CN115055921A - 一种发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，包括如下步骤：S1：按规范安装轴承盖，按现有切削参数进行加工机体曲轴底孔；S2：将机体立式放在摇臂钻工作台上固定，机体瓦孔平行于摇臂钻主轴；S3：测量曲轴底孔及滚压刀具的直径，调整滚压余量，将滚压余量控制在小于0.005mm的范围内；S4：在曲轴瓦孔和滚压刀具上涂覆机油；S5：启动摇臂钻，转速设置为50‑200r/min，进给采用手动模式匀速反复进给，单孔滚压3‑5次即完成机体曲轴底孔双金属加工表面强化。本发明提高了曲轴底孔表面粗糙度以及疲劳强度。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，尤其是涉及一种发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法。
背景技术
高速大功率柴油机机体曲轴孔位置结构设计大多采用钢/铝双金属结构设计，轴承盖采用42CrMo，本体采用ZL702材料，双金属加工是机械加工行业的加工难点，曲轴底孔表面质量的好坏直接影响发动机的可靠性运转，特别是发动机高转速、高爆发压力的工况下长时间运转，发动机机体曲轴底孔轻则瓦背与机体底孔发生表面粘铝现象，重则对瓦孔整体破坏产生位置偏移，导致砸瓦等质量隐患。加工要求双金属加工曲轴底孔表面粗糙度Ra1.6，圆柱度0.006，通常加工方法采用线镗刀安装钢件加工刀片进行加工，加工分为粗镗-半精镗-精镗(机体曲轴底孔如图1所示)。采用该加工方法加工后机体曲轴底孔表面存在微划痕现象。特别是主油道孔位置环形圈周边，铝体部位划伤严重，导致发动机在长时间运转时铝体部位与瓦片接触部位产生粘铝现象，对发动机可靠性运转带来质量隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，包括如下步骤：
S1：按规范将轴承盖与机体进行安装，按现有切削参数进行加工机体曲轴底孔；
S2：将机体立式放在摇臂钻工作台上固定，机体瓦孔平行于摇臂钻主轴；
S3：测量曲轴底孔及滚压刀具的直径，调整滚压余量，将滚压余量控制在小于0.005mm的范围内；
S4：在曲轴瓦孔底孔和滚压刀具上涂覆机油；
S5：启动摇臂钻，转速设置为50-200r/min，进给采用手动模式匀速反复进给，单孔滚压3-5次即完成机体曲轴底孔双金属加工表面强化。
优选的，步骤S5中摇臂钻的转速为100r/min。
优选的，步骤S5中单孔滚压3次。
优选的，机体的材料为ZL702A，轴承盖的材料为42CrMo。
优选的，安装轴承盖后，再按照步骤S1-S5完成曲轴底孔加工后再进行油道孔加工。
优选的，经过步骤S1-S5加工后的曲轴底孔疲劳强度提高30％。
优选的，经过步骤S1-S5加工后的曲轴底孔的修正圆柱度为0.0006。
优选的，经过步骤S1-S5加工后的曲轴底孔的表面粗糙度不大于0.05。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的工艺方法打破了钢/铝双金属加工的技术难题，而且经过整机试验，效果明显，机体曲轴底孔与瓦背接触面无粘接现象，本发明工艺方法可适用大部分柴油机机体瓦孔的加工，对发动机后续功率提升和精度提升打下了基础，同时操作简单、方便、快捷。加工后的机体曲轴底孔主要体现在以下四个方面：
(1)机体曲轴底孔表面粗糙度基本能达到Ra≤0.05左右；
(2)加工后机体曲轴底孔修正圆柱度可达0.0006；
(3)加工后机体曲轴底孔有残余应力层，提高疲劳强度提高30％；
(4)加工后机体曲轴底孔提高配合质量，减小磨损，延长零件使用寿命。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的机体曲轴底孔的示意图；
图2为本发明所述的工艺方法加工的曲轴底孔(左侧)与常规工艺加工后的曲轴底孔(右侧)效果对比图。
附图标记说明：
1、曲轴底孔；2、机体；3、轴承盖。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，发动机的机体2材料为ZL702A，轴承盖3材料为42CrMo，机体的曲轴底孔1有油孔，本发明的工艺方法首先将油孔加工放在瓦孔加工后加工，避免了断屑切削导致的表面粗糙度差问题；其次采用滚压刀具根据表面粗糙度值和钢/铝双金属塑性变形不同，通过多方案滚压余量试验，测试数据，提升瓦孔的抗疲劳性能和表面粗糙度。
具体地，本发明的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法的操作步骤为：
S1：按规范安装机体2与轴承盖3，此时油道孔不加工，按现有工艺的切削参数进行加工机体2的曲轴底孔1。
S2：将机体立式放在摇臂钻工作台上固定，使机体2的瓦孔平行于摇臂钻主轴。
S3：测量曲轴底孔及滚压刀具的直径，调整滚压余量将滚压余量控制在小于0.005mm范围内。
S4：在曲轴底孔和滚压刀具上涂干净的机油。
S5：启动摇臂钻，转速100r/min，进给不采用自动进给，用手动模式匀速反复进给，单孔滚压3次。
本发明所述的工艺方法加工的曲轴底孔与常规工艺加工后的曲轴底孔效果对比图如图2所示，可以看出本发明可以明显提高曲轴底孔的表面粗糙度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：按规范将轴承盖与机体进行安装，按现有切削参数进行加工机体曲轴底孔；
S2：将机体立式放在摇臂钻工作台上固定，机体瓦孔平行于摇臂钻主轴；
S3：测量曲轴底孔及滚压刀具的直径，调整滚压余量，将滚压余量控制在小于0.005mm的范围内；
S4：在曲轴底孔和滚压刀具上涂覆机油；
S5：启动摇臂钻，转速设置为50-200r/min，进给采用手动模式匀速反复进给，单孔滚压3-5次即完成机体曲轴底孔双金属加工表面强化。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：步骤S5中摇臂钻的转速为100r/min。
3.根据权利要求1所述的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：步骤S5中单孔滚压3次。
4.根据权利要求1所述的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：机体的材料为ZL702A，轴承盖的材料为42CrMo。
5.根据权利要求1所述的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：安装轴承盖后，先按照步骤S1-S5完成曲轴底孔加工后再进行油道孔加工。
6.根据权利要求1所述的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：经过步骤S1-S5加工后的曲轴底孔的修正圆柱度为0.0006。
7.根据权利要求1所述的发动机曲轴底孔双金属加工表面强化的工艺方法，其特征在于：经过步骤S1-S5加工后的曲轴底孔的表面粗糙度不大于0.05。
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