CN102357785A

CN102357785A - 汽车空压机曲轴圆角滚压工艺

Info

Publication number: CN102357785A
Application number: CN2011103341061A
Authority: CN
Inventors: 阮景奎; 赵华斌
Original assignee: Hubei University of Automotive Technology
Current assignee: Hubei University of Automotive Technology
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明涉及一种汽车空压机曲轴圆角滚压工艺。该工艺是在粗磨连杆轴颈与精磨连杆轴颈工序之间增加曲轴圆角滚压工序，该滚压工序中采用圆角半径小于沉割槽的滚压轮进行滚压。本发明的滚压工艺滚压后精磨轴颈外圆，沉割槽中的滚压强化层得以有效保留；对连杆轴颈拐内、拐外采用正弦脉冲变压力方式滚压，减小了曲轴弯曲变形；经本工艺加工的汽车空压机曲轴，其抗疲劳强度得到提高，同时降低了弯曲变形量，产品性能得以提升，降低了产品废品率。

Description

汽车空压机曲轴圆角滚压工艺

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，涉及一种曲轴的圆角滚压工艺，特别涉及汽车空压机曲轴轴颈深沟的圆角滚压工艺。

背景技术

在汽车上，空压机主要用于制动，它的安全运行与高效运转是汽车安全运行的重要前提之一。曲轴是空压机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在空压机的每一个工作行程中，都有很大交变载荷通过活塞、连杆组件作用在曲轴上，使其承受反复的冲击。由于曲轴在交变应力作用下，其轴颈截面变化转接圆角处发生应力疲劳与应变疲劳破坏的危险性极大。

提高曲轴的抗疲劳强度，以提高空压机的安全使用寿命，避免因曲轴疲劳断裂导致空压机失效引起的重大安全事故的发生，越来越受到人们的重视。曲轴轴颈圆角滚压强化工艺已在汽车发动机上得到了较为广泛的应用，但在汽车空压机上应用还是空白，而且用于汽车发动机的曲轴滚压工艺复杂，设备价格昂贵，不适用于汽车空压机曲轴的加工。

目前汽车空压机曲轴加工过程中，针对曲轴的连杆轴颈圆角通常采用常规滚压工艺：常规滚压工艺往往是在精磨轴颈之后进行，滚压强化的程度与曲轴的变形量成正比，后续无法实现精磨轴颈来消除曲轴滚压产生的弯曲变形，因此只能减低强化效果来减少变形，曲轴在滚压后发生的弯曲变形非常难以校正，进而导致了产品的废品率高，增加了成本。

因此，研发一种针对汽车空压机曲轴的滚压工艺确有必要。

发明内容

本发明为了解决上述现有汽车空压机曲轴采用常规滚压工艺产生弯曲变形且难以校正的问题，提出一种汽车空压机曲轴轴颈深沟的圆角滚压工艺，能够使空压机曲轴在抗疲劳强度得到提高的同时降低其弯曲变形量，以提高产品性能并降低产品废品率。

本发明是通过以下方案实现的：

上述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，是在粗磨连杆轴颈与精磨连杆轴颈工序之间增加曲轴圆角滚压工序，该滚压工序中采用圆角半径小于沉割槽的滚压轮进行滚压。

所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其中：该工艺是在精车连杆轴颈、两端侧面的同时车出圆弧沉割槽，经轴颈表面高频淬火后粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽，且粗磨后圆弧沉割槽底径小于轴颈精磨后最终直径。

所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其中：该圆角滚压工序包括连杆轴颈深沟圆角滚压和输出轴端主轴颈滚压；该连杆轴颈深沟圆角滚压包括拐内和拐外，该拐内、拐外采用正弦脉冲变压力方式进行滚压，该拐外的滚压力较大，拐内的滚压力相对较小。该连杆轴颈深沟圆角滚压采用两个滚压轮对曲轴连杆轴颈两个深沟圆角同时滚压或分两次滚压。该主轴颈滚压与校直同时进行；该主轴颈滚压与校直分别进行。

