一种强力预加载曲轴加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种强力预加载曲轴加工工艺，首先进行曲轴粗加工，曲轴粗加工后，采用车床精车主轴和连杆的轴颈及圆角，精车完成后通过滚压机床对主轴和连杆的轴颈圆角进行强力滚压，加载在滚压刀具上的滚压合力为32000-40000N，滚压圈数为6-8圈，滚压后曲轴主轴颈径向跳动控制在0.15-0.3mm；强力滚压完成后进行精磨。所述车床精车主轴和连杆轴颈及圆角后，主轴轴颈预留加工余量1.0-1.4mm，连杆轴颈预留加工余量0.6-1.0mm，且圆角按照曲轴成品圆角的下限进行加工，中心距向连杆方向偏0.05-0.1mm。本发明工艺流程合理，加工简便，从根本上避免因曲轴滚压凸起、形位公差超差而导致的发动机拉瓦等质量问题的发生。特别适合于中大功率球墨铸铁曲轴的加工。
【专利说明】一种强力预加载曲轴加工工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种曲轴加工工艺，具体地说是一种强力预加载曲轴加工工艺。
【背景技术】
[0002]曲轴是发动机的关键零部件之一，在发动机的高速运转的过程中承受气体的爆发压力、惯性力及惯性力矩，受力大而且非常复杂，承受交变载荷的冲击作用，这些交变载荷容易对曲轴产生弯曲、扭转等应力集中，造成疲劳裂纹，疲劳裂纹主要出现在曲轴的过渡圆角处，最终导致曲轴在过渡圆角处发生断裂。因此在曲轴的加工过程中需要采用强化技术对过渡圆角进行强化，目前常用有感应淬火、离子氮化、气体软氮化、滚压强化等多种曲轴强化技术，其中圆角滚压技术是强化的主要方法之一，它具有强化效果显著、生产效率高、成本低、污染小和能耗低等优点,逐渐成为发动机曲轴强化方法的主流。随着曲轴加工先进加工工艺和设备的发展，球墨铸铁铸造技术的不断进步，曲轴生产企业已经不满足于滚压强化技术仅限于应用于轿车发动机曲轴，而是逐步将此技术应用到中、大功率柴油机球墨铸铁曲轴上。
[0003]曲轴滚压强化目前常规采用两种工艺方法，一种为沉割槽滚压，一种为大圆角滚压。沉割槽滚压是将曲轴主轴颈、连杆轴颈半精加工后加工圆角处沉割槽，然后进行圆角滚压，滚压后再精磨主轴颈、连杆颈。沉割槽需用数控车拉床、数控铣床、磨床等精密机床进行加工，特别是用于加工中大功率曲轴，甚至需要多台车床共同进行加工，生产成本很高，生产效率低下。而且轴颈沉割槽的存在会消弱曲轴的结构强度，试验表明，带沉割槽后，相同滚压力下疲劳弯矩降低10-20%。现有的大圆角滚压工艺将滚压排在精磨抛光之后，滚压力一般在20000N以下。由于轴颈经过精磨后滚压，滚压后在圆角与轴颈过渡处会产生滚压凸起，由于滚压冷作硬化的缘故，该凸起部位硬度较高，不易修复；而且会出现因滚压变形而导致的跳动超差、轴颈圆度、圆柱度、垂直度超差等质量问题，加工过程中还容易出现滚疤、拉伤等机械损伤，很难进行修复，这些质量问题会造成曲轴不合格品的增加，甚至会造成发动机出现异常磨损、拉瓦等质量问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种工艺流程合理,加工简便,生产成本低，生产效率高,能够提高曲轴弯曲疲劳强度,从根本上避免因曲轴滚压凸起、形位公差超差而导致的发动机拉瓦等质量问题的发生的强力预加载曲轴加工工艺。
[0005]本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:一种强力预加载曲轴加工工艺，其特征在于:首先进行曲轴粗加工，曲轴粗加工后，采用车床精车主轴和连杆的轴颈及圆角，精车完成后通过滚压机床对主轴和连杆的轴颈圆角进行强力滚压，加载在滚压刀具上的滚压合力为32000-40000N，滚压圈数为6_8圈，滚压后曲轴主轴颈径向跳动控制在
0.15-0.3mm ;强力滚压完成后进行精磨。
