CN102126109B - 锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，步骤如下：(一)粗车；(二)精车；(三)热处理；(四)精车：1)精车前测量，确定后止推面精车工序的加工量：以曲轴后油封端面为基准，测量曲轴后油封端面至后止推面的轴向尺寸L’，确定后止推面精车加工量b：2)精车被加工部位即后止推面：精车的加工量为b，此时为精磨后止推面留下加工量a＝0.2±0.05mm；3)测量精车后的后止推面与精车前的前止推面之间宽度，确定前止推面的精车加工量；4)精车前止推面至：为精磨留下加工量c＝0.2±0.05mm，即当精磨后前后止推面之间宽度为H，即本步骤精车完前后止推面之间宽度为H’时，H-H’＝a+c；(五)精磨：精磨至前后止推面之间宽度为H。
Description
技术领域
本发明涉及一种锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，属于金加工技术领域，特别是锻钢圆角淬火曲轴止推面加工技术。
背景技术
锻钢曲轴止推面是曲轴磨削加工最容易产生磨削烧伤和磨削裂纹的部位，特别是经过淬火强化的曲轴更为突出。
由于锻钢曲轴在圆角淬火加工时，热变形量大，为了保证后续精磨加工质量，必须留有0.3-0.4mm的端面加工余量；其次，止推面与砂轮接触宽度大，冷却效果不好，容易产生造成磨削裂纹和烧伤质量缺陷。
传统工艺采用普通砂轮，切入成型磨削加工止推面，主要工艺过程如下的工艺：
粗车→精车→热处理→切入成型精磨
使用的设备及加工原始情况是采用日本磨床设备磨削，磨削后端面呈喇叭口状，止推面的内外侧宽度相差0.05-0.1mm；且端面时有烧伤龟裂现象产生。
发明内容
本发明的目的是给出一种锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，彻底解决淬火曲轴止推面磨削烧伤、磨削裂纹的问题。
本发明的技术方案：本发明的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法步骤如下：
(一)粗车；
(二)精车；
(三)热处理；
(四)精车：
1)精车前测量，确定后止推面精车工序的加工量：以曲轴后油封端面为基准，测量曲轴后油封端面至后止推面的轴向尺寸L’，确定后止推面精车加工量b：
b＝L’-e-L-a；
L’：测量值
L：产品要求，成品后止推面至后油封端面距离
e：后油封端面磨削余量，e＝0.2
a：后止推面精磨余量，a＝0.2±0.05
2)精车被加工部位即后止推面：精车的加工量为b，同时为精磨后止推面留下加工量a＝0.2±0.05mm；
3)测量精车后的后止推面与精车前的前止推面之间宽度，确定前止推面的精车工序加工量；
4)精车前止推面至：为精磨留下加工量c＝0.2±0.05mm，
即当精磨后前后止推面之间宽度为H，本步骤精车完前后止推面之间宽度为H’时，H-H’＝a+c；
(五)精磨：精磨至前后止推面之间宽度为H。
所述的步骤(五)采用切入法精磨，端面进给速度为8-12mm/min。
所述的步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，磨具磨料的粒度为60粒度。
所述的步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，磨具磨料的粒度为磨具组织号为5级
所述的步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，硬度为L级。
本发明的优点：本发明通过在精磨前先进行精车，减少精磨的加工量，消除或减少磨削烧伤和磨削裂纹的。通过选择适当的磨具，对各种磨削参数的控制，消除或减少了磨削烧伤和磨削裂纹，较好地解决了淬火曲轴磨削烧伤、磨削裂纹的控制难题。
附图说明
图1是锻钢圆角淬火曲轴止推面加工示意图。
具体实施方式
1、端面磨削量确定：
工件表面层的温度Ta为：Ta＝C*VW 0.2*ap 0.35*f-0.3*vs 0.25
公式中：C 指热容
VW 指砂轮进给速度
ap 指磨削深度(端面磨削余量)
f 指进给量
vs 指工件转度
从式中可以看出磨削深度ap对Ta的影响最大，砂轮速度次之。磨削深度ap(端面磨削余量)增加，Ta增加，工件表层下的温度逐渐增加，故ap不能选择的过大。
经统计，实际淬火后止推面端跳：
1)基准端平均值0.16，最大值0.30。
2)大端端跳平均值0.11，最大值0.27。
考虑保证止推面加工最小磨削加工余量，确定止推面精磨加工量a＝0.2±0.05mm。
2、磨削砂轮的选择
砂轮的磨料、粒度、硬度和组织是影响砂轮切削性能、自锐性、透气性及容屑性的主要因素，如上述四种因素选择不好，就将加大磨削时的摩擦，增加磨削热。
2.1磨料的选用：
磨料的种类很多，其选择原则与被加工工件材料物理力学性能有直接关系。
经过多年生产钢曲轴的实际加工经验和工艺试验结果，选用棕刚玉和白刚玉的混合磨料：棕白刚玉(A/WA)，就具备良好的磨料性能：很高的硬度、一定的韧性、较高的强度、良好的热稳定性和稳定的化学性能。
因此，确定砂轮采用棕白刚玉(A/WA)的混合磨料。
2.2磨料粒度的选用：
