JP4801254B2

JP4801254B2 - Crankshaft pin journal R groove machining method and crankshaft

Info

Publication number: JP4801254B2
Application number: JP2000401165A
Authority: JP
Inventors: 武之鈴木
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: JP2002200515A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトのピンジャーナルＲ溝の加工方法およびクランクシャフトに係り、特にクランクシャフトミラーによってピンジャーナル端部のＲ溝をフライスカッタで加工する際の加工方法、および該加工方法で加工されたクランクシャフトに関する。
【０００２】
【背景技術】
自動車のエンジン等に用いられるクランクシャフトをクランクシャフトミラーによってフライス加工（ミーリング加工）することが知られている。
このようなクランクシャフトには、コンロッドが軸支されるピンジャーナルが気筒数に応じて設けられており、ピンジャーナルの両端部には、周方向に連続したＲ溝が設けられる場合がある。
【０００３】
このＲ溝は従来、クランクシャフトミラーでクランクシャフトのピンジャーナルやメインジャーナルの加工を行った後、旋盤による旋削加工によって設けられていたが、旋削加工のための設備やメンテナンス等にかかる費用を削減するために、ピンジャーナルと同様にクランクシャフトミラーによって加工されることが多くなっている。
そして、加工されたＲ溝は、次工程においてロール仕上げされ、Ｒ溝での疲労強度の向上が図られている。
【０００４】
図４（Ａ）には、ピンジャーナル１００のＲ溝１０１部分の断面であって、該Ｒ溝１０１をクランクシャフトミラーに装着された半径Ｒのインターナルカッタ１０２で加工した場合（ロール加工前の段階）が示されており、図４（Ｂ）には、エクスターナルカッタ１０３で加工した場合が示されている。
なお、図示を簡略化するために、ピンジャーナル１００の断面部分のハッチングを省略した。
【０００５】
図４（Ａ）において、インターナルカッタ１０２を用いた場合では、クランクシャフト（ピンジャーナル１００）を固定しておき、カッタ１０２を自転させながらピンジャーナル１００に接触させ、接触させながらカッタ１０２をさらにピンジャーナル１００の外周に沿って公転（ロータリ回転：図中の実線矢印参照）させ、周方向に連続したＲ溝１０１を加工する。
【０００６】
一方、図４（Ｂ）において、エクスターナルカッタ１０３を用いた場合では、カッタ１０３を自転させながらピンジャーナル１００に接触させるが、カッタ１０３を公転させず、クランクシャフト（ピンジャーナル１００）側をメインジャーナル軸を中心として低速で自転（図中の実線矢印参照）させてＲ溝１０１を加工する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インターナルカッタ１０２の公転時の送りや、エクスターナルカッタ１０３を用いた場合のピンジャーナル１００側の自転時の送りは、クランクシャフトミラーでの加工に要するサイクルタイムが全体の生産性を阻害しない程度に設定されるが、その送りが大き過ぎると、Ｒ溝１０１の外周面には、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すような多角形状の突部１０４が形成され、この突部１０４の突出高さδによっては、後のロール仕上げによる表面の塑性変形がＲ溝１０１の周方向で均一におこなわれず、疲労強度にばらつきが生じる可能性がある。
【０００８】
このために現状では、インターナルカッタ１０２の送りや、エクスターナルカッタ１０３を用いた場合のピンジャーナル１００側の送りを小さくし、突部１０４の突出高さδを十分に小さくしてロール仕上げによる強度上のばらつきをなくしている。従って、Ｒ溝１０１自身の加工に要するサイクルタイムが長くなり、生産性が必ずしも良好とはいえないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、クランクシャフトミラー等によるフライス加工でＲ溝を設けた場合でも、安定した疲労強度を確保でき、かつ生産性を向上させることができるクランクシャフトのピンジャーナルＲ溝の加工方法およびクランクシャフトを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のクランクシャフトのピンジャーナルＲ溝の加工方法は、クランクシャフトのピンジャーナル端部に設けられたＲ溝のフライスカッタによる加工方法であって、前記Ｒ溝の加工時に、前記クランクシャフトのメインジャーナルの軸中心に最も近い部分を中心として、前記Ｒ溝の周方向の両側にそれぞれ少なくとも３°以上、６０°以下の範囲では、前記ピンジャーナルとカッタとの前記周方向の相対的な送りを、他の部分の送りよりも小さくして加工することを特徴とする。この際、用いられるカッタとしては、内刃式のインターナルカッタであってもよく、外刃式のエクスターナルカッタであってもよい。
