一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构，包括：上、下压板，上、下压板铰连接并由液压油缸驱动；压头组件，其位于上压板的施压处并与上压板定位连接，压头组件内设有转轴、导轮以及八字形排列的两只滚轮，导轮套设在转轴上并可绕轴转动，两只滚轮分别位于导轮下部的端角处且滚轮上端与导轮的圆角相贴合，滚轮下端凸出于压头组件外，滚压力通过导轮、滚轮向曲轴大圆角沉割槽传递；支撑组件，其位于下压板的施压处并与下压板定位连接，支撑组件具有用于接纳曲轴的圆弧面，圆弧面上对称设置两个可旋转的支撑轴；滚压时两支撑轴表面与所述滚轮在曲轴轴颈上形成三点一圆。本发明可应用于大型船用发动机等需要较大滚压力的滚压工艺。
【专利说明】一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机曲轴大圆角沉割槽的滚压机构。
【背景技术】
[0002]曲轴圆角滚压工艺是提高曲轴疲劳强度的主要方法，球铁曲轴实施轴颈圆角滚压工艺后，寿命可提高100%-300%，具有很好的加工性和经济性。多数滚压机构形状象把钳子，钳口上面为装滚轮的压头体，钳口下面为支撑体，钳尾采用油缸对钳子上压板和下压板实施夹紧力，通过上下压板将力传递到滚轮上，油缸内的压力由伺服系统准确控制。滚压前在曲轴轴颈处加工出略大于滚压圆角的圆角沉割槽。滚压时，带滚轮的压头体和支撑体象钳子一样夹紧在曲轴轴颈上，滚轮压到曲轴的圆角沉割槽里。当曲轴转动，油缸压力通过上下压板将压力传到圆角沉割槽上，将沉割槽圆角表面压下少许，实现滚压工艺。
[0003]曲轴圆角滚压工艺应用广泛，该工艺常被用于小功率发动机曲轴加工中，滚压圆角一般R2mm左右，滚压机构已经相对成熟。而对于大型船用发动机球铁曲轴的圆角滚压，R5mm左右的大圆角沉割槽需要很大的滚压力，这对滚压机构中的滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等提出新的要求，而现有技术中小圆角沉割槽的滚压机构已无法满足上述要求。
【发明内容】
[0004]本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过沉割槽滚压机构压头体和支撑体采用U形槽在上压板和下压板上定位，采用一体式大圆角滚轮夹对大圆角滚轮限位，上压板和下压板结构、形状和尺寸根据受力情况进行设计。本发明有效解决了曲轴大圆角沉割槽滚压时大滚压力对滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等的要求，实现了曲轴大圆角沉割槽的滚压工艺。
[0005]为实现上述发明目的，本发明提供了一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构，包括:上、下压板，上、下压板铰连接并由液压油缸驱动；压头组件，其位于上压板的施压处并与上压板定位连接，压头组件内设有转轴、导轮以及八字形排列的两只滚轮，导轮套设在转轴上并可绕轴转动，两只滚轮分别位于导轮下部的端角处且滚轮上端与导轮的圆角相贴合，滚轮下端凸出于压头组件外，滚压力通过导轮、滚轮向曲轴大圆角沉割槽传递；支撑组件，其位于下压板的施压处并与下压板定位连接，支撑组件具有用于接纳曲轴的圆弧面，圆弧面上对称设置两个可旋转的支撑轴；滚压时两支撑轴表面与所述滚轮在曲轴轴颈上形成三点一圆。
[0006]上述技术方案中，导轮下部设有用于夹持所述滚轮的一体式滚轮夹。
[0007]上述技术方案中，支撑组件上的支撑轴两侧分别设有可旋转的第一支撑套和第二支撑套，支撑轴分别与第一支撑套和第二支撑套相贴合。
[0008]上述技术方案中，压头组件与上压板的接合处设有U形结构，U形结构与上压板的相应端面和侧面尺寸、形状相适配形成压头组件与上压板之间的定位连接。支撑组件与下压板的接合处设有U形结构，U形结构与下压板的相应端面和侧面尺寸、形状相适配形成支撑组件与下压板之间的定位连接。
[0009]上压板的上端和下压板的下端均采用弧形设置。
[0010]上述技术方案中，滚压机构通过吊板吊装，吊板铰接点设于上压板上，且吊板铰接点靠近上、下压板的铰接点并远离上、下压板的施压处。
[0011]上述技术方案中，上、下压板上可分别设有多个减重孔。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0013]1、压头组件中的滚轮的导轮设计以及支撑组件中的支撑轴和支撑套设计，可有效解决了曲轴大圆角沉割槽滚压时大滚压力对滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等的要求，实现了曲轴大圆角沉割槽的滚压工艺，可应用于大型船用发动机的曲轴圆角滚压；
