專利名稱：汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種曲軸的圓角滾壓工藝，特別涉及汽車空壓機(jī)曲軸軸頸深溝的圓角滾壓工藝。
背景技術(shù)：
在汽車上，空壓機(jī)主要用于制動，它的安全運(yùn)行與高效運(yùn)轉(zhuǎn)是汽車安全運(yùn)行的重要前提之一。曲軸是空壓機(jī)中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，在空壓機(jī)的每一個工作行程中，都有很大交變載荷通過活塞、連桿組件作用在曲軸上，使其承受反復(fù)的沖擊。由于曲軸在交變應(yīng)力作用下，其軸頸截面變化轉(zhuǎn)接圓角處發(fā)生應(yīng)力疲勞與應(yīng)變疲勞破壞的危險性極大。提高曲軸的抗疲勞強(qiáng)度，以提高空壓機(jī)的安全使用壽命，避免因曲軸疲勞斷裂導(dǎo)致空壓機(jī)失效引起的重大安全事故的發(fā)生，越來越受到人們的重視。曲軸軸頸圓角滾壓強(qiáng)化工藝已在汽車發(fā)動機(jī)上得到了較為廣泛的應(yīng)用，但在汽車空壓機(jī)上應(yīng)用還是空白，而且用于汽車發(fā)動機(jī)的曲軸滾壓工藝復(fù)雜，設(shè)備價格昂貴，不適用于汽車空壓機(jī)曲軸的加工。目前汽車空壓機(jī)曲軸加工過程中，針對曲軸的連桿軸頸圓角通常采用常規(guī)滾壓工藝常規(guī)滾壓工藝往往是在精磨軸頸之后進(jìn)行，滾壓強(qiáng)化的程度與曲軸的變形量成正比， 后續(xù)無法實(shí)現(xiàn)精磨軸頸來消除曲軸滾壓產(chǎn)生的彎曲變形，因此只能減低強(qiáng)化效果來減少變形，曲軸在滾壓后發(fā)生的彎曲變形非常難以校正，進(jìn)而導(dǎo)致了產(chǎn)品的廢品率高，增加了成本。因此，研發(fā)一種針對汽車空壓機(jī)曲軸的滾壓工藝確有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有汽車空壓機(jī)曲軸采用常規(guī)滾壓工藝產(chǎn)生彎曲變形且難以校正的問題，提出一種汽車空壓機(jī)曲軸軸頸深溝的圓角滾壓工藝，能夠使空壓機(jī)曲軸在抗疲勞強(qiáng)度得到提高的同時降低其彎曲變形量，以提高產(chǎn)品性能并降低產(chǎn)品廢品率。本發(fā)明是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的
上述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，是在粗磨連桿軸頸與精磨連桿軸頸工序之間增加曲軸圓角滾壓工序，該滾壓工序中采用圓角半徑小于沉割槽的滾壓輪進(jìn)行滾壓。所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其中該工藝是在精車連桿軸頸、兩端側(cè)面的同時車出圓弧沉割槽，經(jīng)軸頸表面高頻淬火后粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽，且粗磨后圓弧沉割槽底徑小于軸頸精磨后最終直徑。所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其中該圓角滾壓工序包括連桿軸頸深溝圓角滾壓和輸出軸端主軸頸滾壓；該連桿軸頸深溝圓角滾壓包括拐內(nèi)和拐外，該拐內(nèi)、拐外采用正弦脈沖變壓力方式進(jìn)行滾壓，該拐外的滾壓力較大，拐內(nèi)的滾壓力相對較小。該連桿軸頸深溝圓角滾壓采用兩個滾壓輪對曲軸連桿軸頸兩個深溝圓角同時滾壓或分兩次滾壓。 該主軸頸滾壓與校直同時進(jìn)行；該主軸頸滾壓與校直分別進(jìn)行。
所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其中該滾壓輪滾壓方向與曲軸的徑向的夾角小于35°。所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其工藝流程為粗車連桿軸頸——精車連桿軸頸、開檔側(cè)面及圓弧沉割槽一軸頸表面高頻淬火一粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽一曲軸圓角滾壓一精磨連桿軸頸。有益效果
