一種曲軸軸頸圓柱度矯正用支撐滾柱及方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及曲軸加工技術(shù)領域，具體地涉及一種曲軸軸頸圓柱度矯正用支撐滾柱及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車發(fā)動機排放標準已成為全球汽車業(yè)關(guān)注的焦點，低排放、少污染是汽車發(fā)動機發(fā)展的必然趨勢，因此，發(fā)動機增壓及增壓中冷技術(shù)應運而生，隨著發(fā)動機增壓及增壓中冷技術(shù)的發(fā)展，對發(fā)動機曲軸疲勞強度要求越來越高，相應的曲軸強化工藝近年來得到了較快發(fā)展，其中效果最為顯著的就是曲軸圓角滾壓強化工藝。
[0003]曲軸圓角滾壓工藝分為圓角沉割滾壓和圓角不沉割滾壓兩種，在采用曲軸圓角不沉割滾壓工藝時，由于圓角滾壓工序之前曲軸軸頸已經(jīng)過精磨，軸頸圓柱度已經(jīng)成型，而曲軸在后續(xù)的滾壓過程中圓角處會受到極大的滾壓力，該滾壓力會使曲軸圓角附近產(chǎn)生塑性變形，該塑性變形會產(chǎn)生滾壓凸起，而且隨著曲軸圓角滾壓過程中采用滾壓力的增大，曲軸圓角處的塑性變形也會增大，產(chǎn)生的滾壓凸起也就越大，從而使已經(jīng)成型的曲軸軸頸直線度、圓度、錐度等遭到破壞，而曲軸軸頸圓柱度通常與軸頸直線度、圓度、錐度等直接關(guān)聯(lián)，從而造成曲軸軸頸圓柱度超差，導致曲軸圓角滾壓工藝的應用受到極大限制。
[0004]如圖2和圖3所示，曲軸軸頸滾壓時，滾輪I安裝在上滾壓頭7上，支撐滾柱3安裝在下滾壓頭上，當滾輪I對曲軸2軸頸滾壓時，由于滾輪滾壓力的作用，在曲軸軸頸圓角附近會發(fā)生塑性變形進而產(chǎn)生滾壓凸起?，F(xiàn)有的支撐滾柱3大多呈圓柱形，如圖4所示，當滾壓凸起隨著曲軸旋轉(zhuǎn)到支撐滾柱3位置處時，圓柱形的支撐滾柱與滾壓凸起只是點接觸，支撐滾柱3作用在滾壓凸起上的力很小，只能起支撐作用，并不能對滾壓凸起起到修正校直的作用，只能再對滾壓凸起做校直處理，但是校直處理時經(jīng)常會對滾壓強化帶產(chǎn)生不利影響，從而會削弱滾壓強化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種曲軸軸頸圓柱度矯正用支撐滾柱，其能夠?qū)⑶S軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，進而對曲軸軸頸的圓柱度進行矯正。
[0006]本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種曲軸軸頸圓柱度矯正用支撐滾柱，所述支撐滾柱包括位于中部的圓柱部分和位于端部的回轉(zhuǎn)曲面部分，滾壓過程中端部的回轉(zhuǎn)曲面部分與曲軸軸頸滾壓凸起線接觸。
[0007]通過將支撐滾柱設計包括中部的圓柱部分和兩端部的回轉(zhuǎn)曲面部分，從而使曲軸圓角滾壓過程中支撐滾柱的素線與曲軸軸頸的素線直接接觸，與現(xiàn)有的圓柱形滾柱與滾壓凸起的點接觸相比，能夠增大與滾壓凸起的接觸面積，進而可增加對滾壓凸起的作用力，在高接觸應力作用下紡錘形支撐滾柱隨曲軸軸頸滾壓過程連續(xù)旋轉(zhuǎn)，逐漸將軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，從而可改善曲軸軸頸直線度、圓度和錐度等，使軸頸圓柱度超差冋題得到有效解決。
[0008]優(yōu)選地，所述支撐滾柱端部的回轉(zhuǎn)曲面部分的曲率半徑&的取值是，
[0009]Rl= τ /2+L/ τ，
[0010]其中，τ是指最大滾壓凸起的高度，L是指滾壓后凸起的延伸長度。
[0011]設計時，根據(jù)最大滾壓凸起的高度和滾壓后凸起延伸長度的數(shù)值來確定端部回轉(zhuǎn)曲面部分的曲率半徑&，能夠使?jié)L壓時端部曲面段與滾壓凸起的接觸線加長，從而使接觸應力加大，對滾壓凸起修正效果好。
[0012]更近一步地，所述滾壓后凸起的延伸長度L的取值是，
