一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及曲軸加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全球汽車(chē)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，低排放、少污染已成為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。由此，出現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的發(fā)展，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸疲勞強(qiáng)度的要求逐漸提高。通常，曲軸的失效形式有軸頸磨損和疲勞斷裂兩種類(lèi)型。對(duì)于疲勞斷裂，一般采用曲軸圓角滾壓強(qiáng)化工藝來(lái)提高其疲勞強(qiáng)度，以滿足曲軸的使用要求。
[0003]曲軸圓角滾壓工藝分主要分為圓角沉割滾壓和圓角不沉割滾壓兩種，滾壓頭一般分為上滾壓頭和下滾壓頭，上滾壓頭負(fù)責(zé)對(duì)曲軸圓角進(jìn)行滾壓加工，具體為兩個(gè)滾輪對(duì)曲軸軸頸圓角實(shí)施滾壓加工，滾輪與軸頸成一定角度；下滾壓頭承擔(dān)對(duì)上滾壓頭產(chǎn)生的滾壓力平衡支撐作用。
[0004]現(xiàn)有的曲軸圓角滾壓工藝主要存在以下問(wèn)題:一、滾壓大多是在某一角度下以一定壓力進(jìn)行的，滾壓產(chǎn)生的塑性變形區(qū)域較小，形成的壓應(yīng)力有限，很難完全或大部分抵消曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力；二、滾壓角度固定，圓角滾壓時(shí)滾輪與軸頸圓角接觸面小，滾壓后圓角光亮帶窄，不成形；三、采用曲軸圓角不沉割滾壓工藝時(shí)，由于圓角滾壓工序之前曲軸軸頸已經(jīng)過(guò)精磨，軸頸圓柱度已經(jīng)成型，而曲軸在后續(xù)的滾壓過(guò)程中圓角處會(huì)受到極大的滾壓力，該滾壓力會(huì)使曲軸圓角附近產(chǎn)生塑性變形，該塑性變形會(huì)產(chǎn)生滾壓凸起，從而使已經(jīng)成型的曲軸軸頸直線度、圓度、錐度等遭到破壞，導(dǎo)致曲軸圓角滾壓工藝的應(yīng)用受到極大限制。而現(xiàn)有的支撐滾柱大多呈圓柱形，如圖4所示，當(dāng)滾壓凸起隨著曲軸旋轉(zhuǎn)到支撐滾柱位置處時(shí)，圓柱形的支撐滾柱與滾壓凸起只是點(diǎn)接觸，支撐滾柱作用在滾壓凸起上的力很小，只能起支撐作用，并不能對(duì)滾壓凸起起到修正校直的作用，只能再對(duì)滾壓凸起做校直處理，但是校直處理時(shí)經(jīng)常會(huì)對(duì)滾壓強(qiáng)化帶產(chǎn)生不利影響，從而會(huì)削弱滾壓強(qiáng)化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，其能夠?qū)⑶S軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，并能夠增大曲軸滾壓后的疲勞強(qiáng)度，提高滾壓效率。
[0006]本方案是通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，包括上滾壓頭和下滾壓頭，所述上滾壓頭包括上滾壓體和上壓頭導(dǎo)輪，上滾壓體上設(shè)有上壓頭滾輪保持架，上壓頭滾輪保持架上設(shè)置有一組滾輪，滾輪的兩端分別與上壓頭導(dǎo)輪中兩軸肩外圓和曲軸的軸頸圓角配合，所述滾輪與曲軸之間為擺動(dòng)滾壓角α，擺動(dòng)滾壓角α的取值范圍為50°?55°，下滾壓頭包括支撐滾柱，所述支撐滾柱包括位于中部的圓柱部分和位于端部的回轉(zhuǎn)曲面部分，滾壓過(guò)程中端部的回轉(zhuǎn)曲面部分與曲軸軸頸滾壓凸起線接觸。
[0007]優(yōu)選地，所述支撐滾柱端部的回轉(zhuǎn)曲面部分的曲率半徑Rl是200.0lmm,回轉(zhuǎn)曲面部分的弦高t是0.04mm。
[0008]更進(jìn)一步地，所述支撐滾柱總長(zhǎng)度BI比圓柱部分長(zhǎng)度B2長(zhǎng)16mm。
[0009]優(yōu)選地，所述上壓頭導(dǎo)輪的旋轉(zhuǎn)中心與曲軸的軸頸圓角之間的距離為恒定值a，上壓頭導(dǎo)輪中兩軸肩外圓的幾何中心與上壓頭導(dǎo)輪的旋轉(zhuǎn)中心之間設(shè)置有偏心量e，偏心量e為滾輪在擺動(dòng)滾壓角α內(nèi)徑向擺動(dòng)距離的二分之一。
[0010]更進(jìn)一步地，所述上壓頭導(dǎo)輪的輪轂中與滾輪配合處的厚度沿上壓頭導(dǎo)輪的圓周方向由最大值L2向最小值LI連續(xù)過(guò)渡，且最大值L2與最小值LI之間的差值為滾輪在擺動(dòng)滾壓角α內(nèi)軸向擺動(dòng)距離的兩倍。
