CN109048242B - 一种发动机曲轴的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发动机曲轴的加工工艺，包括如下步骤：锻造处理、粗车、钻孔处理、热处理、精车、磨削加工和检验并包装，本发明可以解决现有曲轴加工时需要对主轴颈、连杆轴颈进行钻孔处理，现有的钻头不易排屑，且钻出的孔内壁不光滑，钻头长期直钻容易影响钻头的寿命，由于曲轴的规格不同，钻孔的直径要求也不同，人员需要更换钻头来应对不同规格的曲轴等难题，可以实现对不同规格曲轴的主轴颈、连杆轴颈进行打孔的功能，根据孔直径的要求调节成相应的钻头，两次钻孔使得孔内壁光滑，易排屑，使用寿命增长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及发动机曲轴加工工艺领域，特别涉及一种发动机曲轴的加工工艺。
背景技术
曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下往复运动变成循环旋转运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位:主轴颈，连杆颈，还有其他，现有曲轴加工时需要对主轴颈、连杆轴颈进行钻孔处理，现有的钻头不易排屑，且钻出的孔内壁不光滑，钻头长期直钻容易影响钻头的寿命，由于曲轴的规格不同，钻孔的直径要求也不同，人员需要更换钻头来应对不同规格的曲轴。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案，一种发动机曲轴的加工工艺，具体步骤如下：
S1、锻造处理：对球墨铸铁 QT800-6毛坯进行锻造，锻造温度控制在 1000℃ ~1300℃；
S2、粗车：粗车主轴颈、连杆颈；
S3、钻孔处理：将锻造好的曲轴毛坯固定在夹具上，人员将打孔装置替换ZK8210机床原有的打孔头，ZK8210机床带动打孔装置调节到工作位置，打孔装置对毛坯曲轴上的主轴颈、连杆轴颈进行钻孔处理；
打孔装置包括安装板、主气缸、圆板、主电机、伸缩滑杆、滑槽、连板、连柱、卡槽框、连接架、两个卡位机构、初次钻孔机构和二次钻孔机构，安装板的下端安装有主气缸，主气缸的顶端通过法兰安装在圆板上，圆板的下端安装有主电机，主电机的输出轴上安装有连板，连板上安装有滑槽，滑槽通过滑动配合的方式与伸缩滑杆相连，伸缩滑杆的上端安装在安装板上，连板的下端安装有连柱，连柱的下端位于卡槽框内，卡槽框的左右两端安装有两个卡位机构，卡槽框上均匀安装有初次钻孔机构，卡槽框的下端安装有连接架，连接架上均匀安装有二次钻孔机构，且二次钻孔机构与初次钻孔机构之间交错布置；
S4、热处理 ：将钻孔后的曲轴进行尺寸检测，合格后将曲轴放入炉中进行正火处理，正火温度设为 800℃至 950℃，保温 1.5h至2.5h，将曲轴取出炉外放置空气中冷却，待曲轴温度降至室温后，对其进行中频感应淬火，淬火温度设为 800℃至 850℃；
S5、精车：精车主轴颈、连杆颈；
S6、磨削加工 ：将进行S5处理后的曲轴固定在MK82100数控磨床上进行磨削加工，保障曲轴各部位零件尺寸加工到公差范围之内，且加工后的曲轴的表面粗糙度 Ra 在 0.7μm ～ 0.3μm 之间；
S7、检验并包装：检验工件的各参数，合格后包装入库。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的卡位机构包括固架、插气缸和插块，固架安装在卡槽框的侧壁上，固架上安装有插气缸，插气缸的顶端安装在插块上，具体工作时，连柱与卡槽框能够拆卸，当需要卡紧时，插气缸带动插块插入卡入槽与进出槽内，确保连柱与卡槽框之间相互卡紧，卡位机构对连柱、卡槽框之间进行卡紧，连柱、卡槽框之间可拆卸，方便更换，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的连柱对称设置有卡入槽，卡槽框上对称设置有进出槽，且卡入槽与进出槽相对应，插块插入卡入槽与进出槽内，确保连柱与卡槽框之间相互卡紧，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的连接架的下端为三角结构，减小了钻屑输出的阻力。