[0006]进一步，所述车床精车主轴和连杆轴颈及圆角后，主轴轴颈预留加工余量1.0-1.4mm,连杆轴颈预留加工余量0.6-1.0mm,且圆角按照曲轴成品圆角的下限进行加工，中心距向连杆方向偏0.05-0.1mm。
[0007]本发明在曲轴精车后对圆角进行强力滚压，然后进行精磨等精加工。采用强力滚压，加载的滚压力控制在32000N-40000 N，在圆角处形成了更深层的残余压应力，且主轴颈、连杆轴颈、中心距以及滚压后曲轴主轴颈径向跳动都确定参数进行严格的控制，精磨时就不会破坏曲轴主轴颈、连杆颈圆角的滚压硬化层而导致残余压应力的降低。使曲轴弯曲疲劳强度提高110%以上，而且滚压后精磨避免了曲轴滚压凸起、形位公差超差、碰疤、拉伤等质量问题。对照现有技术，本发明工艺流程合理，加工简便，生产成本低，生产效率高，能够提高曲轴弯曲疲劳强度，从根本上避免因曲轴滚压凸起、形位公差超差而导致的发动机拉瓦等质量问题的发生。是一种理想的基于滚压的新型曲轴强化加工工艺。特别适合于中大功率球墨铸铁曲轴的加工。
【具体实施方式】
[0008]下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。
[0009]一种强力预加载曲轴加工工艺，首先进行曲轴粗加工，曲轴粗加工后,采用车床精车主轴和连杆的轴颈及圆角，所述车床精车主轴和连杆轴颈及圆角后,主轴轴颈预留加工余量1.0-1.4mm,连杆轴颈预留加工余量0.6-1.0mm,且圆角按照曲轴成品圆角的下限进行加工，中心距向连杆方向偏0.05-0.1_。精车完成后转滚压工序进行滚压，通过滚压机床对主轴和连杆的轴颈圆角进行强力滚压，加载在滚压刀具上的滚压合力为32000-40000N，滚压圈数为6-8圈，滚压后曲轴主轴颈径向跳动控制在0.15-0.3mm ;强力滚压完成后进行精磨。
[0010]本发明在曲轴精车后对圆角进行强力滚压，然后进行精磨等精加工。在半精加工序采用普通速控车床，设备成本较低，加工效率高。采用强力滚压，加载的滚压力控制在32000N-40000 N，在圆角处形成了更深层的残余压应力，且主轴颈、连杆轴颈、中心距以及滚压后曲轴主轴颈径向跳动都确定参数进行严格的控制，精磨时就不会破坏曲轴主轴颈、连杆颈圆角的滚压硬化层而导致残余压应力的降低。使曲轴弯曲疲劳强度提高110%以上，而且滚压后精磨避免了曲轴滚压凸起、形位公差超差、碰疤、拉伤等质量问题。与现有精磨后采用大圆角滚压的同型号大功率球墨铸铁曲轴相比较，曲轴弯曲疲劳强度高于上述曲轴，强化效果明显，而且采用了本发明加工的曲轴没有出现滚压凸起、曲轴圆度、圆柱度超差等质量问题。本发明中所述的同型号曲轴系指符合同一技术标准的曲轴，所述的技术标准包括国家标准、行业标准及企业标准等所有的技术标准。
[0011]本发明工艺流程合理，加工简便，生产成本低，生产效率高，能够提高曲轴弯曲疲劳强度，从根本上减少和避免了因曲轴滚压凸起、形位公差超差而导致的发动机拉瓦等质量问题的发生。是一种理想的基于滚压的新型曲轴强化加工工艺。特别适合于中大功率球墨铸铁曲轴的加工。
【权利要求】
1.一种强力预加载曲轴加工工艺，其特征在于:首先进行曲轴粗加工，曲轴粗加工后，采用车床精车主轴和连杆的轴颈及圆角，精车完成后通过滚压机床对主轴和连杆的轴颈圆角进行强力滚压，加载在滚压刀具上的滚压合力为32000-40000N，滚压圈数为6_8圈，滚压后曲轴主轴颈径向跳动控制在0.15-0.3mm ;强力滚压完成后进行精磨。
2.根据权利要求1所述的强力预加载曲轴加工工艺，其特征是:所述车床精车主轴和连杆轴颈及圆角后，主轴轴颈预留加工余量1.0-1.4mm,连杆轴颈预留加工余量.0.6-1.0mm,且圆角按照曲轴成品圆角的下限进行加工，中心距向连杆方向偏0.05-0.1mm。
【文档编号】B23P15/14GK104353977SQ201410666274
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】丛建臣, 孙军, 尤晓阳 申请人:天润曲轴股份有限公司