【００１１】
このような方法によれば、Ｒ溝の疲労強度的に不利な部分を加工するにあたり、インターナルカッタを用いた場合には、当該インターナルカッタの公転時の送りを他の部分の送りよりも小さくし、エクスターナルカッタを用いた場合には、クランクシャフト側の自転時の送りを他の部分の送りよりも小さくする。
このため、疲労強度的に不利な部分では、Ｒ溝の表面に形成される突部の突出高さが小さくなるため、ロール仕上げが均一に行われて安定した疲労強度が確実に得られる。
また、小さな送りで加工する部分は、疲労強度的に不利な部分のみであり、他の部分の加工をより大きな送りで加工するので、その分Ｒ溝全体の加工に要するサイクルタイムが短縮され、生産性が向上する。
以上により、前記目的が達成される。
【００１２】
また、ピンジャーナルに加わる曲げ応力が最大となる部分を含むその近傍が疲労強度的には不利な部分となるが、最大曲げ応力が加わる位置には変動が生じることもあるため、送りを小さくする部分を３°よりも狭くしたのでは、その変動を吸収できない可能性がある。反対に、６０°よりも広くすると、小さな送りで加工する部分が多くなってサイクルタイムが長くなり、十分な生産性が得られない可能性がある。
【００１４】
さらに、本発明の加工方法では、前記相対的な送りは、前記Ｒ溝の外周面に形成される突部の突出高さが０．０２mm以下となるように設定されていることが望ましい。
０．０２mmよりも大きいと、ロール仕上げ時の表面の塑性変形が均一に行われにくく、安定した疲労強度が得られない可能性が高い。
【００１５】
一方、本発明のクランクシャフトは、前述の加工方法によって加工されたクランクシャフトであり、当該加工方法を作用することで同様な作用効果が得られ、前記目的が達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るクランクシャフト１０を示す正面図、図２は、クランクシャフト１０のピンジャーナル１４の要部を示す拡大図、図３は、該要部を示す断面図である。
【００１７】
クランクシャフト１０は、自動車のエンジン等に用いられるものであって、本実施形態では、直列四気筒のエンジンに用いられるものである。従って、クランクシャフト１０の回転軸と同じ軸中心Ｃを有する複数のメインジャーナル１１間には、カウンタウェイト１２が一体に設けられたクランクウェブ１３を介して合計四つ（図１では三つを図示）のピンジャーナル１４が設けられている。
【００１８】
ピンジャーナル１４の両端には、本発明の加工方法で加工されるＲ溝１５が該ピンジャーナル１４の全周にわたって設けられている。
このＲ溝１５は、ピンジャーナル１４全体の周面をインターナルカッタを使用したクランクシャフトミラーで加工した後、同様なクランクシャフトミラーで加工される。この際、本実施形態では、図２に示すインターナルカッタ２０を用いた。
【００１９】
インターナルカッタ２０は、ここでの詳細な図示を省略するが、円環状のカッタ本体２１と、カッタ本体２１の厚み方向の両端側に設けられたカッタチップ２２とを備えている。
カッタチップ２２は、カッタ本体２１の内周に沿ってほぼ等間隔に複数設けられている。図２に示すように、カッタチップ２２の幅方向の間隔は、ピンジャーナル１４両端のＲ溝１５間の間隔に対応しており、一つのインターナルカッタ２０で両側のＲ溝１５を同時に加工することが可能である。
【００２０】
この際、ピンジャーナル１４の周方向に対するインターナルカッタ２０の公転時の送り（ロータリ送り）は大小の略二段階に設定されている。
すなわち、図３において、一段目としては、Ｒ溝１５の周方向において、メインジャーナル１１の軸中心Ｃに最も近い位置としての基準位置Ｐから、周方向の両側にそれぞれ角度Ａの範囲を加工する際の小さい送りである。なお、基準位置Ｐは、エンジン駆動中にピンジャーナル１４に加わる曲げ応力が最大となる部分であり、疲労強度的に不利な部分の略中心である。
【００２１】
