CN101560593A - 一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺，属于一种发动机曲轴的加工工艺，所述的工艺是，对曲轴的圆角利用滚压轮进行直接滚压，滚压时，滚压角度α为30－45°，滚压力P为8000－15000N，滚压半径R为1.5－2.5mm，滚压深度h为0.1－0.2mm。这种工艺可有效提高曲轴的疲劳弯矩，可提高73.2％以上，适应了高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求，使球墨铸铁曲轴也可用于爆发压力12－14MPa甚至更高的增压中冷发动机，从而大幅度降低了曲轴的制造成本。通过对圆角滚压各参数的优化组合，避免了因滚压凸起造成的轴瓦边缘负荷现象。

Description

一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺

技术领域

本发明涉及一种发动机曲轴的加工工艺，尤其是一种汽车用发动机曲轴的强化工艺。

背景技术

球墨铸铁由于具有高强度、高塑性、高耐磨性、高减震性以及优良的加工性能和较低的生产成本，在汽车发动机曲轴的制造中得到了广泛的应用。特别是在爆发压力为7-9MPa的自然吸气型汽车发动机曲轴中处于绝对优势。然而，近年来随着对汽车发动机排放要求的提高，增压技术在汽车发动机中得到了越来越多的应用。对爆发压力12-14MPa甚至更高的增压中冷发动机，现有的加工工艺生产的发动机球墨铸铁曲轴的疲劳弯矩等性能，已不能满足服役条件的要求，必须采用其它材质，从而提高了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺，它能有效提高曲轴的疲劳弯矩，以适应高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求。

本发明是这样实现的，一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺，所述的工艺是，对曲轴的圆角利用滚压轮进行直接滚压，滚压时，滚压角度α为30-45°，滚压力P为8000-15000N，滚压半径R为1.5-2.5mm，滚压深度h为0.1-0.2mm。

这种正火态圆角滚压强化工艺可有效提高曲轴的疲劳弯矩，疲劳弯矩可提高73.2％以上，适应了高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求，使球墨铸铁曲轴也可用于爆发压力12-14MPa甚至更高的增压中冷发动机，从而大幅度降低了曲轴的制造成本。通过对圆角滚压各参数的优化组合，避免了因滚压凸起造成的轴瓦边缘负荷现象。

附图说明

图1是圆角滚压的示意图。

图2是滚压后的曲轴圆角处的示意图。

图3是曲轴与轴瓦配合的示意图。

图中，1-滚压轮，2-滚压大轮，3-待滚压曲轴，4-轴瓦。

具体实施方式

下面进一步说明本发明。

如图1所示，在进行圆角滚压时，可根据具体汽车发动机曲轴的设计，以及疲劳弯矩值、轴瓦配合间隙、爆发压力等参数确定滚压力P、滚压角度α、滚压深度h、滚压半径R等滚压参数。

所述的滚压是在球墨铸铁曲轴的其他机械加工之后进行的。经过滚压后制成曲轴成品。显然，所述的圆角为外圆角。

本发明所用的滚压装置与现有的滚压装置相同，它上面有滚压大轮2、滚压轮1。滚压时，滚压轮位于滚压大轮与待滚压曲轴3的圆角之间。

最大滚压凸起τ是滚压力P、滚压圆角R、曲轴基体硬度H的函数。

计算最大滚压凸起距曲轴档侧面距离L的公式为：

$L\≈R+\sqrt{R^2-{(R-h)}^2}$

如图2所示，通过选取P、α、R、h等参数使L≤[(B₁-B₂)/2+1.25]，且使轴瓦4边缘(B₁-B₂)/2处凸起τ_b不超过0.003mm，则不会发生轴瓦边缘负荷现象。

实施例1

待强化的是型号为Y4102的球墨铸铁曲轴，材质为QT800-3。

一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺，所述的工艺是，对曲轴的圆角利用滚压轮进行直接滚压，滚压时，滚压角度α为40°，滚压力P为9800N，滚压半径R为2.0mm，滚压深度h为0.15mm。滚压凸起τ_b≤0.003mm。

滚压后的强化效果为：正火态圆角滚压后的疲劳弯矩M_-1＝1985N.m，而正火态不滚压曲轴的疲劳弯矩M_-1＝1146N.m，疲劳弯矩提高幅度为73.2％。

上述处理的技术效果，满足增压型发动机疲劳弯矩设计服役条件：M_-1≥1800N.m。

Claims (1)

1、一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺，其特征在于，所述的工艺是，对曲轴的圆角利用滚压轮进行直接滚压，滚压时，滚压角度α为30-45°，滚压力P为8000-15000N，滚压半径R为1.5-2.5mm，滚压深度h为0.1-0.2mm。

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