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的初次钻孔机构包括定位气缸、弧形打孔头、顶气缸、定位块和抵住架，定位气缸对称安装在卡槽框的侧壁上，定位气缸的顶端安装在弧形打孔头的内壁上，弧形打孔头的上端安装有顶气缸，顶气缸的顶端安装有定位块，定位块的中部安装有抵住架，具体工作时，定位气缸根据要求带动弧形打孔头调节到合适的半径距离，顶气缸带动定位块抵住定位槽，主电机带动弧形打孔头进行旋转，主气缸带动旋转的弧形打孔头进行钻孔，初次钻孔机构根据孔直径的要求进行针对性调节，无需更换钻头，易排屑，使用寿命增长，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的连板的下端沿其周向均匀设置有定位槽，且定位块与定位槽相对应，打孔前，弧形打孔头调节到合适的位置，定位块抵住定位槽进行二次限位，避免钻孔时弧形打孔头发生偏移，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的弧形打孔头的下端为从上往下逐渐向内倾斜的结构，减小了初始打孔的难度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的抵住架为弧形结构，抵住架的下端设置有弧形槽，抵住架的内端设置有开口槽，且弧形槽与开口槽相通，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的二次钻孔机构包括连气缸、弧形锉刀和卡住架，连气缸对称安装在连接架上，连气缸的顶端安装在弧形锉刀的内壁上，弧形锉刀的上端安装有卡住架，卡住架与开口槽相对应，具体工作时，当初次钻孔机构打孔完毕后，连气缸带动弧形锉刀向外调节，卡住架进入开口槽内直到抵住弧形槽，卡住架的半径与弧形打孔头的半径相等，主电机带动弧形锉刀进一步对孔内壁打磨，二次钻孔机构根据初次钻孔机构调节的半径进行自动调节，确保二次钻孔机构工作时不会扩大孔径，二次钻孔机构对孔内壁进行进一步打磨光滑，操作简单。
本发明的有益效果在于：
1、本发明可以解决现有曲轴加工时需要对主轴颈、连杆轴颈进行钻孔处理，现有的钻头不易排屑，且钻出的孔内壁不光滑，钻头长期直钻容易影响钻头的寿命，由于曲轴的规格不同，钻孔的直径要求也不同，人员需要更换钻头来应对不同规格的曲轴等难题，可以实现对不同规格曲轴的主轴颈、连杆轴颈进行打孔的功能，根据孔直径的要求调节成相应的钻头，两次钻孔使得孔内壁光滑，易排屑，使用寿命增长等优点；
2、本发明设置有卡位机构，卡位机构对连柱、卡槽框之间进行卡紧，连柱、卡槽框之间可拆卸，方便更换，操作简单；
3、本发明设置有初次钻孔机构，初次钻孔机构根据孔直径的要求进行针对性调节，无需更换钻头，易排屑，使用寿命增长，操作简单；
4、本发明设置有二次钻孔机构，二次钻孔机构根据初次钻孔机构调节的半径进行自动调节，确保二次钻孔机构工作时不会扩大孔径，二次钻孔机构对孔内壁进行进一步打磨光滑，操作简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的工作流程图；
图2是本发明打孔装置的结构示意图；
图3是本发明安装板、主气缸、圆板、主电机、伸缩滑杆、滑槽与连板之间的结构示意图；
图4是本发明连板、连柱、卡槽框、连接架与卡位机构之间的结构示意图；
图5是本发明初次钻孔机构的结构示意图；
图6是本发明二次钻孔机构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图6所示，一种发动机曲轴的加工工艺，具体步骤如下：
S1、锻造处理：对球墨铸铁 QT800-6毛坯进行锻造，锻造温度控制在 1000℃ ~1300℃；
S2、粗车：粗车主轴颈、连杆颈；
S3、钻孔处理：将锻造好的曲轴毛坯固定在夹具上，人员将打孔装置1替换ZK8210机床原有的打孔头，ZK8210机床带动打孔装置1调节到工作位置，打孔装置1对毛坯曲轴上的主轴颈、连杆轴颈进行钻孔处理；
打孔装置1包括安装板11、主气缸12、圆板13、主电机14、伸缩滑杆15、滑槽16、连板17、连柱18、卡槽框19、连接架20、两个卡位机构21、初次钻孔机构22和二次钻孔机构23，安装板11的下端安装有主气缸12，主气缸12的顶端通过法兰安装在圆板13上，圆板13的下端安装有主电机14，主电机14的输出轴上安装有连板17，连板17上安装有滑槽16，滑槽16通过滑动配合的方式与伸缩滑杆15相连，伸缩滑杆15的上端安装在安装板11上，连板17的下端安装有连柱18，连柱18的下端位于卡槽框19内，卡槽框19的左右两端安装有两个卡位机构21，卡槽框19上均匀安装有初次钻孔机构22，卡槽框19的下端安装有连接架20，连接架20上均匀安装有二次钻孔机构23，且二次钻孔机构23与初次钻孔机构22之间交错布置；
S4、热处理 ：将钻孔后的曲轴进行尺寸检测，合格后将曲轴放入炉中进行正火处理，正火温度设为 800℃至 950℃，保温 1.5h至2.5h，将曲轴取出炉外放置空气中冷却，待曲轴温度降至室温后，对其进行中频感应淬火，淬火温度设为 800℃至 850℃；
S5、精车：精车主轴颈、连杆颈；
S6、磨削加工 ：将进行S5处理后的曲轴固定在MK82100数控磨床上进行磨削加工，保障曲轴各部位零件尺寸加工到公差范围之内，且加工后的曲轴的表面粗糙度 Ra 在 0.7μm ～ 0.3μm 之间；