この一段目の送りは、Ｒ溝１５表面に形成される突部１０４（図４）の突出高さδが０．０２mm以下、好ましくは０．０１mm以下となるように、次式（１）によって概ね決定される。
０．０２mmよりも大きいと、後のロール仕上げが良好に行われず、Ｒ溝１５部分での疲労強度が安定しない可能性が高い。
また、突出高さδを０．０１mm以下にすれば、ロール加工での仕上げ状態をさらに良好にでき、ひいてはピンジャーナル１４の角度Ａ内での疲労強度をより安定させることができる。
【００２２】
ここで、（１）式中のｆはインターナルカッタ２０の公転時の送り、Ｒはインターナルカッタ２０のチップ２２の刃先までの半径、ｒはピンジャーナル１４の半径、δは突部１０４の突出高さである。また（１）式は、カッタ本体２１の周方向の刃数（有効刃数）が一枚の場合である。
【００２３】
【数１】

【００２４】
また、角度Ａとしては、基準位置Ｐから少なくとも３°以上、６０°以下、好ましくは少なくとも１０°以上、４５°以下、より好ましくは少なくとも２０°以上、３０°以下に設定される。
ピンジャーナル１４に加わる曲げ応力が最大となる位置はばらついたり、エンジンの回転数に応じて意図的に変更される場合が考えられ、角度Ａが３°よりも狭いと、そのようなばらつきや変動を許容できない可能性がある。反対に、６０°よりも大きいと、送りの小さい部分が多くなって加工に要するサイクルタイムが長くなり、加工性を阻害する。
従って、角度Ａが少なくとも２０°以上であれば、応力が最大となる位置が変更されても、その変動を一層確実に許容でき、また、３０°以下であれば、サイクルタイムを大幅に短縮できる。
【００２５】
一方、二段目としては、前記角度Ａの範囲外の大きな送りであり、この送りは、Ｒ溝１５の加工に要するサイクルタイムや、後のロール仕上げが支障なく行えること等を勘案し、できるだけ大きく設定されている。
【００２６】
なお、二段階ある送りは実際、連続した加工途中で瞬間的に変更されるのではなく、大小の送りの中間程度の送りによる加工を経て段階的に変更される。ただし、この中間程度の送りでの加工は、インターナルカッタ２０への負荷やＲ溝１５の仕上げ面等を考慮して行われるものであって、加工範囲としても非常に狭く、本発明での作用効果に実質的に影響するものではないから、本実施形態で詳説するのを省略する。
【００２７】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
Ｒ溝１５の周方向の中でも基準位置Ｐを含む疲労強度的に不利な部分を、角度Ａの範囲でインターナルカッタ２０の公転時の送りを小さくして加工するので、Ｒ溝１５の表面に形成される突部１０４の突出高さδを小さくできる。このため、角度Ａの範囲では、後工程でのロール仕上げを均一に行うことができ、安定した疲労強度を得ることができる。
また、角度Ａの範囲外では、インターナルカッタ２０の送りを大きくするため、Ｒ溝１５全体の加工に要するサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上させることができる。
【００２８】
角度Ａは、基準位置Ｐから少なくとも３°以上に設定されるので、ピンジャーナル１４での曲げ応力が最大となる位置が多少ずれても、そのずれを確実に許容でき、疲労強度を確実に確保できる。
さらに、角度Ａは、基準位置Ｐから６０°以下に設定されるので、送りを小さくする範囲が過剰に広くなく、サイクルタイムが極端に長くなる心配がない。
【００２９】
インターナルカッタ２０の送りを小さくする部分は、メインジャーナル１１の軸中心Ｃに最も近い部分を中心として、その範囲が設定されているため、クランクシャフト１０をエンジンに組み込んだ際にピンジャーナル１４に最も曲げ応力が加わる可能性がある爆発行程において、その曲げ応力に確実に対抗することができ、信頼性の高いエンジンを供給することができる。
【００３０】
インターナルカッタ２０の送りは、前記（１）式に基づき、Ｒ溝１５の外周面に形成される突部１０４の突出高さδが０．０２mm以下となるように設定されているため、ロール仕上げ時の表面の塑性変形をより均一に行え、一層安定した疲労強度を得ることができる。
そして、前記（１）式はカッタに設けられた一つの場合であるため、インターナルカッタ２０の周方向に沿って複数のチップ２２が設けられている本実施形態では、（１）式で求めた送りで加工すると、実際にはより小さい突出高さδの突部１０４を形成できる。
【００３１】
Ｒ溝１５は、インターナルカッタ２０を用いたクランクシャフトミラーで加工されるので、加工時の中心位置補正をピンジャーナル１４毎に行え、旧来のような旋盤による切削加工のように、同一回転位相のピンジャーナル毎に旋盤を設け、これらのピン中心の心出しを行うなどの面倒な作業を省くことができ、この点でも作業性を良好にできる。
