CN106514161A - 发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴 - Google Patents

发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种发动机曲轴的加工方法，包括：步骤S1、对曲轴的主轴颈和连杆颈进行粗车，控制粗车后的主轴颈直径和连杆颈直径；步骤S2、对连杆颈精车，控制精车后的连杆颈直径；步骤S3、对主轴颈进行半精磨，控制半精磨后的主轴颈直径和开档宽度；步骤S4、对连杆颈进行半精磨，控制半精磨后的连杆颈直径和开档尺寸；步骤S5、在主轴颈和连杆颈上滚压圆角；步骤S6、对主轴颈进行二次半精磨；步骤S7、以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨，控制精磨后的连杆颈直径和开档宽度；步骤S8、对主轴颈进行精磨，并控制精磨后的主轴颈直径和开档宽度。本发明提供的曲轴加工方法通过粗车‑精车‑半精磨‑二次半精磨‑精磨的步骤提高了曲轴的疲劳强度。

Description

发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴
技术领域
本发明涉及汽车零部件的加工技术，尤其涉及一种发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴。
背景技术
曲轴是发动机的重要零部件，其主要作用是通过连杆将发动机气缸内活塞的直线运动转化为旋转运动，以及把活塞做的功转变为转矩通过曲轴输出。曲轴的工作环境恶劣，在工作时，曲轴承载着气体力、往复惯性力和旋转惯性力以及它们产生的力矩，这些载荷和产生的振动使曲轴承受复杂的扭转和弯曲应力。因此，要求曲轴具有足够的刚度、强度和尺寸精度。
现有技术中曲轴加工的工艺复杂，成本高，且加工的精度差，导致曲轴容易发生变形，报废率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴，以解决现有技术中的问题，提高曲轴的加工精度，降低加工报废率。
本发明提供了一种发动机曲轴的加工方法，其中，包括如下步骤：
步骤S1、对曲轴的主轴颈和连杆颈进行粗车，控制粗车后的主轴颈直径为D1，控制粗车后的连杆颈直径为D2；
步骤S2、对连杆颈进行精车，控制精车后的连杆颈直径为D3；
步骤S3、对主轴颈进行半精磨，控制半精磨后的主轴颈直径为D4，开档宽度为H1；
步骤S4、对连杆颈进行半精磨，控制半精磨后的连杆颈直径为D5，开档尺寸为H2；
步骤S5、在主轴颈和连杆颈上滚压圆角；
步骤S6、对主轴颈进行二次半精磨；
步骤S7、以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨，控制精磨后的连杆颈直径为D6，开档宽度为H3；
步骤S8、对主轴颈进行精磨，并控制精磨后的主轴颈直径为D7，开档宽度为H4。
如上所述的发动机曲轴的加工方法，其中，优选的是，所述步骤S3中对主轴颈进行半精磨具体包括：依次对四挡主轴颈、二挡主轴颈、三挡主轴颈、一挡主轴颈和五挡主轴颈进行半精磨。
如上所述的发动机曲轴的加工方法，其中，优选的是，步骤S4中对连杆颈进行半精磨具体包括：先对一挡连杆颈和四挡连杆颈进行半精磨，再对二挡连杆颈和三挡连杆颈进行半精磨。
如上所述的发动机曲轴的加工方法，其中，优选的是，步骤S6具体包括：对一挡主轴颈和五挡主轴颈进行二次半精磨。
如上所述的发动机曲轴的加工方法，其中，优选的是，步骤S7中以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨具体包括：以一挡主轴颈和五挡主轴颈作为定位，先对一挡连杆颈和四挡连杆颈进行精磨，再对二挡连杆颈和三挡连杆颈进行精磨。
如上所述的发动机曲轴的加工方法，其中，优选的是，D1为76mm，公差范围为0到+0.1mm；
D2为62mm，公差范围为0到+0.1mm；
D3为62mm，公差范围为-0.1到+0.1mm；
D4为74.3mm，公差范围为0到+0.05mm；
H1为32.4mm，公差范围为-0.05到0mm；
D5为59.4mm，公差范围为0到+0.05mm；
