豪克能镜面加工设备，针对机车车轴的轴瓦位置进行表面镜面加工及强化处理，可以大大提高轴瓦强度，延长车轴寿命。以下是为客户处理机车车轴抱轴瓦位置的案例：
合金钢材质的机车车轴，使用豪克能针对轴瓦区进行抛光和强化，代替滚压和抛光，环保高效，加工效率提高2倍以上。
豪克能镜面加工可以使车轴表面粗糙度提高3级、硬度提高10%，耐磨性能提高1倍以上。
3.液压油缸抗疲劳制造
液压油缸对于液压机械来说是非常重要的一个部件，液压油缸是把液压能转换成机械能。最常见的失效方式就是拉伤。油缸内孔的光洁度要求很高，一般是Ra0.2，传统加工方式是上磨床提升内孔的表面光洁度。采用豪克能抗疲劳制造工艺替代传统磨削工艺，具有以下优势：
油缸镜面加工及表面强化1）豪克能在其原有的粗糙度基础上提高2-3个等级，从而实现油缸表面质量的大幅度提高，减小工件的摩擦阻力，Ra可达0.2左右。
2）油缸通过豪克能的加工同时实现冷、热两种加工领域的加工效果，油缸的材料性能获得强化，表面硬度提高20%，耐磨性提高50%以上。
3）高效，环保。豪克能是直接复合在客户机床上的，车完的工件无需二次装夹，可立即进行金属表面加工工序，而且加工过程中不去除工件本身材料，不产生粉尘，环保洁净。
油缸抛光豪克能抗疲劳制造可以极大提升油缸品质。经过加工，油缸表面质量提高，摩擦阻力减小，保证了密封性能，延长了油缸的使用寿命；硬度提高10%-20%，耐磨性、耐腐蚀性能提高50%。豪克能工艺一次装夹，生产效率提高80%以上。内孔表面粗糙度Ra0.2。
豪克能和传统磨削对比