[0014]2、通过沉割槽滚压机构压头体和支撑体采用U形槽在上压板和下压板上定位，定位准确、连接牢固；
[0015]3、采用一体式大圆角滚轮夹对大圆角滚轮限位，可有效防止滚轮脱落，且结构紧凑、易于加工；
[0016]4、上压板和下压板的弧面设计可有效抵消大滚压力可能造成的变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构滚轮对曲轴大圆角进行滚压时的受力分析图；
[0018]图2是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构主视图；
[0019]图3是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构立体图；
[0020]图4是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构中压头组件的立体图；
[0021]图5是图4在滚轮处的竖向剖视图(包含曲轴2的部分剖视)；
[0022]图6是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构中支撑组件立体图；
[0023]图7是图6的横向剖视图；
[0024]图8是上压板的主视图；
[0025]图9是上压板的立体图；
[0026]图10是下压板的主视图；
[0027]图11是下压板的立体图。
[0028]结合附图在其上标记以下附图标记:
[0029]1-滚轮，2-曲轴，3-—体式滚轮夹，4-压头组件，41-压头组件U形结构，42-压头本体,43-转轴,44-导轮,5-上压板,51-第一定位侧面,52-第一定位端面,53-第二定位端面，54-第四销孔，55-第一销孔，56-第二销孔，6-吊板，7-第一销轴，8-第二销轴，9-油缸，10-第三销轴，11-第四销轴，12-下压板，121-第三销孔，122-第五销孔，123-第二定位侧面，124-第三定位端面，125-第四定位端面，126-减重孔，13-支撑组件，130-支撑本体，131-支撑轴，132-第一支撑套，133-第二支撑套，134-支撑组件U形结构。
【具体实施方式】[0030]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0031]如图1所示，本发明的滚压机构的滚轮I在曲轴2的圆角沉割槽上滚动，施力机构施加一个垂直向下的力F，力F沿滚轮方向分解为力Fl和力F2 (即滚压力),滚轮I将曲轴2圆角沉割槽向内下压一定量，实现曲轴2圆角沉割槽的滚压。
[0032]如图2、3所示，一体式滚轮夹3给滚轮I提供限位，防止滚轮I掉落，同时留有一定间隙，让滚轮I圆角能够找正曲轴2圆角沉割槽。滚轮夹3通过螺钉上紧在压头组件4下端。图2中压头组件4上端和左端与上压板5依靠U形结构配合定位(参见图4)，压头组件4用螺钉上紧在上压板5上。支撑组件13的左端和下端与下压板12依靠U形结构配合定位(参见图6)，支撑组件13用螺钉上紧在下压板12上。上下压板的小头端与油缸9连接。滚压时，整个机构通过吊板6和上压板5上的第一销轴7吊起来，上下压板通过第四销轴11销连接，第一销轴7的位置设在第四销轴11的左侧(即油缸9的一侧)，油缸9的上端与上压板5的小头端通过第二销轴8铰接，油缸9的下端与下压板12通过第三销轴10铰接。油缸9为上下压板提供夹紧力，并最终传导至滚轮I对曲轴2的大圆角沉割槽实现滚压。
[0033]进一步如图4所示，图4为压头组件4的立体图，压头组件4的上端和左端设有U形结构41，通过该U形结构实现与上压板5的定位。一体式滚轮夹3设在压头组件中且其下部凸出于压头组件4，两个八字形排列的滚轮I外露并与曲轴2的大圆角位置相应(参见图5)。
[0034]进一步如图5所示，压头组件4包括压头本体42、转轴43以及导轮44，转轴43和导轮44设在压头本体42内，且导轮44套接在转轴43的外部。八字形排列的两个滚轮I设在导轮44下部端角处并与导轮44的圆角相贴合，为避免滚轮3掉落，采用一体式滚轮夹3对滚轮I进行夹持，滚轮夹3为一体式结构，滚轮I被限制在滚轮夹3上但有一定的活动量，滚压时滚轮I的一端圆角与曲轴2的大圆角沉割槽贴合，另一端与导轮44圆角贴合。滚压时转轴43、导轮44、滚轮I以及曲轴2均为旋转运动件，导轮44工作时绕轴转动，滚压力通过导轮44、滚轮I向曲轴2的大圆角沉割槽传递，可在大滚压力的情况下最大限度减小滚轮I的磨损。