また、旧来では、ピンジャーナル１４の外周面をクランクシャフトミラーで加工し、Ｒ溝１５を旋盤で加工していたために、形態の異なる工作機械部分が二種類必要となり、設備やメンテナンスに経費がかかっていたが、本実施形態では、ピンジャーナル１４自身の加工もＲ溝１５の加工も同じクランクシャフトミラーで行え、経済的に有利である。
【００３２】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、インターナルカッタ２０が用いられていたが、複数のチップが外周側に設けられたエクスターナルカッタを用いて本発明に係る加工方法を実施してもよい。
【００３３】
クランクシャフトに設けられるピンジャーナルの数等は任意であり、前記実施形態のものに限定されない。
【００３４】
Ｒ溝１５の加工は、ピンジャーナル１４自身の加工の後に行ってもよく、場合によっては、ピンジャーナル１４の加工と同時に行ってもよい。このような場合、インターナルカッタ２０には、ピンジャーナル１４の外周等を加工するためのチップも設けられることになる。
【００３５】
【実施例】
本発明の実施例として、前記実施形態に基づき、以下の条件でＲ溝１５の加工を行い、その時のサイクルタイムを測定した。
・切削速度１４０m/min
・カッタ半径：Ｒ４５mm
・有効刃数（チップ数）１０枚
・カッタ回転数２３５rpm
・角度：Ａ約２５°
・送り（角度Ａ内）：ｆ１．５mm/回転
・送り（角度Ａ外）：ｆ５．０mm/回転
・ピンジャーナル半径：ｒ２２．５mm
・加工長さ１４１mm
以上の条件では、角度Ａ内、すなわち送りの小さい部分の加工時間が３．４秒、角度Ａ外、すなわち送りの大きい部分の加工時間が６．２秒であった。従って、Ｒ溝１５の加工に要するサイクルタイムは９．６秒であった。
【００３６】
次に、比較例として、以下の従来の条件（Ｒ溝１５全周のカッタ送りを前記疲労強度的に不利な部分のカッタ送りと同じにした）でＲ溝１５の加工を行い、その時のサイクルタイムを測定した。
・切削速度１４０m/min （同上）
・カッタ半径：Ｒ４５mm （同上）
・有効刃数（チップ数）１０枚（同上）
・カッタ回転数２３５rpm （同上）
・送り（全周）：ｆ１．５mm/回転
・ピンジャーナル半径：ｒ２２．５mm （同上）
・加工長さ１４１mm （同上）
以上の従来の条件では、Ｒ溝１５の加工に要するサイクルタイムは２４．１秒であった。
【００３７】
この実施例および比較例によれば、前記実施形態に基づいた加工でのサイクルタイムの方が従来に比較して１４．５秒短いことが確認され、生産性が向上すると認められる。
また、前記実施例において、角度Ａ内での送りによれば、（１）式から求められる突部１０４の突出高さδは０．００９５mmとなるが、実際には有効刃数が１０枚であるために、突出高さδはこの値よりも格段に小さいと推測され、ロール加工を均一に行ってピンジャーナル１４の疲労強度を十分に向上させることができると思われる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、クランクシャフトミラー等によるフライス加工でＲ溝を設けた場合でも、安定した疲労強度を確保でき、かつ生産性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクランクシャフトを示す正面図である。
【図２】前記実施形態のピンジャーナルの要部を示す拡大図である。
【図３】前記要部を示す断面図である。
【図４】背景技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１０クランクシャフト
１４ピンジャーナル
１５Ｒ溝
２０フライスカッタであるインターナルカッタ
１０４突部
Ａ角度
Ｐ基準位置
δ 突出高さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for processing a pin journal R groove in a crankshaft and a crankshaft, and more particularly, a processing method for processing an R groove at the end of a pin journal with a milling cutter by a crankshaft mirror, and the processing method. Related to the crankshaft.
