DE3939935A1

DE3939935A1 - Producing crank shafts - by machining simultaneously moving surface, side face, and recesses between surface and faces followed by hardening and final grinding

Info

Publication number: DE3939935A1
Application number: DE19893939935
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Deschler; Hans Dipl Ing Gebhardt
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1991-06-06
Also published as: DE3939935C2

Abstract

Producing a crank shaft consists of forging the shaft and then machining the recesses (4), the moving surface (5) and the side faces (3) simultaneously with a tool (6). The radius of the recesses is very small and after machining of the recesses and side faces to their finished dimensions, the surface (5) is finish ground immediately after the surface hardening process. ADVANTAGE - The cost of prodn. is reduced without harming the durability of the crank shaft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle gemäß dem Gattungsbegriff des Patentan spruches 1.The invention relates to a method of manufacture a crankshaft according to the generic term of the patent saying 1.

Die Herstellung einer Kurbelwelle geht im allgemeinen von einen Schmiederohling aus, der einer Vergütung mit nach folgender spanabhebender Bearbeitung unterzogen wird.The production of a crankshaft generally starts from a forged blank, which after a remuneration with is subjected to the following machining.

Nach MTZ, Heft 44 (1983) 3 ist es bekannt, den Kurbelzapfen an seinen Enden mit radialen Eindrehungen zu versehen. Eine radiale Lauffläche des Kurbelzapfens ist mit einer Material zugabe für die abschließende Oberflächenbearbeitung versehen, die in einem Walzen mit anschließendem Schleifen besteht. Die Eindrehungen werden zur Verbesserung der Oberflächengüte und zur Verfestigung durch Rollen gewalzt, die sich durch die Verwendung eines sogenannten Spreizstahles auch in die seit lichen Anlaufflächen der Kurbelwangen eindrücken. Ab schließend wird die radiale Lauffläche und die seitlichen Anlaufflächen durch Schleifen auf Endmaß bearbeitet. Ein derartiges Bearbeitungsverfahren des Kurbelzapfens hat den Nachteil, daß beim Walzen der Durchmesser der Rollen natür lich nicht beliebig klein gewählt werden kann, so daß die tragende Fläche des Kurbelzapfens durch die relativ großen Radien der Eindrehungen nicht unerheblich geschmälert wird. According to MTZ, Issue 44 (1983) 3, it is known the crank pin to be provided with radial recesses at its ends. A radial tread of the crank pin is made of one material allowance for the final surface treatment, which consists of rolling followed by grinding. The Twists are used to improve the surface finish and rolled for solidification by rollers which are formed by the Use of a so-called expansion steel also in the Press in the contact surfaces of the crank webs. From the radial tread and the side closes Contact surfaces machined to final dimensions by grinding. A Such processing method of the crank pin has the Disadvantage that the diameter of the rollers naturally when rolling Lich can not be chosen arbitrarily small, so that the bearing area of the crank pin due to the relatively large Radii of the twists is not insignificantly reduced.

Ein weiterer Nachteil besteht in der notwendigen Nacharbeit der seitlichen Anlaufflächen, was zu einer Kostensteigerung der Herstellung führt.Another disadvantage is the necessary rework of the lateral contact surfaces, which leads to an increase in costs the manufacturing leads.

Ausgehend vom Herstellungsverfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, den Fertigungsaufwand bei der Herstellung von Kurbel wellen zu senken, ohne daß die Dauerfestigkeit Schaden er leidet.Based on the manufacturing process according to the generic term of claim 1, the invention is the object reasons, the manufacturing effort in the manufacture of crank lower waves without damaging the fatigue strength suffers.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.This task is solved by the characteristic features of claim 1.

Durch die auf Fertigmaß gebrachten Eindrehungen bei gleich zeitiger Bearbeitung der Anlaufflächen wird eine nachträg liche Bearbeitung der Anlaufflächen durch Schleifen über flüssig, was durch Einsparung eines Arbeitsganges zu einer Reduzierung der Fertigungskosten führt. Dadurch, daß die Lauf flächen des Kurbelzapfens und der Bereich der Eindrehungen induktiv oberflächengehärtet werden ergibt sich trotz der Eindrehung kein Verlust an Dauerfestigkeit, da die Spannung an der Eindrehung durch die Kerbwirkung zwar um den Faktor der Formzahl erhöht wird, von der Erhöhung der zulässigen Spannung als Folge der Härtung jedoch überkompensiert wird.Thanks to the screwed-in dimensions at the same time early processing of the contact areas will be a retrospective processing of the contact surfaces by grinding over liquid, which can be achieved by saving one operation Reduction of manufacturing costs leads. Because the barrel surfaces of the crank pin and the area of the turns are inductively surface hardened despite the Screwing in no loss of fatigue strength because of the tension at the indentation by the notch effect by a factor the number of forms is increased by the increase in the permissible However, tension as a result of the hardening is overcompensated.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das spanabhebende Werkzeug ein Formfräser oder Formdrehstahl ist.Another feature of the invention is characterized by this from that the cutting tool is a form cutter or Forming tool is.

