[发明专利]一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺

说明书

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，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 压深度为0.1-0.2mm。采用的技术方案是：一种正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压 强化工艺，所述正火态球墨铸铁曲轴的圆角滚压强化工艺是，对曲轴的圆角利 用滚压轮进行直接滚压，滚压时，满足下述条件，则不会发生轴瓦边缘负荷现 象：

1)最大滚压凸起距曲轴档侧面距离：L≈R+R2-(R-h)2;]]>

2)L≤[(B₁-B₂)/2+1.25]；

3)轴瓦边缘(B₁-B₂)/2处凸起τ_b不超过0.003mm；

其中，R为滚压半径，h为滚压深度，B₁为两曲轴档侧面之间的距离，B₂为 轴瓦宽度，取滚压角度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73.25％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

附图1是圆角滚压的示意图。

附图2是滚压后的曲轴圆角处的示意图。

附图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 及疲劳弯曲值、轴瓦配合间隙、爆发压力等参数确定辊压力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，它上面由滚压大轮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是辊压力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的公式为：