S7、检验并包装：检验工件的各参数，合格后包装入库。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的卡位机构21包括固架211、插气缸212和插块213，固架211安装在卡槽框19的侧壁上，固架211上安装有插气缸212，插气缸212的顶端安装在插块213上，具体工作时，连柱18与卡槽框19能够拆卸，当需要卡紧时，插气缸212带动插块213插入卡入槽与进出槽内，确保连柱18与卡槽框19之间相互卡紧，卡位机构21对连柱18、卡槽框19之间进行卡紧，连柱18、卡槽框19之间可拆卸，方便更换，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的连柱18对称设置有卡入槽，卡槽框19上对称设置有进出槽，且卡入槽与进出槽相对应，插块213插入卡入槽与进出槽内，确保连柱18与卡槽框19之间相互卡紧，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的连接架20的下端为三角结构，减小了钻屑输出的阻力。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的初次钻孔机构22包括定位气缸221、弧形打孔头222、顶气缸223、定位块224和抵住架225，定位气缸221对称安装在卡槽框19的侧壁上，定位气缸221的顶端安装在弧形打孔头222的内壁上，弧形打孔头222的上端安装有顶气缸223，顶气缸223的顶端安装有定位块224，定位块224的中部安装有抵住架225，具体工作时，定位气缸221根据要求带动弧形打孔头222调节到合适的半径距离，顶气缸223带动定位块224抵住定位槽，主电机14带动弧形打孔头222进行旋转，主气缸12带动旋转的弧形打孔头222进行钻孔，初次钻孔机构22根据孔直径的要求进行针对性调节，无需更换钻头，易排屑，使用寿命增长，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的连板17的下端沿其周向均匀设置有定位槽，且定位块224与定位槽相对应，打孔前，弧形打孔头222调节到合适的位置，定位块224抵住定位槽进行二次限位，避免钻孔时弧形打孔头222发生偏移，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的弧形打孔头222的下端为从上往下逐渐向内倾斜的结构，减小了初始打孔的难度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的抵住架225为弧形结构，抵住架225的下端设置有弧形槽，抵住架225的内端设置有开口槽，且弧形槽与开口槽相通，操作简单。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中的二次钻孔机构23包括连气缸231、弧形锉刀232和卡住架233，连气缸231对称安装在连接架20上，连气缸231的顶端安装在弧形锉刀232的内壁上，弧形锉刀232的上端安装有卡住架233，卡住架233与开口槽相对应，具体工作时，当初次钻孔机构22打孔完毕后，连气缸231带动弧形锉刀232向外调节，卡住架233进入开口槽内直到抵住弧形槽，卡住架233的半径与弧形打孔头222的半径相等，主电机14带动弧形锉刀232进一步对孔内壁打磨，二次钻孔机构23根据初次钻孔机构22调节的半径进行自动调节，确保二次钻孔机构23工作时不会扩大孔径，二次钻孔机构23对孔内壁进行进一步打磨光滑，操作简单。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：具体步骤如下：
S1、锻造处理：对球墨铸铁 QT800-6毛坯进行锻造，锻造温度控制在 1000℃ ~1300℃；
S2、粗车：粗车主轴颈、连杆颈；
S3、钻孔处理：将锻造好的曲轴毛坯固定在夹具上，人员将打孔装置(1)替换ZK8210机床原有的打孔头，ZK8210机床带动打孔装置(1)调节到工作位置，打孔装置(1)对毛坯曲轴上的主轴颈、连杆轴颈进行钻孔处理；
打孔装置(1)包括安装板(11)、主气缸(12)、圆板(13)、主电机(14)、伸缩滑杆(15)、滑槽(16)、连板(17)、连柱(18)、卡槽框(19)、连接架(20)、两个卡位机构(21)、初次钻孔机构(22)和二次钻孔机构(23)，安装板(11)的下端安装有主气缸(12)，主气缸(12)的顶端通过法兰安装在圆板(13)上，圆板(13)的下端安装有主电机(14)，主电机(14)的输出轴上安装有连板(17)，连板(17)上安装有滑槽(16)，滑槽(16)通过滑动配合的方式与伸缩滑杆(15)相连，伸缩滑杆(15)的上端安装在安装板(11)上，连板(17)的下端安装有连柱(18)，连柱(18)的下端位于卡槽框(19)内，卡槽框(19)的左右两端安装有两个卡位机构(21)，卡槽框(19)上均匀安装有初次钻孔机构(22)，卡槽框(19)的下端安装有连接架(20)，连接架(20)上均匀安装有二次钻孔机构(23)，且二次钻孔机构(23)与初次钻孔机构(22)之间交错布置；