[0011]優(yōu)選地，所述上滾壓體上安裝有上壓頭芯軸，上壓頭導(dǎo)輪通過(guò)上壓頭滾針安裝在上壓頭芯軸上。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:滾壓時(shí)曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)兩個(gè)滾輪在50°?55°范圍內(nèi)擺動(dòng)滾壓，使得滾壓圓角光亮飽滿，塑性變形帶大大增加；另外，端部是回轉(zhuǎn)曲面的支撐滾柱在滾壓過(guò)程中與軸頸的素線直接接觸，可逐漸將軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，從而實(shí)現(xiàn)邊滾壓、邊修正，進(jìn)而可避免后續(xù)對(duì)滾壓凸起校直處理時(shí)削弱滾壓強(qiáng)化效果，能夠提高曲軸圓角滾壓后的疲勞強(qiáng)度和滾壓效率，可減少滾壓機(jī)床的數(shù)量，經(jīng)滾壓后的曲軸疲勞強(qiáng)度可提尚90%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為上滾壓頭擺動(dòng)滾壓示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型支撐滾柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為現(xiàn)有支撐滾柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，1、上滾壓體，2、上壓頭端蓋，3、上壓頭導(dǎo)輪，4、上壓頭滾針，5、上壓頭芯軸，6、滾輪，7、上壓頭滾輪保持架，8、曲軸，9、支撐滾柱，91、圓柱部分，92、回轉(zhuǎn)曲面部分。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。
[0019]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，包括上滾壓頭和下滾壓頭，上滾壓頭包括上滾壓體I和上壓頭導(dǎo)輪3，上滾壓體I上設(shè)有上壓頭滾輪保持架7，上壓頭滾輪保持架7上設(shè)置有一組滾輪6，滾輪6的兩端分別與上壓頭導(dǎo)輪3中兩軸肩外圓和曲軸8的軸頸圓角配合，滾輪6與曲軸8之間為擺動(dòng)滾壓角α，擺動(dòng)滾壓角α的取值范圍為50°?55°，上滾壓體I上通過(guò)螺栓固定連接有上壓塊，上壓頭滾輪保持架7固定在上壓塊上，上滾壓體I上安裝有上壓頭芯軸5，上壓頭導(dǎo)輪3通過(guò)上壓頭滾針4安裝在上壓頭芯軸5上。
[0020]下滾壓頭包括支撐滾柱9，如圖3所示，該支撐滾柱9包括位于中部的圓柱部分91和位于端部的回轉(zhuǎn)曲面部分92，滾壓過(guò)程中端部回轉(zhuǎn)曲面部分與曲軸軸頸滾壓凸起線接觸，可以增大支撐滾柱與滾壓凸起的接觸面積，從而能夠增大支撐滾柱對(duì)滾壓凸起的作用力，在高接觸應(yīng)力作用下支撐滾柱隨曲軸軸頸滾壓過(guò)程連續(xù)旋轉(zhuǎn)，逐漸將軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，可實(shí)現(xiàn)邊滾壓邊修正，既能夠簡(jiǎn)化工藝步驟，又能夠提高滾壓強(qiáng)化效果。
[0021]本實(shí)用新型的實(shí)施例中，為了盡量增大支撐滾柱與滾壓凸起的接觸面積，將支撐滾柱端部回轉(zhuǎn)曲面部分92的弦高t設(shè)計(jì)成0.04mm，將其曲率半徑Rl設(shè)計(jì)成200.01mm，從而使端部曲面部分的素線與滾壓凸起的素線盡可能接近，以得到較大的作用力獲得對(duì)滾壓凸起較好的修正效果。
[0022]本實(shí)用新型的實(shí)施例中，支撐滾柱9中部圓柱部分91的長(zhǎng)度B2的長(zhǎng)度比支撐滾柱總長(zhǎng)度BI短16mm，即支撐滾柱總長(zhǎng)度與中部圓柱部分長(zhǎng)度的差值是16mm，以便提高支撐滾柱的強(qiáng)度和滿足安裝要求。
[0023]本實(shí)用新型的實(shí)施例中，為保證滾壓過(guò)程的穩(wěn)定性，上壓頭導(dǎo)輪3的旋轉(zhuǎn)中心與曲軸8的軸頸圓角之間的距離為恒定值a。為保證上壓頭導(dǎo)輪3的旋轉(zhuǎn)中心與曲軸8的軸頸圓角之間的距離為恒定值a，在上壓頭導(dǎo)輪3中兩軸肩外圓的幾何中心與上壓頭導(dǎo)輪3的旋轉(zhuǎn)中心之間設(shè)置有偏心量e，且偏心量e為滾輪6在擺動(dòng)滾壓角α內(nèi)徑向擺動(dòng)距尚的二分之一；為保證滾輪6能夠正常的擺動(dòng)，上壓頭導(dǎo)輪3的輪轂中與滾輪6配合處的厚度沿上壓頭導(dǎo)輪3的圓周方向由最大值L2向最小值LI連續(xù)過(guò)渡，且最大值L2與最小值LI之間的差值為單個(gè)滾輪在擺動(dòng)滾壓角α內(nèi)軸向擺動(dòng)距離的兩倍。