[0002]
[Background]
It is known that a crankshaft used for an automobile engine or the like is milled (milled) by a crankshaft mirror.
In such a crankshaft, pin journals on which connecting rods are pivotally supported are provided according to the number of cylinders, and there are cases in which R grooves that are continuous in the circumferential direction are provided at both ends of the pin journals.
[0003]
This R-groove has been conventionally provided by turning with a lathe after processing the crankshaft pin journal and main journal with a crankshaft mirror, but this reduces the cost of equipment and maintenance for turning. In order to do this, it is often processed by a crankshaft mirror like a pin journal.
And the processed R groove is roll-finished in the next process, and the fatigue strength in the R groove is improved.
[0004]
FIG. 4A shows a cross-section of the R groove 101 portion of the pin journal 100 when the R groove 101 is processed by an internal cutter 102 having a radius R mounted on a crankshaft mirror (before roll processing). FIG. 4B shows a case where processing is performed by the external cutter 103.
In order to simplify the illustration, hatching of the cross section of the pin journal 100 is omitted.
[0005]
In FIG. 4A, when the internal cutter 102 is used, the crankshaft (pin journal 100) is fixed, the cutter 102 is rotated and brought into contact with the pin journal 100, and the cutter 102 is further brought in contact with the cutter 102. Revolution is performed along the outer periphery of the pin journal 100 (rotary rotation: see solid line arrow in the figure) to process the R groove 101 continuous in the circumferential direction.
[0006]
On the other hand, in FIG. 4B, when the external cutter 103 is used, the cutter 103 is brought into contact with the pin journal 100 while rotating, but the cutter 103 is not revolved and the crankshaft (pin journal 100) side is moved to the main journal. The R groove 101 is processed by rotating at a low speed around the axis (see the solid line arrow in the figure).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the feed during the revolution of the internal cutter 102 and the feed during the rotation of the pin journal 100 when the external cutter 103 is used, the cycle time required for processing with the crankshaft mirror does not hinder the overall productivity. If the feed is too large, a polygonal protrusion 104 as shown in FIGS. 4A and 4B is formed on the outer peripheral surface of the R groove 101, and this protrusion 104 Depending on the protrusion height δ, the plastic deformation of the surface due to the subsequent roll finishing may not be performed uniformly in the circumferential direction of the R groove 101, and the fatigue strength may vary.
[0008]
For this reason, at present, the feed of the internal cutter 102 and the feed on the pin journal 100 side when the external cutter 103 is used are made small, and the protrusion height δ of the protrusion 104 is made sufficiently small so that the strength by roll finishing The above variation is eliminated. Therefore, there is a problem that the cycle time required for processing the R groove 101 itself becomes long and the productivity is not necessarily good.
[0009]
An object of the present invention is to provide a method for processing a pin journal R groove in a crankshaft that can secure stable fatigue strength and improve productivity even when an R groove is provided by milling using a crankshaft mirror or the like. It is to provide a crankshaft.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The processing method of the pin journal R groove of the crankshaft according to the present invention is a processing method by the milling cutter of the R groove provided at the end of the pin journal of the crankshaft, and the main shaft of the crankshaft is processed during the processing of the R groove. Centering on the portion closest to the axial center of the journal, the circumferential direction relative feed between the pin journal and the cutter is carried out in the range of at least 3 ° and 60 ° on both sides in the circumferential direction of the R groove. , It is characterized in that the machining is performed by making it smaller than the feeding of other parts. In this case, the cutter used may be an inner cutter type internal cutter or an outer cutter type external cutter.
[0011]
According to such a method, when an internal cutter is used to process a disadvantageous portion of the fatigue strength of the R-groove, the feed during the revolution of the internal cutter is more than the feed of other portions. When the external cutter is used, the feed at the time of rotation on the crankshaft side is made smaller than the feed of other parts.
