CN101072659A - 深滚压头 - Google Patents

Abstract

此项发明是有关用于滚压限制轴承座圆弧(28)和凹槽的深滚压头(10)－及－对于车辆发动机曲轴主轴颈和连杆颈(3，4)的。另外，有相同直径和几乎相同平行轴向宽度及至深滚压头(10)支架(9)具有相同距离的两个盘形和圆柱形工作轮(11，12)。安装于滚压头(10)的支架(9)中，使其能自由水平绕旋转轴(18)旋转。工作轮(11，12)在向对面上均有突出部(21)，外部边沿(22)为外部的，经过倒角，依据特定尺寸(24)增大每个工作轮的外部直径，并同时延伸超出工作轮(11，12)轴向宽度接近边沿区域。

Description

深滚压头

此发明是有关用于限定轴承座的滚压圆角和凹槽的深滚压头的-及-车辆发动机主轴的主轴颈和连杆颈。

此深滚压头为错拐连杆颈特定设计的。错拐连杆颈圆角的滚压更加困难。在曲轴上内圆角邻接连杆颈。深滚压刀具只在一侧部分圆周上受到支持力，在随后的为两侧受到支持力。也就是滚压在错拐连杆颈圆周之上的内圆角。此种滚压头不仅用来滚压错拐连杆颈。同时也可滚压曲轴上受两侧圆弧和凹槽限制的普通主轴颈和连杆颈。

例如，一个为滚压曲轴的深滚压单元区别于US 5,445,003的是，可以滚压错拐连杆颈。配备两个深滚压头互相支持。它们只在相对的一侧有工作轮。此种滚压单元只能用于外部圆弧或凹槽的滚压。也就意味着，内圆角将无法加工。

因此，有必要在此文件中描述这项发明。此发明是用于深滚压曲轴上所有种类主轴颈和连杆颈的圆弧或凹槽的。特别的，此项发明专门针对错拐连杆颈的内圆角滚压，而此前的深滚压刀具无法进行加工。

此发明涉及到的深滚压头有两片-或环型和圆柱型相同外部直径的工作轮和几乎一致的轴向平行宽度。并且以一定的相互距离安装于滚压头的支架中。以便其自由旋转，水平旋转轴位于深滚压头的支架中，并且在相对的边沿有突出部分，圆周型，进行倒角，根据特别的尺寸增加每个工作轮的外部直径，同时延伸至区域-接近边沿-工作轮的轴向宽度。

因此，边沿的设计应遵从进行凹槽滚压时能够接合滚压凹槽的凹陷处；或进行过度处圆弧滚压时能够滚压圆弧。当接触或滚压此部分时，工作轮在轴承座上支持其轴向宽度。此时深滚压头自己保持稳定，直到滚压错拐连杆颈轴承座的边沿部分。此部分无边沿限制内圆角，在相反的轴承座边沿接触凹槽，又不会在滚压圆弧的同时在一侧造成凹槽。在这种条件下，深滚压头不能同时像以前一样被支持。由于几何学的比率，两个滚压头不能在由内圆角连接的错拐曲轴上工作。由于此种原因，将两个深滚压头间隔一定距离进行排列是有利的。这样可以使滚压力通过与深滚压头相对配置的支撑头产生效果。深滚压刀具包括一个深滚压头和一个支撑头。

含有盘状工作轮的深滚压头的轴向宽度由轴承座从一个油环至另一个油环的最大宽度决定。一个限制，当调整至轴承座的制造公差内时工作轮的轴向弹性将是有利因素。

当两个盘状物的其中一个在一侧有突出环形法兰，另一个有突出圆销。并均以工作轮自由旋转轴同心排列时，这种设计有更多的优点。特别的，滚压头的一个工作轮上的圆销应能轻松插入另一工作轮的环形法兰中。两个工作轮能以螺栓或销钉连接，并能拆开，或以铆钉永久连接。

对两个工作轮于中心处进行连接，可形成一个稳定的装配。并能容易的存储于深滚压头的支架中。此装配是环形法兰的外部圆周和深滚压头支架之间的。这将产生一种相互排列如小车(pram)的双轮结构。滑动轴承和滚动轴承均可使用。