[0013]L = R+[R2+(R_h)2]。.5，
[0014]其中，R是指滾輪圓角半徑，h是指壓痕深度。
[0015]優(yōu)選地，所述支撐滾柱端部的回轉(zhuǎn)曲面部分的弦高t的取值是t = 2 τ，
[0016]其中τ是指最大滾壓凸起的高度。
[0017]優(yōu)選地，所述支撐滾柱中部的圓柱部分的長度Β2的取值是，
[0018]Β2 = Bl-nXL,
[0019]其中，BI是指支撐滾柱的總長度，L是指滾壓后凸起的延伸長度，η取值是3?5。
[0020]更近一步地，所述η取值是4，支撐滾柱中部的圓柱部分的長度Β2的取值是，Β2 =B1-4XL。
[0021]優(yōu)選地，所述支撐滾柱中部的圓柱部分的直徑d的取值是，
[0022]d = m+ (D+R) /m，
[0023]其中，m是指滾柱直徑，D是指曲軸軸頸直徑，R是指滾輪圓角半徑。
[0024]更近一步地，所述m取值是16，支撐滾柱中部的圓柱部分的直徑d的取值是，d =16+(D+R)/16o
[0025]更近一步地，所述最大滾壓凸起的高度τ的取值是0.01?0.03mm，滾壓后凸起的延伸長度L的取值是4?6_，壓痕深度h的取值是0.05?0.2_。
[0026]一種對曲軸軸頸圓柱度進行矯正的方法，主要包括以下步驟:
[0027]I)精磨曲軸軸頸；
[0028]2)對精磨后的曲軸軸頸進行氮化處理；
[0029]3)將支撐滾柱安裝到下滾壓頭上；
[0030]4)將曲軸軸頸安裝到上滾壓頭和下滾壓頭之間，夾緊曲軸軸頸；
[0031]5)將滾輪安裝到上滾壓頭上；
[0032]6)開啟電機帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，滾輪對曲軸軸頸進行滾壓，支撐滾柱對曲軸軸頸滾壓凸起進行修正。
[0033]滾壓時，安裝在上滾壓頭的滾輪作用在曲軸上的滾壓力會使曲軸發(fā)生塑性變形從而產(chǎn)生滾壓凸起，當滾壓凸起隨著曲軸轉(zhuǎn)到下滾壓頭位置處時，安裝在下滾壓頭上的支撐滾柱的素線會與滾壓凸起的素線直接接觸，在高接觸應力作用下支撐滾柱會對軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在滾壓過程中邊滾壓、邊修正，滾壓強化效果好且曲軸軸頸圓柱度精確度高，能夠避免在滾壓完成后再單獨增加修正工序的復雜，還能夠能避免單獨增設的修正對塑性變形帶的影響從而削弱滾壓強化效果。
[0034]本發(fā)明的有益效果是:采用端部是回轉(zhuǎn)曲面的支撐滾柱，使在滾壓過程中支撐形的素線與軸頸的素線直接接觸，在高接觸應力作用下支撐滾柱隨曲軸軸頸滾壓過程連續(xù)旋轉(zhuǎn)，逐漸將軸頸圓角附近因塑性變形造成的滾壓凸起予以修正，從而大大改善曲軸軸頸直線度、圓度、錐度等與軸頸圓柱度直接關(guān)聯(lián)的因素，使曲軸軸頸圓柱度超差問題得到有效解決；此外，利用安裝在下滾壓頭上的支撐滾柱能夠?qū)崿F(xiàn)滾壓過程中邊滾壓、邊修正，在解決曲軸軸頸圓柱度超差的問題同時還能夠保證不會削弱滾壓強化效果。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明支撐滾柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為曲軸軸頸圓角滾壓示意圖。
[0037]圖3為圖2中A部放大示意圖。
[0038]圖4為現(xiàn)有支撐滾柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中，1、滾輪，2、曲軸，3、支撐滾柱，4、曲軸軸頸直徑D，5、滾輪圓角半徑R，6、壓痕深度h，7、上滾壓頭，8、最大滾壓凸起的高度τ，9、支撐滾柱總長度BI，10、支撐滾柱中部圓柱部分長度Β2，11、支撐滾柱中部圓柱部分直徑d，12、支撐滾柱端部回轉(zhuǎn)曲面部分曲率半徑&，13、支撐滾柱端部回轉(zhuǎn)曲面部分弦高t。
【具體實施方式】
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