專(zhuān)利名稱(chēng)：球墨鑄鐵曲軸及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及球墨鑄鐵曲軸。
背景技術(shù)：
在我國(guó)球墨鑄鐵曲軸的應(yīng)用中，在同等發(fā)動(dòng)機(jī)功率和同等可靠性要求的條件下， 現(xiàn)有的球墨鑄鐵曲軸還無(wú)法代替鍛鋼曲軸。國(guó)內(nèi)球墨鑄鐵曲軸基本上用于低爆壓、低功率的發(fā)動(dòng)機(jī)上；而在高爆壓、高功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，球墨曲軸還不能滿(mǎn)足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，只能采用成本較高的鍛鋼曲軸。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)目前的球墨鑄鐵曲軸抗疲勞強(qiáng)度差，不能滿(mǎn)足高爆壓、高功率發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
球墨鑄鐵曲軸，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸主軸頸，曲軸臺(tái)肩，曲軸連桿頸，曲軸主軸頸和曲軸臺(tái)肩的連接處設(shè)置第一過(guò)渡圓角，曲軸臺(tái)肩和曲軸連桿頸的連接處設(shè)置第二過(guò)渡圓角。在常規(guī)球墨鑄鐵滾壓曲軸生產(chǎn)工藝中，對(duì)第一過(guò)渡圓角和第二過(guò)度圓角進(jìn)行滾壓的壓力為2.810^，滾壓時(shí)間為&。采用上述工藝制造的曲軸，彎曲疲勞強(qiáng)度低，而在本發(fā)明中，采用了以下工藝通過(guò)滾壓強(qiáng)化工藝的參數(shù)的調(diào)整，主要參數(shù)滾壓壓力調(diào)整5-20%，即對(duì)第一過(guò)渡圓角和第二過(guò)渡圓角進(jìn)行滾壓，滾壓壓力為3MPa-3. 5MPa，滾壓時(shí)間為8s_lk。優(yōu)選地，滾壓壓力為3. 5MPa，滾壓時(shí)間為10s。本技術(shù)方案中，曲軸臺(tái)肩的寬度為^mm-30mm。優(yōu)選地，曲軸臺(tái)肩的寬度為30mm。本技術(shù)方案中，第二過(guò)渡圓角的半徑為2. 5mm。曲軸主軸頸采用中頻淬火，非淬區(qū)為5mm。球墨鑄鐵曲軸的材質(zhì)采用QT800-6球墨鑄鐵。本發(fā)明還公開(kāi)了一種球墨鑄鐵曲軸的制造方法，對(duì)第一過(guò)渡圓角和第二過(guò)渡圓角進(jìn)行滾壓，滾壓壓力為3MPa-3. 5MPa，滾壓時(shí)間為8s_lk。優(yōu)選地，本技術(shù)方案中，滾壓壓力為3. 5MPa ；滾壓時(shí)間為10s。曲軸臺(tái)肩的寬度為 30mm,曲軸連桿頸的寬度設(shè)置為36mm。本發(fā)明的球墨鑄鐵曲軸，通過(guò)對(duì)曲軸薄弱部位的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和制造過(guò)程的圓角滾壓力優(yōu)化配合，可提高球鐵曲軸的疲勞強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)球鐵曲軸的高可靠性、安全性。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明球墨鑄鐵曲軸的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明球墨鑄鐵曲軸對(duì)應(yīng)的連桿體-連接蓋部件的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)合附圖在其上標(biāo)記以下附圖標(biāo)記1-曲軸臺(tái)肩；2-曲軸主軸頸； 3-曲軸連桿頸；4-第一過(guò)渡圓角；5-第二過(guò)渡圓角；11-連桿體小頭； 12-連桿體大頭；13-連桿蓋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。產(chǎn)品實(shí)施例一本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是在原球墨鑄鐵曲軸的基礎(chǔ)上，尋求新的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)尺寸及滾壓強(qiáng)化工藝參數(shù)配合調(diào)整來(lái)提高球墨鑄鐵曲軸的疲勞彎矩值，從而達(dá)到或超過(guò)鋼軸的水平。