本發(fā)明的滾壓工藝在精車連桿軸頸、兩端側(cè)面的同時車出圓弧沉割槽，在軸頸表面高頻淬火后粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽，粗磨后軸頸精磨余量為0. 2^0. 3mm,圓弧沉割槽半徑為2. 5 3mm，深度為0. 5^0. 6mm，采用圓角半徑小于沉割槽半徑0. 15^0. 25mm的滾壓輪進(jìn)行滾壓，既減少滾壓后的邊緣凸起，少量的邊緣凸起也可在精磨工序中消除，而且滾壓后精磨軸頸外圓，沉割槽中的滾壓強(qiáng)化層得以有效保留；該工藝還對連桿軸頸拐內(nèi)、拐外采用正弦脈沖變壓力方式進(jìn)行滾壓，減小了常規(guī)滾壓工藝滾壓后的曲軸彎曲變形。經(jīng)本工藝加工的汽車空壓機(jī)曲軸，其抗疲勞強(qiáng)度得到提高，同時降低了彎曲變形量，產(chǎn)品性能得以提升，且降低了產(chǎn)品廢品率。


圖1為汽車空壓機(jī)曲軸連桿軸頸深溝圓角滾壓示意圖。圖2為汽車空壓機(jī)曲軸連桿軸頸深溝圓角正弦脈沖變壓力滾壓示意圖。圖3為汽車空壓機(jī)曲軸主軸頸輸出端深溝圓角滾壓力的傳遞示意圖。圖4為汽車空壓機(jī)曲軸軸頸深溝圓角滾壓工藝參數(shù)實(shí)例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，是在粗磨連桿軸頸與精磨連桿軸頸工序之間增加曲軸圓角滾壓工序，在精車連桿軸頸、開端側(cè)面的同時車出圓弧沉割槽，在軸頸表面高頻淬火后粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽，粗磨后圓弧沉割槽底徑小于軸頸精磨后最終直徑，采用圓角半徑小于沉割槽的滾壓輪進(jìn)行滾壓。該圓角滾壓工序包括對連桿軸頸深溝圓角的滾壓和輸出軸端主軸頸的滾壓。對汽車空壓機(jī)曲軸連桿軸頸深溝圓角的滾壓，如圖1所示，采用兩個滾壓輪1對曲軸連桿軸頸兩個深溝圓角同時或分別滾壓，該兩個滾壓輪1之間形成一個夾角，分別抵壓在支撐滾壓輪2的兩個卡持部20和曲軸3的連桿軸頸圓角處；其中滾壓輪1滾壓方向與曲軸3的徑向夾角α 1小于35°。連桿軸頸的深溝圓角包括有拐內(nèi)和拐外，對連桿軸頸拐內(nèi)、拐外的滾壓，采用正弦脈沖變壓力方式進(jìn)行滾壓，如圖2所示，其中拐外的滾壓力較大，拐內(nèi)的滾壓力相對較小， 以減小滾壓后曲軸的彎曲變形；
汽車空壓機(jī)曲軸輸出端主軸頸的滾壓，如圖3所示，采用一個滾壓輪1，該滾壓輪1抵壓在支撐滾壓輪2的一側(cè)卡持部20和曲軸3的輸出端軸軸頸處，該滾壓輪1的滾壓方向與曲軸3的軸徑的夾角α 2亦小于35°。本發(fā)明滾壓工藝流程為粗車連桿軸頸——精車連桿軸頸、開檔側(cè)面及圓弧沉割槽——軸頸表面高頻淬火——粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽——曲軸圓角滾壓——精磨連桿軸頸。下面以具體實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖4所示，某汽車空壓機(jī)曲軸軸頸直徑為32mm，其詳細(xì)加工工藝流程如下 第一步，粗車曲軸連桿軸頸，粗車后該軸頸直徑加工余量為 ；
第二步，在精車連桿軸頸、開檔側(cè)面的同時車出圓弧沉割槽，精車后軸頸直徑加工余量為0. 25mm ；沉割槽寬度為4. 7mm，深度為0. 567mm ；
第三步，軸頸表面高頻淬火；(可補(bǔ)充淬火條件，如果有必要的話) 第四步，粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽，粗磨后軸頸精磨余量為0. 2^0. 3mm,圓弧沉割槽半徑為2. 5 3mm，深度為0. 5^0. 6mm ；
第五步，曲軸圓角滾壓，采用圓角半徑小于沉割槽半徑0. 15^0. 25mm的滾壓輪進(jìn)行滾
壓，
對該曲軸連桿軸頸兩個深溝圓角滾壓時，采用兩個滾壓輪同時滾壓，該兩個壓輪滾壓方向與曲軸軸徑的夾角小于35°，甚至可以達(dá)到垂直滾壓；針對該連桿軸頸拐內(nèi)、拐外采用正弦脈沖變壓力方式進(jìn)行滾壓，其中拐外的滾壓力較大，拐內(nèi)的滾壓力相對較??；
對該曲軸輸出端主軸頸滾壓時，采用一個滾壓輪，該滾壓輪的滾壓方向與曲軸軸徑的夾角亦小于35°，甚至可以達(dá)到垂直滾壓；
滾壓后的連桿軸頸深溝圓角半徑為2. 8mm，滾壓后最大壓痕深度為0. 18mm ； 第六步，對上述滾壓后的曲軸精磨軸頸外圓，得到的溝槽寬度為4. 3mm。由于滾壓后的圓角半徑為2. 8mm，滾壓后最大壓痕深度為0. 18mm，滾壓前溝槽寬度為4. 7mm，滾壓后精磨軸頸外圓得到的溝槽寬度為4. 3mm,因此滾壓硬化層得以有效保
