[发明专利]曲轴加工硬化的方法和装置

说明书

本发明涉及一种对曲轴(4)进行加工硬化的方法，所述曲轴包括连杆轴承轴颈(5)、主轴承轴颈(6)和曲柄臂(7)，所述连杆轴承轴颈(5)和主轴承轴颈(6)设有油孔(31)。根据本发明，对油孔(31)之一的至少一个端部(30)和/或油孔(31)的至少一个圆柱形部分(38)进行加工硬化。

技术领域

本发明涉及一种曲轴的加工硬化方法，所述曲轴具有连杆轴承轴颈、主轴承轴颈和曲柄臂。

本发明还涉及一种用于曲轴的冲击硬化的装置。

本发明还涉及一种曲轴。

背景技术

由于内燃机的不断发展和性能的提高以及对这些内燃机的严格排放要求，因此现代发动机承受着越来越大的负荷。由于这个原因，汽车工业尤其对曲轴在强度方面提出了高要求，曲轴承受高负荷，且其对内燃机的功能是重要的。在此，就结构而言，经常要求曲轴重量轻且空间要求小。对于曲轴的设计，这意味着不应通过增大横截面(也就是说，通过曲轴的截面模量)，但尽可能通过局部内部压缩应力状态，来实现负载能力的提高。为此，现代曲轴是使用多种机械加工和热处理方法生产的，使得曲轴可以承受越来越高的发动机功率。

这些方法的例子是热处理，例如电磁感应和表面硬化的表面硬化方法、激光硬化或渗氮、以及应变硬化方法，例如深滚压、喷丸硬化或冲击硬化。这些是常见的，并且在大多数情况下是公认的方法，其适用于多种目的。

关于这些方法的示例，参考以下文件：EP 1 479 480 A1、EP 0 788 419 B1、EP 1612 290 A1、DE 10 2007 028 888 A1和EP 1 034 314 B1。

冲击硬化尤其是用于提高曲轴的疲劳强度，特别是弯曲疲劳强度和扭转疲劳强度的有利方法。疲劳强度的增加在此通过在冷加工中(优选通过特殊的冲击工具锤击)将冲击力引入到曲轴中，在横截面过渡和横截面变化的负载区域中实现。作为该过程的示例，参考DE 34 38 742 C2和EP 1 716 260 B1。

为了防止在局部锤击期间不利地引入剪切应力，DE 34 38 742 C2提出，在施加压力脉冲作用时，不允许在脉冲施加体与工具表面之间相对于脉冲方向横向地发生相对运动。为此，在借助冲击工具引入内部压缩应力的过程中，进给运动应逐步进行。

作为该方法的进一步发展，EP 1 716 260 B1提出，曲轴在机械加工过程中连续旋转，其中，在借助冲击工具的冲击向待机械加工的曲轴段引入内部压缩应力期间，在冲击工具作用在曲轴上的时间内，曲轴的旋转运动停止。在此，选择冲击压力，使得通过冲击运动强制地停止曲轴的旋转运动。

然而，为此目的，在驱动设备内需要诸如变速器、离合器和/或弹簧系统之类的复杂部件，以防止驱动设备被“强制止动件”损坏。此外，曲轴的定时和内部压缩应力的引入必须在过程方面以可靠的方式同步。在此，确保坚固安装所需的机械部件既复杂又昂贵。

尽管通常对曲轴进行上述热处理和/或加工硬化处理，但是进一步的结构方面仍然可能导致困难，特别是在曲轴的扭转疲劳强度方面。为了在曲轴运行过程中供油，主轴承轴颈和连杆轴承轴颈均配有油孔。这些油孔会不利地影响曲轴的坚固性。因此，在安置油孔时，必须确保曲轴的承载能力不会降低到超过允许的程度。特别地，由于对曲轴的抗扭强度提出了很高的需求，因此设计者在油孔的尺寸标注、定位和/或对准方面受到限制。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种用于曲轴的加工硬化的改进方法和一种用于曲轴的冲击硬化的装置，特别是出于增加曲轴的疲劳强度的目的。

最后，本发明还基于提供一种尤其在疲劳强度方面得到改进的曲轴的目的。

在根据本发明的用于曲轴的加工硬化的方法中，该曲轴具有连杆轴承轴颈、主轴承轴颈和曲柄臂，其中，连杆轴承轴颈和主轴承轴颈具有油孔，规定对油孔之一的至少一个油孔端部和/或油孔之一的至少一个圆柱形部分进行加工硬化。