本發(fā)明以QT800-6球墨鑄鐵制備的曲軸為例進(jìn)行說(shuō)明，其他材質(zhì)制備的曲軸與此類(lèi)似，不再進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明球墨鑄鐵曲軸的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明球墨鑄鐵曲軸對(duì)應(yīng)的連桿體-連接蓋部件的結(jié)構(gòu)圖。球墨鑄鐵曲軸，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，包括曲軸主軸頸 2，曲軸臺(tái)肩1，曲軸連桿頸3，曲軸主軸頸2和曲軸臺(tái)肩1的連接處設(shè)置第一過(guò)渡圓角4，曲軸臺(tái)肩1和曲軸連桿頸3的連接處設(shè)置第二過(guò)渡圓角5。1、優(yōu)化滾壓工藝通過(guò)滾壓強(qiáng)化工藝的參數(shù)的調(diào)整，對(duì)第一過(guò)渡圓角和4第二過(guò)渡圓角5進(jìn)行滾壓， 主要參數(shù)滾壓壓力增加5-20%，增加滾壓時(shí)間。其中滾壓壓力為3MPa-3. 5MPa，滾壓時(shí)間為 8s-lk。尤其地，采用的滾壓壓力為3. 5MPa，滾壓時(shí)間為10s。對(duì)應(yīng)的QT800-6曲軸的疲勞試驗(yàn)彎矩值提高20%左右。2、結(jié)構(gòu)改進(jìn)如圖1和圖2所示，在機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸不做任何調(diào)整，同時(shí)也保證連桿軸瓦寬度不變、承壓面積不變的情況下，縮小曲軸連桿頸3和連桿體大頭12的寬度，以加大曲軸主軸頸 2與曲軸連桿頸3間危險(xiǎn)截面的厚度。具體來(lái)講，曲軸臺(tái)肩1的厚度比常規(guī)加厚15%，增加兩毫米，即從傳統(tǒng)工藝中的 28mm加厚至30mm ；對(duì)應(yīng)的曲軸連桿頸3的寬度縮減4mm，從傳統(tǒng)工藝中的40mm為36mm。并且連桿體的連桿體大頭12和連桿蓋13兩端的倒角寬度相應(yīng)地由4mm改成2mm。同理，曲軸臺(tái)肩1的寬度增加適當(dāng)?shù)某叽纾渌涮坠ぜ鱿鄳?yīng)調(diào)整也可達(dá)到相同效果。此外，本實(shí)施例中，第二過(guò)渡圓角5的半徑為2. 5mm。3、后續(xù)工藝改進(jìn)曲軸主軸頸2采用中頻淬火，非淬區(qū)為5mm。申請(qǐng)人:用上述方法生產(chǎn)的YC6108ZQB柴油機(jī)曲軸，曲軸彎曲疲勞強(qiáng)度在原基礎(chǔ)上提高了 20 %，超過(guò)3700N. m,斷裂循環(huán)次數(shù)達(dá)107次，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有牌號(hào)的球墨鑄鐵曲軸和非調(diào)質(zhì)鍛鋼曲軸，已接近國(guó)外最高水平的42CrMo調(diào)質(zhì)鍛鋼曲軸。這種球墨鑄鐵件的生產(chǎn)較用鋼料制作每公斤成本下降10元以上，以某6缸(重約100公斤)球鐵曲軸生產(chǎn)為例， 其生產(chǎn)成本較調(diào)質(zhì)鍛鋼曲軸每根成本下降(按保守計(jì)算)1000元以上，突顯出這種技術(shù)的優(yōu)越性。本發(fā)明的球墨鑄鐵曲軸適用于各種高功率、高爆壓的車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用前景廣闊。
方法實(shí)施例二 本實(shí)施例提供了一種球墨鑄鐵曲軸的制造方法，如圖1和圖2所示，球墨鑄鐵曲軸包括曲軸主軸頸2，曲軸臺(tái)肩1，曲軸連桿頸3，曲軸主軸頸2和曲軸臺(tái)肩1的連接處設(shè)置第一過(guò)渡圓角4，曲軸臺(tái)肩1和曲軸連桿頸3的連接處設(shè)置第二過(guò)渡圓角5，對(duì)第一過(guò)渡圓角4 和第二過(guò)渡圓角5進(jìn)行滾壓，滾壓壓力為3MPa-3. 5MPa，滾壓時(shí)間為8s_lk。優(yōu)選地，滾壓壓力為3. 5MPa ；滾壓時(shí)間為10s。優(yōu)選地，曲軸臺(tái)肩1的寬度為30mm，曲軸連桿頸3的寬度設(shè)置為36mm。