[0024]本實(shí)用新型的實(shí)施例中，安裝在上滾壓滾輪保持架7的滾輪是兩個(gè)對(duì)稱安裝的滾輪6，以對(duì)曲軸8進(jìn)行等壓力滾壓。
[0025]對(duì)曲軸進(jìn)行滾壓作業(yè)時(shí)，先將曲軸的左側(cè)法蘭端與滾壓機(jī)床的床頭箱相連，用卡盤(pán)(或其它夾緊方式)夾緊，再用機(jī)床頂尖頂緊曲軸小頭端的中心孔，將上滾壓頭和下滾壓頭分別安裝在上下夾鉗上，用上滾壓頭和下滾壓頭夾緊曲軸的圓角，開(kāi)動(dòng)機(jī)床即可對(duì)曲軸進(jìn)行滾壓加工。
[0026]本實(shí)用新型中未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過(guò)或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，包括上滾壓頭和下滾壓頭，所述上滾壓頭包括上滾壓體(I)和上壓頭導(dǎo)輪(3)，上滾壓體(I)上設(shè)有上壓頭滾輪保持架(7)，上壓頭滾輪保持架(7)上設(shè)置有一組滾輪(6)，滾輪(6)的兩端分別與上壓頭導(dǎo)輪(3)中兩軸肩外圓和曲軸(8)的軸頸圓角配合，其特征在于:所述滾輪(6)與曲軸(8)之間為擺動(dòng)滾壓角α，擺動(dòng)滾壓角α的取值范圍為50°?55°，下滾壓頭包括支撐滾柱(9)，所述支撐滾柱(9)包括位于中部的圓柱部分(91)和位于端部的回轉(zhuǎn)曲面部分(92)，滾壓過(guò)程中端部的回轉(zhuǎn)曲面部分(92)與曲軸(8)軸頸滾壓凸起線接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，其特征在于:所述支撐滾柱(9)端部的回轉(zhuǎn)曲面部分(92)的曲率半徑Rl是200.01mm，回轉(zhuǎn)曲面部分(92)的弦高t是0.04mm。
3.如權(quán)利要求2所述的一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，其特征在于:所述支撐滾柱(9)總長(zhǎng)度BI比圓柱部分(91)長(zhǎng)度B2長(zhǎng)16mm。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，其特征在于:所述上壓頭導(dǎo)輪(3)的旋轉(zhuǎn)中心與曲軸(8)的軸頸圓角之間的距離為恒定值a，上壓頭導(dǎo)輪(3)中兩軸肩外圓的幾何中心與上壓頭導(dǎo)輪(3)的旋轉(zhuǎn)中心之間設(shè)置有偏心量e，偏心量e為滾輪(6)在擺動(dòng)滾壓角α內(nèi)徑向擺動(dòng)距離的二分之一。
5.如權(quán)利要求4所述的一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，其特征在于:所述上壓頭導(dǎo)輪(3)的輪轂中與滾輪(6)配合處的厚度沿上壓頭導(dǎo)輪(3)的圓周方向由最大值L2向最小值LI連續(xù)過(guò)渡，且最大值L2與最小值LI之間的差值為滾輪(6)在擺動(dòng)滾壓角α內(nèi)軸向擺動(dòng)距離的兩倍。
6.如權(quán)利要求1所述的一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，其特征在于:所述上滾壓體(I)上安裝有上壓頭芯軸(5)，上壓頭導(dǎo)輪(3)通過(guò)上壓頭滾針(4)安裝在上壓頭芯軸(5)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及曲軸加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種曲軸強(qiáng)化滾壓裝置，包括上滾壓頭和下滾壓頭，所述上滾壓頭包括上滾壓體和上壓頭導(dǎo)輪，上滾壓體上設(shè)有上壓頭滾輪保持架，上壓頭滾輪保持架上設(shè)置有一組滾輪，滾輪的兩端分別與上壓頭導(dǎo)輪中兩軸肩外圓和曲軸的軸頸圓角配合，所述滾輪與曲軸之間為擺動(dòng)滾壓角α，擺動(dòng)滾壓角α的取值范圍為50°～55°，下滾壓頭包括支撐滾柱，所述支撐滾柱包括位于中部的圓柱部分和位于端部的回轉(zhuǎn)曲面部分，滾壓過(guò)程中端部的回轉(zhuǎn)曲面部分與曲軸軸頸滾壓凸起線接觸。本實(shí)用新型具有能夠?qū)⑶S軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正、并能夠增大曲軸滾壓后的疲勞強(qiáng)度、提高滾壓效率的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】B23P9-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204603697
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520375864
【發(fā)明人】宋猛
【申請(qǐng)人】宋猛
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月3日