专利名称：具有加强件的曲轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将往复运动转换为旋转运动的中空型曲轴，更具体 的说，涉及一种通过在曲轴销和曲轴轴颈的外表面上形成加强槽部分、然后 将不同种类的刚性金属插入加强槽部分，然后熔化连接并将其浇铸在一起制 作而成的中空型曲轴。与传统的锻造曲轴相比，本发明的曲轴具有抵抗弯曲载荷、剪切载荷以 及扭转载荷的改进刚性，以便可以实现各种优点，如可以改进曲轴的一部分 的可靠性，安装在铸型处的连接金属的快速冷却结构的连接部分的铸铁(铸 钢以及球墨铸铁)结构可以变为致密，可以消除铸件的表面缺陷，提高生产 率并降低生产成本。
背景技术：
总体上说，传统的曲轴为重要的零件，其通过设置在曲轴箱中的主轴承 支撑，用于将在各个汽缸的动力冲程中产生的活塞的直线运动通过连杆转变 为旋转运动，从而将发动机的输出传递到外部。该曲轴包括将曲轴轴颈与曲 轴销连接的曲轴腹板；连接到曲轴的大端部分，用于将活塞的往复运动转换 为旋转运动的曲轴销；以及设置在曲轴箱中，用于作为曲轴旋转的中心轴工 作的曲轴轴颈。然而，传统的锻造型曲轴具有的缺点在于，因为当铸造后，需要经过多 个锻造步骤，所以加工过程复杂，因为锻造后很难进行机加工，所以生产率 低且生产成本很高。其次，虽然曲轴可以由设计的球墨铸铁整体制作以改进其刚性，但是根 据这种方法，与锻钢相比，铸铁的刚性很低，而且其抗冲击能力很弱，且在使用铸钢和球墨铸铁制作曲轴的情况下，由于在曲轴轴颈和曲轴销处产生的 铸造缺陷，所以次品率很高，并且很难进行表面热处理以加强耐磨性能。因此，本申请者对曲轴进行了反复研究，结果发现可以制作出连接不同 金属的曲轴，其可以将加强件连接到曲轴的外表面，从而简化制作过程，并 提高刚性，最终完成本发明。发明内容因此，本发明考虑到现有技术中出现的上述问题，本发明的主要目的在 于提供一种通过在曲轴销和曲轴轴颈的外表面上形成加强槽部分、然后将不 同种类的金属插入加强槽部分作为外直径件，然后熔化连接并将其浇铸在一 起制作中空型曲轴，以便提高曲轴的刚性和耐摩性能。本发明的另一目的在于提供一种中空型曲轴，其中具有阶梯形状的倾斜 部分形成于加强槽部分的内侧，其限定有具有外侧部分窄而内侧部分宽的倾 斜面的部分，以便加强件可以牢固地固定到曲轴，而不会与其分离。本发明的另一目的在于提供一种中空型曲轴，其中加强件的厚度相对于曲轴的整个外径为4%到10%的比率。为了实现本发明的以上目的，根据本发明，提供一种在内燃发动机以及 往复型空气压縮机中使用的曲轴，其用于将直线运动转变为往复运动，其包 括用于将曲轴轴颈连接到曲轴销的曲轴腹板；连接到连杆的大端部分，用于 将活塞的往复运动转换为旋转运动的曲轴销；以及设置在曲轴箱中，用于作 为旋转运动的中心轴进行工作的曲轴轴颈，其中加强槽部分形成于曲轴销和 曲轴轴颈的外表面上，倾斜部分以此方式形成于加强槽部分，以便从加强槽 部分的两个侧壁向内倾斜，并将由与曲轴的基本材料不同的金属制作的加强 件插入、熔化连接并浇铸在加强槽部分中。此外，根据本发明，倾斜部分形成阶梯型部分，其具有外侧部分窄而内侧部分宽的倾斜表面，而加强件的厚度相对于曲轴销的整个外径为4%到12 %的比率。此外，在本发明中，加强件的内角部分加工为圆角以防止出现以前容易 出现的裂纹。
参照相应的附图对本发明优选实施方式进行具体说明，将使本发明的以 上和其他目的以及优点变得更加清晰和容易理解，其中； 图1是显示本发明曲轴的透视图； 图2是显示本发明曲轴的前截面视图； 图3是显示本发明曲轴的截断透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图具体说明本发明的曲轴。图1显示了本发明曲轴的透视图。如图所示，本发明的曲轴A包括连 接到连杆的大端部分，用于将活塞的往复运动转换为旋转运动的曲轴销1; 作为在曲轴箱中的旋转运动的中心轴进行工作的曲轴轴颈2;以及用于将曲 轴轴颈2连接到曲轴销1的曲轴腹板3。