For this reason, since the protrusion height of the protrusion formed on the surface of the R-groove is small in the portion that is disadvantageous in terms of fatigue strength, the roll finish is performed uniformly and a stable fatigue strength can be reliably obtained.
In addition, the portion to be processed with a small feed is only a portion that is disadvantageous in terms of fatigue strength, and the processing of the other portion is processed with a larger feed, so the cycle time required for processing the entire R groove is shortened accordingly, Productivity is improved.
As described above, the object is achieved.
[0012]
Although the bending stress applied to the pin journal its vicinity including a portion having the maximum disadvantageous moiety fatigue strength, since the position where the maximum bending stress is applied sometimes variation occurs, reduce the feed If the portion to be made is narrower than 3 °, the fluctuation may not be absorbed. On the other hand, if the angle is larger than 60 °, the portion to be processed with a small feed increases, the cycle time becomes long, and sufficient productivity may not be obtained.
[0014]
Furthermore, in the processing method of the present invention, it is desirable that the relative feed is set so that the protrusion height of the protrusion formed on the outer peripheral surface of the R groove is 0.02 mm or less.
When it is larger than 0.02 mm, the plastic deformation of the surface at the time of roll finishing is difficult to be performed uniformly, and there is a high possibility that a stable fatigue strength cannot be obtained.
[0015]
On the other hand, the crankshaft of the present invention is a crankshaft processed by the above-described processing method, and the same effect can be obtained by operating the processing method, thereby achieving the object.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing a crankshaft 10 according to the present embodiment, FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of a pin journal 14 of the crankshaft 10, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part.
[0017]
The crankshaft 10 is used for an automobile engine or the like. In this embodiment, the crankshaft 10 is used for an inline four-cylinder engine. Therefore, a total of four (three are shown in FIG. 1) are interposed between the plurality of main journals 11 having the same axis center C as the rotation axis of the crankshaft 10 via the crank web 13 integrally provided with the counterweight 12. ) Pin journal 14 is provided.
[0018]
At both ends of the pin journal 14, R grooves 15 processed by the processing method of the present invention are provided over the entire circumference of the pin journal 14.
The R groove 15 is processed by a similar crankshaft mirror after the peripheral surface of the entire pin journal 14 is processed by a crankshaft mirror using an internal cutter. At this time, in this embodiment, the internal cutter 20 shown in FIG. 2 is used.
[0019]
Although not shown in detail here, the internal cutter 20 includes an annular cutter body 21 and cutter chips 22 provided at both ends of the cutter body 21 in the thickness direction.
A plurality of cutter chips 22 are provided at substantially equal intervals along the inner periphery of the cutter body 21. As shown in FIG. 2, the interval in the width direction of the cutter chip 22 corresponds to the interval between the R grooves 15 at both ends of the pin journal 14, and the R grooves 15 on both sides are simultaneously processed by one internal cutter 20. It is possible.
[0020]
At this time, the feed (rotary feed) at the time of revolution of the internal cutter 20 with respect to the circumferential direction of the pin journal 14 is set to approximately two stages of large and small.
That is, in FIG. 3, as a first step, the range of the angle A is processed on both sides in the circumferential direction from the reference position P as the position closest to the axial center C of the main journal 11 in the circumferential direction of the R groove 15. This is a small feed. Note that the reference position P is a portion where the bending stress applied to the pin journal 14 is maximized during driving of the engine, and is substantially the center of the portion that is disadvantageous in terms of fatigue strength.
[0021]
This first-stage feed is performed by the following equation (1) so that the protrusion height δ of the protrusion 104 (FIG. 4) formed on the surface of the R groove 15 is 0.02 mm or less, preferably 0.01 mm or less. Generally determined.
If it is larger than 0.02 mm, the subsequent roll finish is not performed well, and there is a high possibility that the fatigue strength at the R groove 15 portion is not stable.
Further, when the protrusion height δ is set to 0.01 mm or less, the finished state in the roll processing can be further improved, and the fatigue strength within the angle A of the pin journal 14 can be further stabilized.