所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其中：该滚压轮滚压方向与曲轴的径向的夹角小于35°。

所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其工艺流程为：粗车连杆轴颈——精车连杆轴颈、开档侧面及圆弧沉割槽——轴颈表面高频淬火——粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽——曲轴圆角滚压——精磨连杆轴颈。

有益效果：

本发明的滚压工艺在精车连杆轴颈、两端侧面的同时车出圆弧沉割槽，在轴颈表面高频淬火后粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽，粗磨后轴颈精磨余量为0.2~0.3mm，圆弧沉割槽半径为2.5~3mm，深度为0.5~0.6mm，采用圆角半径小于沉割槽半径0.15~0.25mm的滚压轮进行滚压，既减少滚压后的边缘凸起，少量的边缘凸起也可在精磨工序中消除，而且滚压后精磨轴颈外圆，沉割槽中的滚压强化层得以有效保留；该工艺还对连杆轴颈拐内、拐外采用正弦脉冲变压力方式进行滚压，减小了常规滚压工艺滚压后的曲轴弯曲变形。经本工艺加工的汽车空压机曲轴，其抗疲劳强度得到提高，同时降低了弯曲变形量，产品性能得以提升，且降低了产品废品率。

附图说明

图1 为汽车空压机曲轴连杆轴颈深沟圆角滚压示意图。

图2 为汽车空压机曲轴连杆轴颈深沟圆角正弦脉冲变压力滚压示意图。

图3 为汽车空压机曲轴主轴颈输出端深沟圆角滚压力的传递示意图。

图4为汽车空压机曲轴轴颈深沟圆角滚压工艺参数实例。

具体实施方式

本发明的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，是在粗磨连杆轴颈与精磨连杆轴颈工序之间增加曲轴圆角滚压工序，在精车连杆轴颈、开端侧面的同时车出圆弧沉割槽，在轴颈表面高频淬火后粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽，粗磨后圆弧沉割槽底径小于轴颈精磨后最终直径，采用圆角半径小于沉割槽的滚压轮进行滚压。

该圆角滚压工序包括对连杆轴颈深沟圆角的滚压和输出轴端主轴颈的滚压。

对汽车空压机曲轴连杆轴颈深沟圆角的滚压，如图1所示，采用两个滚压轮1对曲轴连杆轴颈两个深沟圆角同时或分别滚压，该两个滚压轮1之间形成一个夹角，分别抵压在支撑滚压轮2的两个卡持部20和曲轴3的连杆轴颈圆角处；其中滚压轮1滚压方向与曲轴3的径向夹角α1小于35°。

连杆轴颈的深沟圆角包括有拐内和拐外，对连杆轴颈拐内、拐外的滚压，采用正弦脉冲变压力方式进行滚压，如图2所示，其中拐外的滚压力较大，拐内的滚压力相对较小，以减小滚压后曲轴的弯曲变形；

汽车空压机曲轴输出端主轴颈的滚压，如图3所示，采用一个滚压轮1，该滚压轮1抵压在支撑滚压轮2的一侧卡持部20和曲轴3的输出端轴轴颈处，该滚压轮1的滚压方向与曲轴3的轴径的夹角α2亦小于35°。

本发明滚压工艺流程为：粗车连杆轴颈——精车连杆轴颈、开档侧面及圆弧沉割槽——轴颈表面高频淬火——粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽——曲轴圆角滚压——精磨连杆轴颈。

下面以具体实例对本发明做进一步说明。

如图4所示，某汽车空压机曲轴轴颈直径为32mm，其详细加工工艺流程如下：

第一步，粗车曲轴连杆轴颈，粗车后该轴颈直径加工余量为；

第二步，在精车连杆轴颈、开档侧面的同时车出圆弧沉割槽，精车后轴颈直径加工余量为0.25mm；沉割槽宽度为4.7mm，深度为0.567mm；

第三步，轴颈表面高频淬火；（可补充淬火条件，如果有必要的话）

第四步，粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽，粗磨后轴颈精磨余量为0.2~0.3mm，圆弧沉割槽半径为2.5~3mm，深度为0.5~0.6mm；