可选择的，深滚压头可使用两个工作轮在安装于突出深滚压头支架的销子上的环形盘之外的设计。此种设计，环形盘可以简单定位于轴承销，实现自由转动。

工作轮为高强度制造，特别的，回火材料一般用于普通工作轮的制造。如在工作轮上使用普通轴承，则深滚压头和工作轮储存装置应使用青铜制造。

所有的及下文提到的深滚压头的对于主轴颈的工作轮为外部式，位于错拐曲轴连杆颈的工作轮为内部式。

在滚压错拐连杆颈时，深滚压头可由于以下情况：

第一种情况：在错拐连杆颈上有两个外部凹槽和一个内部凹槽，它们在两侧限定了错拐连杆颈的两个相连的轴承座。外部的凹槽由两个互相支撑的深滚压头先进行滚压，像以前在US 5,445,003中的规定。已知深滚压头的滚压方向，例如，与曲轴轴向成35°。有利于达到屈服强度。现在的情况，有关此项发明的深滚压头的外部工作轮只具有定位性质，而不进行内圆弧的深滚压。外部式工作轮的外圆弧不接触轴承座内圆角的凹槽处。另外，外部式工作轮的外部直径减少到至少使内部式工作轮达到根据预制曲轴内部滚压的公差要求的深度。外部式工作轮位于错拐曲轴连杆颈保持圆周部分的外凹槽中，并保证深滚压过程中正确的轴向位置。在外部式工作轮的干涉圆周部分，滚压头的滚压力将减小。工作时，适合的滚压力，例如10kN将作用于沟槽中。

第二种情况：错拐曲轴具有内部和外部凹槽。它们在侧面限制轴承座。凹槽将同时由深滚压头进行滚压。另外，在轴承座的圆周部分滚压力将增大，如两倍。错拐曲轴必须预加工到对于深滚压单元凹槽深度的差值平衡至最小。此种情况，两工作轮的外部直径相同。

以下的描述为刀具的设计示例。

下部的图片为示意性的，不作为尺寸标准。

图1  错拐曲轴的透视图。

图2  深滚压头的侧视图。

图3  图2中以线III-III为剖切线的剖视图III-III。

图4  深滚压头的一些零件。

图5  错拐连杆颈在进行圆弧滚压前的状态。

图6  安装有两个深滚压头与图5相同的情况。

图7  深滚压详细情况。

图1中的错拐曲轴1有一个错拐连杆颈2和两个独立的连杆颈3和4，它们以圆角5相互连接，由歪曲箭头标出。两个连杆颈3和4被曲轴臂7和8限定。连杆颈4和曲轴臂8之间的过渡凹槽6。图1描绘了错拐曲轴1的比率。

两个盘形工作轮11和12安装在深滚压头支架9上可以绕旋转轴13自由旋转的方式。工作轮12的圆柱形盘在一侧14有一个突出环形法兰15，与旋转轴13同心安装。一个突出销17在工作轮11的圆柱形盘的相对一侧。它应与环形法兰15相适应。这个销也需与旋转轴13同心布置。在组装完的深滚压头10中圆柱销17插入圆柱法兰中，如图3所示，销钉有一个极小的间隙接合两个工作轮11和12，以此种方法装配并以螺栓18连接。