[0022]
Here, f in the expression (1) is the feed during the revolution of the internal cutter 20, R is the radius to the cutting edge of the tip 22 of the internal cutter 20, r is the radius of the pin journal 14, and δ is the protrusion 104. Projection height. Further, the expression (1) is a case where the number of blades in the circumferential direction of the cutter body 21 (the number of effective blades) is one.
[0023]
[Expression 1]

[0024]
Further, the angle A is set to at least 3 ° to 60 °, preferably at least 10 ° to 45 °, more preferably at least 20 ° to 30 ° from the reference position P.
The position where the bending stress applied to the pin journal 14 is maximum may vary or may be intentionally changed according to the engine speed. If the angle A is narrower than 3 °, such variations and fluctuations may occur. May not be acceptable. On the other hand, when the angle is larger than 60 °, the portion with small feed increases, the cycle time required for machining becomes long, and the workability is hindered.
Therefore, if the angle A is at least 20 ° or more, even if the position where the stress is maximum is changed, the fluctuation can be more reliably allowed. If the angle A is 30 ° or less, the cycle time can be greatly shortened. .
[0025]
On the other hand, the second stage is a large feed outside the range of the angle A, and this feed is possible as much as possible in consideration of the cycle time required for processing the R groove 15 and the subsequent roll finishing without any trouble. It is set large.
[0026]
Note that the two-stage feed is not actually changed instantaneously in the middle of continuous machining, but is changed in stages through machining by a middle feed between large and small feeds. However, the processing at the intermediate feed is performed in consideration of the load on the internal cutter 20 and the finished surface of the R groove 15, and the processing range is very narrow. Since it does not substantially affect the function and effect, detailed description of this embodiment is omitted.
[0027]
According to this embodiment, there are the following effects.
In the circumferential direction of the R groove 15, the fatigue strength disadvantageous part including the reference position P is processed by reducing the feed during the revolution of the internal cutter 20 within the angle A range. The protrusion height δ of the protrusion 104 to be formed can be reduced. For this reason, in the range of the angle A, the roll finishing in a post process can be performed uniformly and the stable fatigue strength can be obtained.
Moreover, since the feed of the internal cutter 20 is increased outside the range of the angle A, the cycle time required for processing the entire R groove 15 can be shortened, and the productivity can be improved.
[0028]
Since the angle A is set to at least 3 ° or more from the reference position P, even if the position where the bending stress at the pin journal 14 is maximum is slightly deviated, the deviation can be surely tolerated and the fatigue strength is ensured. it can.
Further, since the angle A is set to 60 ° or less from the reference position P, the range for reducing the feed is not excessively wide, and there is no fear that the cycle time becomes extremely long.
[0029]
Since the range of the portion where the feed of the internal cutter 20 is reduced is set around the portion closest to the axial center C of the main journal 11, the pin journal 14 is attached to the pin journal 14 when the crankshaft 10 is incorporated into the engine. In the explosion stroke in which the bending stress is most likely to be applied, the bending stress can be reliably counteracted, and a highly reliable engine can be supplied.
[0030]
The feed of the internal cutter 20 is set so that the protrusion height δ of the protrusion 104 formed on the outer peripheral surface of the R groove 15 is 0.02 mm or less based on the above equation (1). Plastic deformation of the surface at the time of finishing can be performed more uniformly, and more stable fatigue strength can be obtained.
Since the equation (1) is one case provided in the cutter, in the present embodiment in which a plurality of chips 22 are provided along the circumferential direction of the internal cutter 20, the equation (1) is obtained by the equation (1). When machining is carried out with the feed, the projection 104 having a smaller projection height δ can actually be formed.
[0031]
Since the R groove 15 is machined by a crankshaft mirror using an internal cutter 20, the center position at the time of machining can be corrected for each pin journal 14, and the same rotational phase can be obtained as in cutting with a conventional lathe. A lathe is provided for each pin journal, and troublesome work such as centering of these pins can be omitted, and workability can also be improved in this respect.
In the past, the outer peripheral surface of the pin journal 14 was machined with a crankshaft mirror and the R groove 15 was machined with a lathe, so two types of machine tool parts with different forms were required, which required equipment and maintenance costs. However, in this embodiment, the processing of the pin journal 14 itself and the processing of the R groove 15 can be performed by the same crankshaft mirror, which is economically advantageous.