第五步，曲轴圆角滚压，采用圆角半径小于沉割槽半径0.15~0.25mm的滚压轮进行滚压，

对该曲轴连杆轴颈两个深沟圆角滚压时，采用两个滚压轮同时滚压，该两个压轮滚压方向与曲轴轴径的夹角小于35°，甚至可以达到垂直滚压；针对该连杆轴颈拐内、拐外采用正弦脉冲变压力方式进行滚压，其中拐外的滚压力较大，拐内的滚压力相对较小；

对该曲轴输出端主轴颈滚压时，采用一个滚压轮，该滚压轮的滚压方向与曲轴轴径的夹角亦小于35°，甚至可以达到垂直滚压；

滚压后的连杆轴颈深沟圆角半径为2.8mm，滚压后最大压痕深度为0.18mm；

第六步，对上述滚压后的曲轴精磨轴颈外圆，得到的沟槽宽度为4.3mm。

由于滚压后的圆角半径为2.8mm，滚压后最大压痕深度为0.18mm，滚压前沟槽宽度为4.7mm，滚压后精磨轴颈外圆得到的沟槽宽度为4.3mm，因此滚压硬化层得以有效保留。

本发明的滚压工艺，精车连杆轴颈、开端侧面的同时车出圆弧沉割槽，在轴颈表面高频淬火后粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽，粗磨后轴颈精磨余量为0.2~0.3mm，圆弧沉割槽半径为2.5~3mm，深度为0.5~0.6mm，采用园角半径小于沉割槽半径0.15~0.25mm的滚压轮进行滚压，既减少滚压后的边缘凸起，少量的边缘凸起也可在精磨工序中消除，而且滚压后精磨轴颈外园，沉割槽中的滚压强化层得以有效保留；该工艺还对连杆轴颈拐内、拐外采用正弦脉冲变压力方式进行滚压，以减小常规滚压工艺滚压后的曲轴弯曲变形。

经过上述工艺加工的汽车空压机曲轴，其抗疲劳强度得到提高，同时降低了弯曲变形量，产品性能得以提升，且降低了产品废品率。

非因此局限本发明的保护范围，故举凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims

1.一种汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，是在粗磨连杆轴颈与精磨连杆轴颈工序之间增加曲轴圆角滚压工序，该滚压工序中采用圆角半径小于沉割槽的滚压轮进行滚压。

2.如权利要求1所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该工艺是在精车连杆轴颈、两端侧面的同时车出圆弧沉割槽，经轴颈表面高频淬火后粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽，且粗磨后圆弧沉割槽底径小于轴颈精磨后最终直径。

3.如权利要求1所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该圆角滚压工序包括连杆轴颈深沟圆角滚压和输出轴端主轴颈滚压；该连杆轴颈深沟圆角滚压包括拐内和拐外，该拐内、拐外采用正弦脉冲变压力方式进行滚压，该拐外的滚压力较大，拐内的滚压力相对较小。

4.如权利要求3所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该连杆轴颈深沟圆角滚压采用两个滚压轮对曲轴的两个连杆轴颈的两个深沟圆角同时滚压。

5.如权利要求3所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该连杆轴颈深沟圆角滚压采用两个滚压轮对曲轴两个连杆轴颈的两个深沟圆角分两次滚压。

6.如权利要求3所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该主轴颈滚压与校直同时进行。

7.如权利要求3所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该主轴颈滚压与校直分别进行。

8.如权利要求1或3所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其特征在于：该滚压轮滚压方向与曲轴的径向的夹角小于35°。

9.如权利要求1所述的汽车空压机曲轴圆角滚压工艺，其工艺流程为：粗车连杆轴颈——精车连杆轴颈、开档侧面及圆弧沉割槽——轴颈表面高频淬火——粗磨连杆轴颈及圆弧沉割槽——曲轴圆角滚压——精磨连杆轴颈。