当前的设计示例中，一个普通轴承位于工作轮11和12及深滚压头10的支架9之间。支架9为青铜制造并有一个孔19。环形法兰15以外缘35接合孔19。

当前已知，在滚压连杆颈4时，连杆颈4由支撑轮20支撑，如图2和3所示。两个支撑轮20由一个支撑头连接。深滚压头和支撑头组成滚压单元。

图4中的突出部21显示工作轮11和12的边沿22设计。在工作轮11和12中，边沿22的设计是相同的。

图5显示相同设计的深滚压头10和23滚压两个连杆颈3和4的情况。工作轮12的外部边沿22是进行过倒角的并且根据指定尺寸24对工作轮11和12的每片盘状物分别进行外部直径加大。边沿22也延伸至区域25-在边沿上-工作轮11和12的轴向宽度。在此例中，工作轮11和12为相同的轴向尺寸。这种情况并非毕业设计。不同的宽度也是可行的。整个深滚压头10或23的宽度为从连杆颈3或4的油环26至圆角5的油环31。外部凹槽29为连杆颈3或4与指定曲轴臂27由油环26之间的过渡部分。在进行滚压时，工作轮11和12的边沿22接触连杆颈3和4的外部凹槽29。尺寸24减小至0，及在轴向宽度的突出部分，工作轮11和12分别在连杆颈3和4的轴承座36上为自己提供支撑，如图5所示。外部式工作轮12的边沿22接合外部凹槽29，在滚压深度32之后离开曲轴臂27的外部凹槽29。对应边沿22，内部边沿33和34在圆角5处产生滚压深度。

图6所示情况为在深滚压机床(未示出)中两个滚压头10和23加工曲轴1上两个连接连杆颈3和4的外部凹槽29。对应曲轴1的主旋转轴35，工作轮11和12相互交错180°。支撑轮安装于支撑头37。在图6的左侧，在圆周部分39被内部工作轮11的边沿34加工的同时，被指示的圆角5的阴影表示圆周部分38被内部工作轮11的边沿33加工。

图7描述只有深滚压头10或23所见的状态。在其轴向宽度37，深滚压头23延伸超出轴承座36和其错拐连杆颈3和4的凹槽28的轴向宽度。当滚压错拐连杆颈3和4时，圆角5的凹槽39也同时进行滚压。

所涉及图纸列表

1  错拐曲轴

2  错拐连杆颈

3  连杆颈

4  连杆颈

5  圆角

6  凹槽

7  曲轴臂

8  曲轴臂

9  支架

10 深滚压头

11 工作轮

12 工作轮

13 总旋转轴

14 工作轮11的边

15 圆柱环形法兰

16 工作轮12的边

17 圆柱销

18 螺栓

19 孔

20 支撑轮

21 突出部

22 边沿

23  深滚压头

24  边沿增大

25  边缘上的部分

26  油环

27  曲轴臂

28  过渡圆弧

29  外部凹槽

30  滚压深度

31  圆角油环

32  滚压深度

33，34内部边沿

35  主旋转轴

36  轴承座

37  支撑头

38  圆周部分

39  圆周部分

Claims (6)

1.用于对圆角或沟槽进行深滚压的滚压头(10，23)限定轴承座(36)-另外-车辆发动机曲轴(1)的主轴颈和连杆颈(3，4)有如下特征：

-有两个圆盘-或圆环-成型柱状工作轮(11，12)有着相同的外部直径和基本相同的轴向宽度，

-在滚压头(10)的支架(9)中平行并距离相等，

-安装好后可以正常旋转，水平转动轴(13)位于滚压头(10)的支架(9)中，

-在它们相对的一侧有一个突出(21)，外部边沿(22)为圆周状，每个工作轮(11，12)都根据指定尺寸增大外部直径，并且同时延长前部-靠近边缘部分-工作轮(11，12)的轴向宽度。

2.根据权利要求1的深滚压头，其特征为两个工作轮(11，12)外沿(22)的轴向距离(37)，相对应的轴承座和圆弧(28)的轴向宽度(38)对其进行限制，使其在侧边或曲轴(1)主轴颈及连杆颈(3，4)的凹槽处。

3.根据权利要求1或2的深滚压头，其特征为

-两个工作轮(11，12)中的一个在一侧(14)有一个制造凸缘(15)，

-另一个工作轮(11，12)在一侧有一个突出的圆销(17)，

-一个工作轮(11，12)的凸缘(15)和另一个工作轮(11，12)的销(17)相对两工作轮(11，12)的共同旋转轴同心布置。

4.根据权利要求1的深滚压头，其特征为

在组装的深滚压头中一个工作轮(11，12)的圆销(17)可以轻松插入另一个工作轮(11，12)的凸缘中。

5.根据权利要求4的深滚压头，其特征为两个工作轮(11，12)以螺栓(18)或销链接，并可以拆开，或使用铆钉永久链接。

6.根据权利要求1至5的深滚压头，其特征为工作轮(11，12)在两个工作轮(11，12)中的一个外部圆周(35)位于深滚压头(10)的支架(9)中安装，使其能够转动。

Images