[0032]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Including other structures etc. which can achieve the objective of this invention, the deformation | transformation etc. which are shown below are also contained in this invention.
For example, although the internal cutter 20 is used in the embodiment, the processing method according to the present invention may be performed using an external cutter in which a plurality of chips are provided on the outer peripheral side.
[0033]
The number of pin journals provided on the crankshaft is arbitrary, and is not limited to that of the above embodiment.
[0034]
The processing of the R groove 15 may be performed after the processing of the pin journal 14 itself, or may be performed simultaneously with the processing of the pin journal 14 in some cases. In such a case, the internal cutter 20 is also provided with a chip for processing the outer periphery of the pin journal 14 and the like.
[0035]
【Example】
As an example of the present invention, based on the above embodiment, the R groove 15 was processed under the following conditions, and the cycle time at that time was measured.
・ Cutting speed 140m / min
・ Cutter radius: R 45mm
・ Number of effective blades (number of chips) 10 ・ Cut rotation speed 235rpm
・ Angle: A approx. 25 °
・ Feed (within angle A): f 1.5 mm / revolution ・ Feed (outside angle A): f 5.0 mm / revolution ・ Pin journal radius: r 22.5 mm
・ Processing length 141mm
Under the above conditions, the machining time within the angle A, that is, the portion with a small feed was 3.4 seconds, and the machining time outside the angle A, that is, the portion with a large feed was 6.2 seconds. Therefore, the cycle time required for processing the R groove 15 was 9.6 seconds.
[0036]
Next, as a comparative example, the R groove 15 is processed under the following conventional conditions (the cutter feed of the entire circumference of the R groove 15 is the same as the cutter feed of the portion disadvantageous in terms of fatigue strength), and the cycle at that time Time was measured.
・ Cutting speed 140m / min (same as above)
・ Cutter radius: R 45mm (same as above)
・ Number of effective blades (number of chips) 10 (same as above)
・ Cutting speed 235rpm (Same as above)
・ Feed (whole circumference): f 1.5mm / rotation ・ Pin journal radius: r 22.5mm (Same as above)
・ Processing length 141mm (same as above)
Under the above conventional conditions, the cycle time required for processing the R groove 15 was 24.1 seconds.
[0037]
According to this example and comparative example, it is confirmed that the cycle time in the processing based on the embodiment is 14.5 seconds shorter than the conventional one, and it is recognized that the productivity is improved.
Further, in the above embodiment, according to the feed within the angle A, the protrusion height δ of the protrusion 104 obtained from the equation (1) is 0.0095 mm, but actually the number of effective blades is ten. Therefore, it is estimated that the protrusion height δ is much smaller than this value, and it is considered that the fatigue strength of the pin journal 14 can be sufficiently improved by performing the roll processing uniformly.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when an R groove is provided by milling using a crankshaft mirror or the like, there is an effect that stable fatigue strength can be secured and productivity can be improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a crankshaft according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of the pin journal of the embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part.
FIG. 4 is a diagram for explaining the background art.
[Explanation of symbols]
10 Crankshaft 14 Pin journal 15 R groove 20 Internal cutter 104 which is a milling cutter Projection A Angle P Reference position δ Projection height

Claims

In the processing method by the milling cutter of the R groove provided at the end of the pin journal of the crankshaft,
At the time of machining the R groove, the pin journal is located within a range of at least 3 ° and 60 ° on both sides in the circumferential direction of the R groove with the portion closest to the axial center of the main journal of the crankshaft as the center. A processing method of a pin journal R groove of a crankshaft, characterized in that processing relative to the cutter in the circumferential direction is made smaller than that of other portions.

In the processing method of the pin journal R groove of the crankshaft according to claim 1 ,
The relative feed is set so that the protrusion height of the protrusion formed on the outer peripheral surface of the R groove is 0.02 mm or less. Processing of the pin journal R groove of the crankshaft Method.

In the processing method of the pin journal R groove of the crankshaft according to claim 1 or 2 ,
The said cutter is an internal cutter or an external cutter. The processing method of the pin journal R groove of a crankshaft characterized by the above-mentioned.

A crankshaft processed by the processing method according to any one of claims 1 to 3 .