S4、热处理 ：将钻孔后的曲轴进行尺寸检测，合格后将曲轴放入炉中进行正火处理，正火温度设为 800℃至 950℃，保温 1.5h至2.5h，将曲轴取出炉外放置空气中冷却，待曲轴温度降至室温后，对其进行中频感应淬火，淬火温度设为 800℃至 850℃；
S5、精车：精车主轴颈、连杆颈；
S6、磨削加工 ：将进行S5处理后的曲轴固定在MK82100数控磨床上进行磨削加工，保障曲轴各部位零件尺寸加工到公差范围之内，且加工后的曲轴的表面粗糙度 Ra 在 0.7μm～ 0.3μm 之间；
S7、检验并包装：检验工件的各参数，合格后包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中的卡位机构(21)包括固架(211)、插气缸(212)和插块(213)，固架(211)安装在卡槽框(19)的侧壁上，固架(211)上安装有插气缸(212)，插气缸(212)的顶端安装在插块(213)上。
3.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中的连柱(18)对称设置有卡入槽，卡槽框(19)上对称设置有进出槽，且卡入槽与进出槽相对应；
所述的连接架(20)的下端为三角结构。
4.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中的初次钻孔机构(22)包括定位气缸(221)、弧形打孔头(222)、顶气缸(223)、定位块(224)和抵住架(225)，定位气缸(221)对称安装在卡槽框(19)的侧壁上，定位气缸(221)的顶端安装在弧形打孔头(222)的内壁上，弧形打孔头(222)的上端安装有顶气缸(223)，顶气缸(223)的顶端安装有定位块(224)，定位块(224)的中部安装有抵住架(225)。
5.根据权利要求4所述的一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中的连板(17)的下端沿其周向均匀设置有定位槽，且定位块(224)与定位槽相对应。
6.根据权利要求4所述的一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述的弧形打孔头(222)的下端为从上往下逐渐向内倾斜的结构；
所述的抵住架(225)为弧形结构，抵住架(225)的下端设置有弧形槽，抵住架(225)的内端设置有开口槽，且弧形槽与开口槽相通。
7.根据权利要求6所述的一种发动机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤三中的二次钻孔机构(23)包括连气缸(231)、弧形锉刀(232)和卡住架(233)，连气缸(231)对称安装在连接架(20)上，连气缸(231)的顶端安装在弧形锉刀(232)的内壁上，弧形锉刀(232)的上端安装有卡住架(233)，卡住架(233)与开口槽相对应。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200429 Address after: 317500 Dai tou Cai Cun, Zeguo Town, Wenling City, Taizhou City, Zhejiang Province Applicant after: WENLING XINDU MACHINERY Co.,Ltd. Address before: 246600 Liangting Group 027, Qingtian Village, Qingtian Township, Yuexi County, Anqing City, Anhui Province Applicant before: Geng Siyu |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A processing technology of engine crankshaft Effective date of registration: 20220426 Granted publication date: 20200602 Pledgee: Zhejiang Tyrone commercial bank Limited by Share Ltd. Taizhou Wenling branch Pledgor: WENLING XINDU MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980004773 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |