一种曲轴摆动滚压装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种曲轴摆动滚压装置的技术方案，该方案包括上滚压头和下滚压头，其特征在于：所述上滚压头上设置有滚压体，该滚压体上安装有芯轴，该芯轴上套装有导轮，所述滚压体上还设置有滚轮保持架，该滚轮保持架上设置有一组滚轮；该滚轮的一端与导轮的两轴肩外圆配合，该滚轮的另一端与曲轴的轴颈圆角配合；该滚轮与曲轴之间的滚压角度为α，45°≤α≤60°；所述下滚压头上设置有滚柱，该滚柱起支撑作用。滚压时曲轴旋转带动滚轮在45°-60°范围内摆动滚压，使得滚压圆角光亮饱满，塑性变形带大大增加，有效地解决了曲轴圆角滚压后疲劳强度提高有限的技术问题，经滚压后的曲轴疲劳强度可提高80%以上，达到了比较理想的目标值。
【专利说明】一种曲轴摆动滚压装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种曲轴滚压装置，尤其涉及一种曲轴摆动滚压装置。
【背景技术】
[0002]曲轴是发动机中的核心零件之一，其综合机械性能直接决定发动机的使用寿命。曲轴的失效形式一般有轴颈磨损和疲劳断裂两种类型。对于疲劳断裂，一般采用轴颈圆角滚压强化工艺来提高其疲劳强度，以达到曲轴延长使用寿命的要求。应用于圆角滚压工艺的滚压头，一般分为上滚压头和下滚压头，上滚压头负责对曲轴圆角进行滚压加工，具体为两个滚轮对曲轴轴颈圆角实施滚压加工，滚轮与轴颈成一定角度；下滚压头承担对上滚压头产生的滚压力平衡支撑作用，具体为两个滚柱支撑曲轴轴颈。在具体实施过程中由于滚轮与轴颈角度目前尚无一定标准参考，不同产品规定的滚压角度不同。在哪一个角度值滚压的效果如何也无理论依据，而且滚压后的曲轴疲劳强度也很难达到理想的效果。究其原因，有两个方面影响因素，一是在某一角度下以一定压力滚压产生的塑性变形区域较小，形成的压应力有限，很难完全或大部分抵消曲轴在发动机中运转时产生的拉应力；二是滚压角度固定，圆角滚压时滚轮与轴颈圆角接触面小，滚压后圆角光亮带窄，不成形。以上两方面原因造成曲轴圆角滚压后疲劳强度提高仅为40%-60%左右，无法达到理想的抗疲劳强度效果。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种能够提高曲轴圆角滚压后疲劳强度的曲轴摆动滚压装置。
[0004]本方案是通过如下技术措施来实现的:
本发明的曲轴摆动滚压装置，包括上滚压头和下滚压头，其特征在于:所述上滚压头上设置有滚压体，该滚压体上安装有芯轴，该芯轴上套装有导轮，所述滚压体上还设置有滚轮保持架，该滚轮保持架上设置有一组滚轮；该滚轮的一端与导轮的两轴肩外圆配合，该滚轮的另一端与曲轴的轴颈圆角配合；该滚轮与曲轴之间的滚压角度为α，45° < α <60° ;所述下滚压头上设置有滚柱，该滚柱通过轴承与下压头连接，该滚柱的长度及两端圆角与曲轴轴颈相匹配。
[0005]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述上滚压头上的导轮旋转中心与曲轴轴颈圆角之间的距离为a，a为恒定值。
[0006]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述上滚压头导轮中两轴肩外圆的几何中心与该导轮的旋转中心之间设置有偏心量e,且偏心量e为滚轮摆动幅度范围内径向距离的二分之一。
[0007]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述导轮上设置有中间筋骨，该中间筋骨呈楔形，最大宽度为12，最小宽度为11。
[0008]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述导轮中间筋骨最大宽度与最小宽度之间的差值为单个滚轮摆动幅度范围内轴向距离的两倍；这样就保证了滚压头上的导轮旋转中心与曲轴轴颈圆角之间的距离a为恒定值。
[0009]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述导轮与芯轴之间设置有滚针轴承。
[0010]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述滚压体上设置有端盖，所述导轮位于端盖内。
[0011]本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中，所述滚轮与曲轴之间的滚压角度为α，即滚轮可以在一定范围内摆动，上滚压头导轮中两轴肩外圆的几何中心与该导轮的旋转中心之间设置有偏心量e,且偏心量e为滚轮摆动幅度范围内径向距离的二分之一；以及导轮中间筋骨最大宽度与最小宽度之间的差值为单个滚轮摆动幅度范围内轴向距离的两倍，上述特征保证了滚轮摆动时滚轮滚压的稳定性。滚压时曲轴旋转带动滚轮在45° -60°范围内摆动滚压，使得滚压圆角光亮饱满，塑性变形带大大增加，有效地解决了曲轴圆角滚压后疲劳强度提高有限的技术问题，经滚压后的曲轴疲劳强度可提高80%以上，达到了比较理想的目标值。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明【具体实施方式】的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明的曲轴摆动滚压工艺原理图；
图4为2图3中A部位的局部放大图。
[0013]图中，1-滚柱；2_工件曲轴；3-滚轮；4-导轮；5_滚轮保持架；6_滚针轴承；7-芯轴；8-端盖；9-滚压体。