磨料粒度的选用主要考虑磨削效率和工件表面粗糙度的要求。工件加工精度要求较高，选取磨料粒度细的磨具；砂轮和工件表面接触面积比较大，选取磨料粒度粗的磨具。试验结果是选用60粒度的磨具。
2.3磨料硬度和组织号的选用
合理的选择磨具的硬度，是获得良好磨削效果的关键。
保证磨具在磨削曲轴过程中有良好的成形性(因圆角成形性、止推面垂直度要求)，应选用粒度较硬的磨具；同时还有适当的自锐性(防止烧伤)，应选用粒度较软的磨具。这两点正好相互矛盾。试验结果是选用L级硬度磨具、磨具组织号为5级。
3.曲轴止推面磨削进给速度选用：
在轴颈的磨削过程中，砂轮进给速率、工件转速是分段、分级进行的。磨削过程：磨止推面端面→磨圆角→粗磨外圆→半精磨外圆→微量进给→无火花磨延时，各段砂轮的线速度相对保持恒值。
进给量选用情况表单位：mm/min
图1是锻钢圆角淬火曲轴止推面加工示意图：
A是前止推面；
B是后止推面；
D是曲轴后油封端面；
b：后止推面精车的加工量；
L’：测量值；
L：产品要求，成品后止推面至后油封端面距离；
e：后油封端面磨削余量，e＝0.2；
a：后止推面精磨余量，a＝0.2±0.05
c：前止推面精磨余量，c＝0.2±0.05。
本发明的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法步骤如下：
(一)粗车；
(二)精车；
(三)热处理；
(四)精车：
1)精车前测量，确定后止推面精车工序的加工量：以曲轴后油封端面为基准，测量曲轴后油封端面至后止推面的轴向尺寸L’，确定后止推面精车加工量b：
b＝L’-e-L-a；
L’：测量值
L：产品要求，成品后止推面至后油封端面距离
e：后油封端面磨削余量，e＝0.2
a：后止推面精磨余量，a＝0.2±0.05
2)精车被加工部位即后止推面：精车的加工量为b，此时为精磨后止推面留下加工量a＝0.2±0.05mm；
3)测量精车后的后止推面与精车前的前止推面之间宽度，确定前
止推面的精车工序加工量；
4)精车前止推面至：为精磨留下加工量c＝0.2±0.05mm，
即当精磨后前后止推面之间宽度为H，本步骤精车完前后止推面之间宽度为H’时，H-H’＝a+c；
(五)精磨：精磨至前后止推面之间宽度为H。
所述的步骤(五)采用切入法精磨，磨止推面轴肩端面进给速度为8-12mm/min。
所述的步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，磨具磨料的粒度为60粒度。
所述的步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，硬度为L级、组织号为5级。
对比试验结果表
由此可见，相对于传统直接切入成型磨削，采用本发明的止推面精车工艺，减少止推面精磨加工量，磨削加工量由0.35mm降低到0.2±0.5，同时配合将止推面端面磨削进给速度控制在8mm/min的条件下，解决了止推面磨削烧伤和加工裂纹问题。
Claims (6)
1.一种锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，步骤如下：
(一)粗车；
(二)精车；
(三)热处理；
(四)精车：
1)精车前测量，确定后止推面精车工序的加工量：以曲轴后油封端面为基准，测量曲轴后油封端面至后止推面的轴向尺寸L’，确定后止推面精车加工量b：
b＝L’-e-L-a：
式中：L’：测量值；
L：产品要求，成品后止推面至后油封端面距离；
e：后油封端面磨削余量，e＝0.2；
a：后止推面精磨余量，a＝0.2±0.05；
2)精车被加工部位即后止推面：精车的加工量为b，此时为精磨后止推面留下加工量a＝0.2±0.05mm；
3)测量精车后的后止推面与精车前的前止推面之间宽度，确定前止推面的精车加工量；
4)精车前止推面至：为精磨留下加工量c＝0.2±0.05mm，
即当精磨后前后止推面之间宽度为H，本步骤精车完前后止推面之间宽度为H’时，H-H’＝a+c；
(五)精磨：精磨至前后止推面之间宽度为H。
2.根据权利要求1所述的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，其特征在于：步骤(五)采用切入法精磨，精磨止推面端面进给速度为8-12mm/min。
3.根据权利要求1或2所述的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，其特征在于：步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，磨具磨料的粒度为60粒度。
4.根据权利要求1或2所述的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，其特征在于：步骤(五)采用棕白刚玉混合磨料的磨具，硬度为L级。
5.根据权利要求3所述的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，其特征在于：步骤(五)采用的磨具组织号为5级。
6.根据权利要求3所述的锻钢圆角淬火曲轴止推面加工方法，其特征在于：步骤(五)采用的磨具硬度为L级。
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