Mit derartigen Werkzeugen wird die Eindrehung des Radius und zugleich die Bearbeitung der Anlaufflächen in axialer Richtung vorgenommen.With such tools, the turning of the radius and at the same time machining the contact surfaces in the axial Direction.

Eine Kröpfung einer Kurbelwelle hergestellt nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren ist in einer Zeichnung dargestellt.A crankshaft crank made according to the inventions The method according to the invention is shown in a drawing.

Die Kröpfung wird gebildet aus den beiden Kurbelwangen 1, einem Kurbelzapfen 2 und seitlichen Anlaufflächen 3. Bei der Herstellung der Kurbelwelle wird der Kurbelzapfen 2 des Rohlings mit einem spanabhebenden Werkzeug 1 bearbeitet. Dieses Werkzeug kann ein Formdrehstahl oder ein Formfräser sein. Erfindungsgemäß muß das Werkzeug definierte Schneiden aufweisen, welche in einem Arbeitsgang die Eindrehungen 4 und eine Lauffläche 5 herstellen und die seitlichen Anlaufflächen 3 bearbeiten. Während die Eindrehungen 4 und die Anlaufflächen 3 mit dem Werkzeug 6 auf Fertigmaß bearbeitet werden, läßt man auf dem Kurbelzapfen 2 eine Schleifzugabe für die Lauffläche 5. Nach der Bearbeitung mit dem spanabhebenden Werkzeug 6 - bei spielsweise ein Formfräser oder Formdrehstahl - erfolgt eine Oberflächenhärtung der Lauffläche 5 und der Eindrehungen 4. Anschließend wird nur noch die Lauffläche 5 geschliffen.The crank is formed from the two crank webs 1 , a crank pin 2 and lateral contact surfaces 3 . In the manufacture of the crankshaft, the crank pin 2 of the blank is machined with a cutting tool 1 . This tool can be a form turning tool or a form cutter. According to the invention, the tool must have defined cutting edges, which produce the indentations 4 and a running surface 5 and machine the lateral thrust surfaces 3 in one operation. While the indentations 4 and the contact surfaces 3 are machined to the finished dimension with the tool 6 , a grinding allowance for the contact surface 5 is left on the crank pin 2 . After machining with the cutting tool 6 - for example a form cutter or form turning tool - the surface of the tread 5 and the indentations 4 is hardened. Then only the tread 5 is ground.

Durch die Oberflächenhärtung wird die durch die Eindrehungen 4 hervorgerufene Spannungserhöhung durch erhöhte Festigkeit über kompensiert.Due to the surface hardening, the increase in tension caused by the indentations 4 is compensated for by increased strength.

Durch die Eindrehungen wird die Bearbeitung des Übergangsradius von der Lauffläche 5 zur Anlauffläche 3 überflüssig, so daß besonders bei Reparaturen den Werkstätten die Nacharbeit der Laufflächen 5 wesentlich erleichtert wird. Die Anlaufflächen 3 werden nur noch durch den Formfräser oder den Formdrehstahl bearbeitet, ein Schleifen hat sich als nicht notwendig erwiesen.Due to the screwing in, the machining of the transition radius from the tread 5 to the thrust surface 3 is superfluous, so that the repair of the treads 5 is made considerably easier, particularly for repairs. The contact surfaces 3 are only machined by the form cutter or the turning tool, grinding has not proven to be necessary.

Da die Eindrehungen 4 kleiner sind als die üblicherweise ver wendeten Übergangsradien ist die tragende Lauffläche 5 breiter, was sich durch geringere Flächenbelastung der Lauffläche und damit durch geringeren Verschleiß bemerkbar macht.Since the indentations 4 are smaller than the transition radii usually used, the load-bearing tread 5 is wider, which is noticeable by lower surface loading of the tread and thus by less wear.

Claims

1.Method for producing a crankshaft, in which a crank pin is subjected to machining with grinding allowance on a tread after forging and subsequent hardening and the transitions from the crank pin to the lateral thrust faces of crank cheeks have radial recesses, characterized in that the recesses ( 4 ) with simultaneous machining of the tread ( 5 ) and the lateral contact surfaces ( 3 ) of the crank webs ( 1 ) by means of a cutting tool ( 6 ) with defined cutting edges, that the radius of the recesses ( 4 ) is chosen to be very small, and that After the machining of the turned parts ( 4 ) and the contact surfaces ( 3 ) is finished, the surface is hardened and the running surface ( 5 ) is brought to its final dimensions by grinding.

2. The method according to claim 1, characterized in that machining by a form cutter or a turning tool is made.