【具体实施方式】
[0014]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个【具体实施方式】，并结合其附图，对本方案进行阐述。
[0015]通过附图可以看出，本发明的曲轴摆动滚压装置，包括上滚压头和下滚压头，其特征在于:所述上滚压头上设置有滚压体9，该滚压体9上安装有芯轴7，该芯轴7上套装有导轮4，所述滚压体9上还设置有滚轮保持架5，该滚轮保持架5上设置有一组滚轮3 ;该滚轮3的一端与导轮4的两轴肩外圆配合，该滚轮3的另一端与工件曲轴2的轴颈圆角配合；该滚轮3与工件曲轴2之间的滚压角度为α，45° < α <60° ;所述下滚压头上设置有滚柱1，该滚柱I通过轴承与下压头连接，该滚柱I的长度及两端圆角与曲轴轴颈相匹配。
[0016]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述上滚压头上的导轮4旋转中心与曲轴轴颈圆角之间的距离为a，a为恒定值。
[0017]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述上滚压头导轮4中两轴肩外圆的几何中心与该导轮4的旋转中心之间设置有偏心量e，且偏心量e为滚轮摆动幅度范围内径向距离的二分之一。
[0018]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述导轮4上设置有中间筋骨，该中间筋骨呈楔形，最大宽度为12,最小宽度为11。
[0019]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述导轮中间筋骨最大宽度与最小宽度之间的差值为单个滚轮摆动幅度范围内轴向距离的两倍。
[0020]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述导轮4与芯轴7之间设置有滚针轴承。
[0021]本发明的曲轴摆动滚压装置，其进一步改进在于:所述滚压体上设置有端盖8，所述导轮位于端盖内。
[0022]本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中，所述滚轮与曲轴之间的滚压角度为α，即滚轮可以在一定范围内摆动，上滚压头导轮中两轴肩外圆的几何中心与该导轮的旋转中心之间设置有偏心量e,且偏心量e为滚轮摆动幅度范围内径向距离的二分之一；以及导轮中间筋骨最大宽度与最小宽度之间的差值为单个滚轮摆动幅度范围内轴向距离的两倍，上述特征保证了滚轮摆动时滚轮滚压的稳定性。滚压时曲轴旋转带动滚轮在45° -60°范围内摆动滚压，使得滚压圆角光亮饱满，塑性变形带大大增加，有效地解决了曲轴圆角滚压后疲劳强度提高有限的技术问题，经滚压后的曲轴疲劳强度可提高80%以上，达到了比较理想的目标值。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
[0023]本发明未经描述的技术特征可以通过现有技术实现，在此不再赘述。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种曲轴摆动滚压装置，包括上滚压头和下滚压头，其特征在于:所述上滚压头上设置有滚压体，该滚压体上安装有芯轴，该芯轴上套装有导轮，所述滚压体上还设置有滚轮保持架，该滚轮保持架上设置有一组滚轮；该滚轮的一端与导轮的两轴肩外圆配合，该滚轮的另一端与曲轴的轴颈圆角配合；该滚轮与曲轴之间的滚压角度为α，45° < Ct <60° ;所述下滚压头上设置有滚柱，该滚柱通过轴承与下压头连接，该滚柱的长度及两端圆角与曲轴轴颈相匹配。
2.根据权利要求1所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述上滚压头上的导轮旋转中心与曲轴轴颈圆角之间的距离为a，a为恒定值。
3.根据权利要求1或2所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述上滚压头导轮中两轴肩外圆的几何中心与该导轮的旋转中心之间设置有偏心量e，且偏心量e为滚轮摆动幅度范围内径向距离的二分之一。
4.根据权利要求3所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述导轮上设置有中间筋骨，该中间筋骨呈楔形，最大宽度为12，最小宽度为11。
5.根据权利要求4所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述导轮中间筋骨最大宽度与最小宽度之间的差值为单个滚轮摆动幅度范围内轴向距离的两倍。
6.根据权利要求1所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述导轮与芯轴之间设置有滚针轴承。
7.根据权利要求6所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述滚压体上设置有端盖，所述导轮位于端盖内。
8.根据权利要求1所述的曲轴摆动滚压装置，其特征在于:所述滚压体上设置有端盖，所述导轮位于端盖内。
【文档编号】B23P9/02GK104148878SQ201410388264
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】李海国, 张立平, 赵小立 申请人:滨州海得曲轴有限责任公司