[发明专利]一种曲轴校直方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是在发动机曲轴加工过程中，用于曲轴的校直的一种方法。 

背景技术

发动机作为当代交通运输的动力来源，其运行的可靠性和寿命历来就是人们关注的重要指标。曲轴作为发动机心脏部件，长期承受着强烈的弯曲、冲击、扭转交变负荷，其可靠性和寿命同样历来就被人们重视。然而，因曲轴自身结构和工艺的复杂性，仍然存在某些一直未完满解决的工艺问矛盾，曲轴的强化和弯曲变形就是最突出的矛盾。 

为提高曲轴的负载能力和使用寿命，必需对曲轴进行强化处理，而强化处理必然引起曲轴弯曲变形，为此，必须对曲轴进行校直。而传统的校直方法又给曲轴带来潜在的断轴隐患，对发动机的可靠性和使用寿命产生严重威胁。 

目前曲轴的校直分为传统的压形校直和近几年少量滚压工艺中的滚压校直。 

传统的压形校直是通过支撑曲轴两端，在曲轴弯曲的方向施加强大的压力，以“矫枉过正”的方式达到校直的目的。压形校直又可细分为常温压形校直、热压形校直（300°C以下）。不论是常温校直还是热校直，都存在以下问题：压形校直产生的塑性变形最终发生在曲轴上最薄弱的剖面上，即连接臂上主颈和连颈圆角的连线上，损伤了曲轴的疲劳强度，校直后经磁粉探伤发现有的在圆角处产生了裂纹，个别的在压形过程中已经断为两截；压形量在实际操作中很难控制；另外，压形校直存在回弹问题，即校直时检测合格，但在曲轴受一个很小的回复力作用后再检测，其跳动值又朝原跳动方向变回去，造成校直质量难以保证；压形校直让人难以接受的是对曲轴造成的损害无法识别，压形校直后不留痕迹，曲轴出厂后，不知道该曲轴的损伤程度，给发动机的安全带来未知的隐患。 

为此，现有的发动机厂家原则上都禁止这种校直。实际生产中有大部分仍在进行这种校直，少数厂家则直接报废，严重的废品率高达8%。 

近年来，有人提昌利用圆角滚压设备作为曲轴校直的一种新方法，但是，该方法有其无法突破的3大障碍：圆角滚压校直属于圆角过度滚压，过度滚压将失去滚压的最佳强化效果，另外还将引起曲轴伸长、档宽增宽、圆角起台线等问题；圆角滚压校直存在严重的工艺局限性：对于圆角淬火曲轴无法进行滚压校直，淬火圆角为马氏体组织，因此不能滚压，对未开沉角槽的曲轴滚压后起台线严重，也不适合滚压，滚压校直仅适应开有沉角槽的曲轴校直；滚压设备复杂、滚压换型困难，一套滚压工装只适用于一个产品的滚压。因此，该方法近几年虽然在宣传，但根本难以推广应用。 

到目前为止，国内外还没有找到一种既不损害曲轴强度又能有效矫正曲轴弯曲的校直方法。 

发明内容

本发明的目的是通过采用一种新的校直方式实现既可以校直曲轴，又不损害曲轴疲劳强度的校直方法。 

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：一种曲轴校直方法，其特征在于：通过在曲轴特定的连接臂上的特定区域的表面施加一定深度的压应力，使得该连接臂以该区域为分界线产生微小的弯折变形，从而抵消曲轴校直前的弯曲量，达到校直目的；所述特定的连接臂是指与曲轴主轴颈跳动最大的轴颈位置接近、并且该连接臂的方向与跳动最大值方向夹角不超过±45°或180±45°范围的一个或多个连接臂；所述特定区域为该连接臂上距主颈或连颈一侧台面边缘4-8毫米、形状为“一”字形的区域，其长度贯通该连接臂，方向与弯曲跳动最高点方向夹角在90±15°范围内。 

进一步，所述特定区域“一”字的方向与该拐主连颈中心线平面夹角在90±30°范围内。 

所述特定区域的宽度为3-20毫米。 

压应力的施加通过振动设备的球形锤头在所述特定区域按一定的冲击力度、一定的冲击点密度产生压应力，或通过对所述特定区域进行平面滚压产生压应力。 

本发明校直方法的原理是通过在曲轴连接臂上低应力的特定区域塑性变形产生连接臂单侧残余压应力，单侧特定区域残余压应力引起连接臂弯折变形。 

本发明的目的是通过采用一种新的校直方式实现既可以校直曲轴，又不损害曲轴疲劳强度的校直方法。