H2为28mm，公差范围为-0.1到-0.05mm；
D6为59mm，公差范围为-0.016到0mm；
H3为28mm，公差范围为0到+0.1mm；
D7为74mm，公差范围为-0.016到0mm；
H4为32.5mm，公差范围为0到+0.01mm。
如上所述的发动机曲轴的加工方法，其中，优选的是，步骤S5还包括：车沉割槽，所述沉割槽的深度为0.7mm，圆角半径为1.9mm。
本发明还提供了一种发动机曲轴，其中，所述发动机曲轴通过本发明提供的发动机曲轴加工方法加工。
本发明提供的发动机曲轴的加工方法及发动机曲轴
附图说明
图1为本发明实施例提供的发动机曲轴的加工方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的发动机曲轴的结构示意图。
附图标记说明
1-一挡主轴颈 2-一挡连杆颈 3-四挡主轴颈 4-五挡主轴颈
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1为本发明实施例提供的发动机曲轴的加工方法的流程图，本发明实施例提供得了一种发动机曲轴的加工方法，通过该方法加工获得本发明实施例提供的发动机曲轴，如图2所示。
请结合图1和图2，该方法包括如下步骤：
步骤S1、对曲轴的主轴颈和连杆颈进行粗车，控制粗车后的主轴颈直径为D1，控制粗车后的连杆颈直径为D2。
在该步骤中，D1可以为76mm，公差范围为0到+0.1mm；D2可以为62mm，公差范围为0到+0.1mm。
步骤S2、对连杆颈进行精车，控制精车后的连杆颈直径为D3。
该步骤中，D3可以为62mm，公差范围为-0.1到+0.1mm。对连杆颈进行精车，控制轴颈磨削进给量0.15mm-0.2mm之间，减小砂轮溃砂的几率，保证磨削的精度和几何形状符合要求，同时减小磨削过程中对曲轴的变形影响。
步骤S3、对主轴颈进行半精磨，控制半精磨后的主轴颈直径为D4，开档宽度为H1。
该步骤中，D4可以为74.3mm，公差范围为0到+0.05mm，H1可以为32.4mm，公差范围为-0.05到0mm。
由于止推片安装在曲轴第四挡，加工主轴颈时，先加工第四挡主轴颈3，以第四档主轴颈3为加工基准，分别加工二挡主轴颈、三挡主轴颈、一挡主轴颈1和五挡主轴颈4，采用跳挡加工主轴颈，避免曲轴在加工过程中受力集中，减小曲轴加工过程中的变形。
步骤S4、对连杆颈进行半精磨，控制半精磨后的连杆颈直径为D5，开档尺寸为H2。
该步骤中，D5可以为59.4mm，公差范围为0到+0.05mm，H2可以为28mm，公差范围为-0.1到-0.05mm。
优选的是，在该步骤S4中对连杆颈进行半精磨具体包括：先对一挡连杆颈2和四挡连杆颈进行半精磨，再对二挡连杆颈和三挡连杆颈进行半精磨。
以四缸全支撑曲轴为例，根据曲轴连杆颈的布置特点(即一、四挡连杆颈和二、三档连杆颈各分布在曲轴两侧，如图2)，加工时以曲轴前后端中心孔为定位基准，曲轴围绕中心线旋转过程中，先加工一、四挡连杆颈，再调整砂轮位置加工二、三挡连杆颈，即方便加工控制，同时这种跳挡加工连杆颈，有利于避免曲轴受力集中而变形大。
步骤S5、在主轴颈和连杆颈上滚压圆角。
半精磨轴颈后加工曲轴轴颈圆角，采用车削和磨削两步工艺步骤。即，优选的是，首先车削轴颈圆角，形成沉割槽，沉割槽的深度为0.7mm，保持圆角形状；车削沉割槽后，使用砂轮磨削圆角，提高圆角的粗糙度，圆角半径为1.9mm。加工后的圆角形状规则，有利于滚轮滚压轴颈圆角，提高了曲轴滚压的效率，提高了曲轴的疲劳强度。
步骤S6、对主轴颈进行二次半精磨。
该步骤优选为具体包括：对一挡主轴颈和五挡主轴颈进行二次半精磨，控制该二次半精磨后的一挡主轴颈和五挡主轴颈直径为74.3mm，公差为0到+0.03mm，从而为一下步骤提供定位。
步骤S7、以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨，控制精磨后的连杆颈直径为D6，开档宽度为H3。
该步骤中，D6可以为59mm，公差范围为-0.016到0mm，H3可以为28mm，公差范围为0到+0.1mm。
优选地，以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨具体包括：以一挡主轴颈和五挡主轴颈作为定位，先对一挡连杆颈和四挡连杆颈进行精磨，再对二挡连杆颈和三挡连杆颈进行精磨。以一、五挡主轴颈定位精磨连杆颈，保证连杆颈的行位公差和跳动量满足要求。