[0035]进一步如图6、7所示(支撑组件示意图)，两组支撑套，即第一支撑套132和第二支撑套133通过转轴固定在支撑本体130上，还包括支撑轴131，每个支撑轴131被两个支撑套(即第一支撑套132和第二支撑套133)支撑夹持。滚压时两支承轴131表面和滚轮I在轴颈上形成三点一圆(参见图2)，轴颈转动和滚压力带动支承轴131在第一支撑套132和第二支撑套133间转动，可在滚压时最大限度避免曲轴轴颈的磨损。支撑组件的左端和下端设计的支撑组件U形结构134可与下压板的相应结构形成对接定位(参见图2)。
[0036]进一步如图8、9所示(上压板示意图)，上压板5的第一定位端面52、第二定位端面53、第一定位侧面与压头组件4的U形结构41配合，可对压头本体42提供精确定位，并提供强大支撑力。第四销孔54通过第四销轴11与下压板12连接，上压板5可绕第四销轴11转动。第一销孔55通过第一销轴7与吊板6连接，使整个滚压机构可以绕第一销轴7转动。第二销孔56通过第二销轴8与油缸9的活塞杆连接。上压板5上开有减重孔，并且上压板5的宽度从压头组件4处向油缸9施力处逐渐减小。上压板5上部成弧形，可有效抵消大滚压力可能造成的变形。
[0037]进一步如图10、11所示(下压板示意图)，下压板12上设有第三定位端面124、第四定位端面125、第二定位侧面123,这些定位端面和定位侧面与支撑组件13的U形结构134配合，对支撑本体130实施精确定位，并提供强大支撑力。第五销孔122通过第四销轴11与上压板5连接，下压板12可绕第四销轴11转动。第三销孔121通过第三销轴10与油缸9连接。下压板12上开有减重孔126，并且下压板12宽度从支撑处向油缸9施力处逐渐减小。下压板12下端成弧形，可有效抵消大滚压力可能造成的变形。
[0038]本发明通过沉割槽滚压机构压头体和支撑体采用U形槽在上压板和下压板上定位，采用一体式大圆角滚轮夹对大圆角滚轮限位，上压板和下压板结构、形状和尺寸根据受力情况进行设计。本发明有效解决了曲轴大圆角沉割槽滚压时大滚压力对滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等的要求，实现了曲轴大圆角沉割槽的滚压工艺。
[0039]以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，包括: 上、下压板，所述上、下压板铰连接并由液压油缸驱动； 压头组件，其位于上压板的施压处并与上压板定位连接，压头组件内设有转轴、导轮以及八字形排列的两只滚轮，所述导轮套设在转轴上并可绕轴转动，所述两只滚轮分别位于导轮下部的端角处且滚轮上端与导轮的圆角相贴合，滚轮下端凸出于所述压头组件外，滚压力通过所述导轮、滚轮向曲轴大圆角沉割槽传递； 支撑组件，其位于下压板的施压处并与下压板定位连接，支撑组件具有用于接纳所述曲轴的圆弧面，圆弧面上对称设置两个可旋转的支撑轴；滚压时所述两支撑轴表面与所述滚轮在所述曲轴轴颈上形成三点一圆。
2.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述导轮下部设有用于夹持所述滚轮的一体式滚轮夹。
3.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述支撑组件上的支撑轴两侧分别设有可旋转的第一支撑套和第二支撑套，支撑轴分别与所述第一支撑套和第二支撑套相贴合。
4.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述压头组件与上压板的接合处设有U形结构，所述U形结构与上压板的相应端面和侧面尺寸、形状相适配形成压头组件与上压板之间的定位连接。
5.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述支撑组件与下压板的接合处设有U形结构，所述U形结构与下压板的相应端面和侧面尺寸、形状相适配形成支撑组件与下压板之间的定位连接。
6.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述上压板的上端和下压板的下端均采用弧形设置。
7.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述滚压机构通过吊板吊装，所述吊板铰接点设于上压板上，且吊板铰接点靠近上、下压板的铰接点并远离上、下压板的施压处。
8.根据权利要求1所述的曲轴大圆角沉割槽滚压机构，其特征在于，所述上、下压板上分别设有多个减重孔。
【文档编号】B23P9/02GK103801895SQ201210441074
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月7日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】廖继光, 黄德锐, 李勇强, 蔚兴建, 刘荣根, 于笋, 梁清延 申请人:广西玉柴机器股份有限公司