&3 甶ο本發(fā)明的滾壓工藝，精車連桿軸頸、開端側(cè)面的同時車出圓弧沉割槽，在軸頸表面高頻淬火后粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽，粗磨后軸頸精磨余量為0. 2^0. 3mm,圓弧沉割槽半徑為2. 5 3mm，深度為0. 5^0. 6mm，采用園角半徑小于沉割槽半徑0. 15^0. 25mm的滾壓輪進(jìn)行滾壓，既減少滾壓后的邊緣凸起，少量的邊緣凸起也可在精磨工序中消除，而且滾壓后精磨軸頸外園，沉割槽中的滾壓強(qiáng)化層得以有效保留；該工藝還對連桿軸頸拐內(nèi)、拐外采用正弦脈沖變壓力方式進(jìn)行滾壓，以減小常規(guī)滾壓工藝滾壓后的曲軸彎曲變形。經(jīng)過上述工藝加工的汽車空壓機(jī)曲軸，其抗疲勞強(qiáng)度得到提高，同時降低了彎曲變形量，產(chǎn)品性能得以提升，且降低了產(chǎn)品廢品率。非因此局限本發(fā)明的保護(hù)范圍，故舉凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，是在粗磨連桿軸頸與精磨連桿軸頸工序之間增加曲軸圓角滾壓工序，該滾壓工序中采用圓角半徑小于沉割槽的滾壓輪進(jìn)行滾壓。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該工藝是在精車連桿軸頸、兩端側(cè)面的同時車出圓弧沉割槽，經(jīng)軸頸表面高頻淬火后粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽，且粗磨后圓弧沉割槽底徑小于軸頸精磨后最終直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該圓角滾壓工序包括連桿軸頸深溝圓角滾壓和輸出軸端主軸頸滾壓；該連桿軸頸深溝圓角滾壓包括拐內(nèi)和拐外，該拐內(nèi)、拐外采用正弦脈沖變壓力方式進(jìn)行滾壓，該拐外的滾壓力較大，拐內(nèi)的滾壓力相對較小。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該連桿軸頸深溝圓角滾壓采用兩個滾壓輪對曲軸的兩個連桿軸頸的兩個深溝圓角同時滾壓。
5.如權(quán)利要求3所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該連桿軸頸深溝圓角滾壓采用兩個滾壓輪對曲軸兩個連桿軸頸的兩個深溝圓角分兩次滾壓。
6.如權(quán)利要求3所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該主軸頸滾壓與校直同時進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求3所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該主軸頸滾壓與校直分別進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求1或3所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其特征在于該滾壓輪滾壓方向與曲軸的徑向的夾角小于35°。
9.如權(quán)利要求1所述的汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝，其工藝流程為粗車連桿軸頸——精車連桿軸頸、開檔側(cè)面及圓弧沉割槽——軸頸表面高頻淬火——粗磨連桿軸頸及圓弧沉割槽——曲軸圓角滾壓——精磨連桿軸頸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車空壓機(jī)曲軸圓角滾壓工藝。該工藝是在粗磨連桿軸頸與精磨連桿軸頸工序之間增加曲軸圓角滾壓工序，該滾壓工序中采用圓角半徑小于沉割槽的滾壓輪進(jìn)行滾壓。本發(fā)明的滾壓工藝滾壓后精磨軸頸外圓，沉割槽中的滾壓強(qiáng)化層得以有效保留；對連桿軸頸拐內(nèi)、拐外采用正弦脈沖變壓力方式滾壓，減小了曲軸彎曲變形；經(jīng)本工藝加工的汽車空壓機(jī)曲軸，其抗疲勞強(qiáng)度得到提高，同時降低了彎曲變形量，產(chǎn)品性能得以提升，降低了產(chǎn)品廢品率。
文檔編號B23P9/02GK102357785SQ20111033410
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者趙華斌, 阮景奎 申請人:湖北汽車工業(yè)學(xué)院