步骤S8、对主轴颈进行精磨，并控制精磨后的主轴颈直径为D7，开档宽度为H4。
该步骤中，D7可以为74mm，公差范围为-0.016到0mm，H4可以为32.5mm，公差范围为0到+0.01mm。
本实施例中，加工曲轴各轴颈轴向尺寸，以曲轴第四档止推片安装面为加工基准，加工各轴颈轴向尺寸，有利于减小曲轴的轴向窜动量，减小曲轴各轴颈的磨损。如图2所示，L1、L2、L3分别表示二、三、一挡主轴颈相对于第四挡主轴颈加工基准面A的轴向尺寸，L4表示相对第四挡主轴颈加工基准面B的轴向尺寸；L5、L7、L8分别表示一、二、三挡连杆颈相对于主轴颈加工基准面A的轴向尺寸，L6表示相对第四挡主轴颈加工基准面B的轴向尺寸。
本发明实施例提供的发动机曲轴加工方法及发动机曲轴，通过粗车-精车-半精磨-二次半精磨-精磨的加工步骤，最终生产的曲轴加工变形小、精度高、滚压后的曲轴轴颈圆角规则，提高了曲轴的疲劳强度。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种发动机曲轴的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、对曲轴的主轴颈和连杆颈进行粗车，控制粗车后的主轴颈直径为D1，控制粗车后的连杆颈直径为D2；
步骤S2、对连杆颈进行精车，控制精车后的连杆颈直径为D3；
步骤S3、对主轴颈进行半精磨，控制半精磨后的主轴颈直径为D4，开档宽度为H1；
步骤S4、对连杆颈进行半精磨，控制半精磨后的连杆颈直径为D5，开档尺寸为H2；
步骤S5、在主轴颈和连杆颈上滚压圆角；
步骤S6、对主轴颈进行二次半精磨；
步骤S7、以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨，控制精磨后的连杆颈直径为D6，开档宽度为H3；
步骤S8、对主轴颈进行精磨，并控制精磨后的主轴颈直径为D7，开档宽度为H4。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中对主轴颈进行半精磨具体包括：依次对四挡主轴颈、二挡主轴颈、三挡主轴颈、一挡主轴颈和五挡主轴颈进行半精磨。
3.根据权利要求2所述的发动机曲轴的加工方法，其特征在于，步骤S4中对连杆颈进行半精磨具体包括：先对一挡连杆颈和四挡连杆颈进行半精磨，再对二挡连杆颈和三挡连杆颈进行半精磨。
4.根据权利要求3所述的发动机曲轴的加工方法，其特征在于，步骤S6具体包括：对一挡主轴颈和五挡主轴颈进行二次半精磨。
5.根据权利要求4所述的发动机曲轴的加工方法，其特征在于，步骤S7中以设定的主轴颈作为定位，对连杆颈进行精磨具体包括：以一挡主轴颈和五挡主轴颈作为定位，先对一挡连杆颈和四挡连杆颈进行精磨，再对二挡连杆颈和三挡连杆颈进行精磨。
6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机曲轴的加工方法，其特征在于，D1为76mm，公差范围为0到+0.1mm；
D2为62mm，公差范围为0到+0.1mm；
D3为62mm，公差范围为-0.1到+0.1mm；
D4为74.3mm，公差范围为0到+0.05mm；
H1为32.4mm，公差范围为-0.05到0mm；
D5为59.4mm，公差范围为0到+0.05mm；
H2为28mm，公差范围为-0.1到-0.05mm；
D6为59mm，公差范围为-0.016到0mm；
H3为28mm，公差范围为0到+0.1mm；
D7为74mm，公差范围为-0.016到0mm；
H4为32.5mm，公差范围为0到+0.01mm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的发动机曲轴的加工方法，其特征在于，步骤S5还包括：车沉割槽，所述沉割槽的深度为0.7mm，圆角半径为1.9mm。
8.一种发动机曲轴，其特征在于，所述发动机曲轴通过权利要求1-7任一项所述的发动机曲轴加工方法加工。
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