使用本發(fā)明生產(chǎn)出的球墨鑄鐵曲軸，通過(guò)對(duì)滾壓工藝、結(jié)構(gòu)參數(shù)、淬火工藝的改進(jìn)，可提高球鐵曲軸的彎曲疲勞強(qiáng)度，補(bǔ)充其重疊系數(shù)低等設(shè)計(jì)缺陷，實(shí)現(xiàn)球鐵曲軸的高可靠性、安全性。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種球墨鑄鐵曲軸，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于包括曲軸主軸頸，曲軸臺(tái)肩，曲軸連桿頸，曲軸主軸頸和曲軸臺(tái)肩的連接處設(shè)置第一過(guò)渡圓角，曲軸臺(tái)肩和曲軸連桿頸的連接處設(shè)置第二過(guò)渡圓角，對(duì)第一過(guò)渡圓角和第二過(guò)渡圓角進(jìn)行滾壓，滾壓壓力為 3MPa-3. 5MPa，滾壓時(shí)間為 8s_12s。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，所述滾壓壓力為3.5MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，所述滾壓時(shí)間為10s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，所述曲軸臺(tái)肩的寬度為 28mm-30mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，所述曲軸臺(tái)肩的寬度為30mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，所述第二過(guò)渡圓角的半徑為2. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，所述曲軸主軸頸采用中頻淬火，非淬區(qū)為5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的球墨鑄鐵曲軸，其特征在于，材質(zhì)采用QT800-6球墨鑄鐵。
9.一種球墨鑄鐵曲軸的制造方法，所述球墨鑄鐵曲軸應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，球墨鑄鐵曲軸包括曲軸主軸頸，曲軸臺(tái)肩，曲軸連桿頸，曲軸主軸頸和曲軸臺(tái)肩的連接處設(shè)置第一過(guò)渡圓角，曲軸臺(tái)肩和曲軸連桿頸的連接處設(shè)置第二過(guò)渡圓角，其特征在于對(duì)第一過(guò)渡圓角和第二過(guò)渡圓角進(jìn)行滾壓，滾壓壓力為3MPa-3. 5MPa，滾壓時(shí)間為8s_lk。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述滾壓壓力為3.5MPa ；所述滾壓時(shí)間為10s。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述曲軸臺(tái)肩的寬度設(shè)置為30mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種球墨鑄鐵曲軸及制造方法，上述球墨鑄鐵曲軸應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，包括曲軸主軸頸，曲軸臺(tái)肩，曲軸連桿頸，曲軸主軸頸和曲軸臺(tái)肩的連接處設(shè)置第一過(guò)渡圓角，曲軸臺(tái)肩和曲軸連桿頸的連接處設(shè)置第二過(guò)渡圓角，對(duì)第一過(guò)渡圓角和第二過(guò)渡圓角進(jìn)行滾壓，滾壓壓力為3MPa-3.5MPa，滾壓時(shí)間為8s-12s。本發(fā)明的球墨鑄鐵曲軸，通過(guò)對(duì)制造過(guò)程的圓角滾壓力優(yōu)化和曲軸薄弱部位的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，可提高球鐵曲軸的疲勞強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)球鐵曲軸的高可靠性、安全性。
文檔編號(hào)F16C3/08GK102200166SQ20101013424
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者于筍, 俸文斌, 陶前昭 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司