对于设置在曲轴A外侧的加强件40，加强件40的曲轴销1形成为圆形， 而曲轴腹板3形成为椭圆形，以便与曲轴销1接合的加强件40的上部分和 中心的一部分显示于外侧，而因为其与曲轴腹板的内侧接合，所以加强件40 的下部分并未显示于外侧。图2显示了本发明曲轴的前截面视图。如图2所示，管状的中空件30 居中设置在内侧，而加强件40在曲轴销1和曲轴轴颈2的外部插入，在铸 造曲轴A时，在曲轴销1和曲轴轴颈2的内部形成中空部分31。在此情况下，加强件40的远端弯曲以插入内部，以便加强件40不会从 其位置分离，而在其插入之前，加强件40的边缘部分加工为圆角，以便在 通过浇铸连接时不会在加强件40的尖角部分在熔化材料中生成枝晶结构。 在这点上，加强件40的厚度优选形成为曲轴销1和曲轴轴颈2的厚度的4 Q/^到8。^，与它们的直径成比例。此外，具有不同连接件的曲轴可以由球墨铸铁、铸钢、以及灰口铸铁制 作，然而，特别优选使用球墨铸铁或铸钢制作。同时，在如图2所示点划线表示的放大部分中，加强槽部分4形成在曲 轴A的外表面，以具有从内部到外部方向倾斜的倾斜表面，以便加强件40 可以连接到其中，并防止与其分离。结果，倾斜部分41形成为从加强槽部 分4的两侧壁向内倾斜，以便提供形成为在其内侧宽而在其外侧窄的倾斜表 面。图3显示了本发明曲轴的截断透视图。如图所示，上油通孔形成于中心 的中空部分，且分离的盖设置在形成于中空部分两侧的槽部分处。如上所述，在本发明的曲轴A中，具有较高刚性的加强件40连接到曲 轴销1的外侧，以形成曲轴的外径，从而充分提高曲轴A的强度。在下文中， 将具体说明本发明曲轴的操作。总体上说，曲轴A设置在曲轴箱内，将由各个汽缸的动力冲程产生的活 塞的往复运动转换为旋转运动后传递到外部，并在吸气、压縮、爆炸和排气 冲程时，将运动传递到活塞。因此，回顾曲轴的需求，其应该具有保持动力 和静止平衡的平滑旋转，具体地说，因为其在高速下经受大载荷和冲击时旋 转，所以其需要充分的刚性和大的耐摩性能以延长其耐用性。换言之，由于本发明的曲轴A在其外表面处与不同金属连接，制作为使 得加强件40插在曲轴轴颈2的外侧，所以，与由铸钢或球墨铸铁制作的曲 轴A相比，其具有更高的刚性和耐摩性能，与由锻造制作的曲轴A相比，降低了其生产成本。除了在外表面具有连接的不同金属的基本特征外，在外表面处具有连接不同金属的本发明曲轴A起到用于将设置在铸型中的连接金属冷处理的作 用。此外，与由铸钢或球墨铸铁整体制作的曲轴相比，本发明的曲轴A构造 成容易对曲轴销或曲轴轴颈进行表面热处理。因此，虽然由锻造制作的传统曲轴因为较高的铸型价格而具有产品资源 成本增加的缺点，其很难产生几种少量的产品，且由于制造过程复杂而生产 成本很高，然而，根据在外表面具有熔化连接不同金属的曲轴，可以生产几 种少量的产品，以通过提高生产率，低成本制作高质量可靠性的曲轴。此外，根据本发明，如上所述，产品的稳定性可以通过防止不同金属熔 化连接出现裂纹得到提高，具体地说，其提供的优点在于，根据选择的加强 件的材料，当加强件通过压紧配合结构连接到曲轴时，虽然其长时间使用， 但因为其可以保持长期的耐用性，所以可以产生好的产品。虽然已经参照具体的描述性实施方式说明了本发明，但该实施方式不会 限制本发明，本发明只由附属权利要求进行限定。本领域技术人员可能在此 实施方式基础上做出各种改变或变更而不会脱离由权利要求所限定的发明 保护范围和主题精神。
权利要求
1. 一种在内燃发动机以及往复型空气压缩机中使用的中空型曲轴，该曲轴包括用于将曲轴轴颈连接到曲轴销的曲轴腹板，该曲轴还包括加强槽部分(4)，该加强槽部分(4)形成于曲轴销(1)和曲轴轴颈(2)的外表面上，并形成有从该加强槽部分(4)的两个侧壁向内倾斜的倾斜部分(41)，以及由与基本材料不同的金属制作的加强件(40)，该加强件插入、熔化连接并浇铸在加强槽部分(4)中。
2. 根据权利要求1所述的中空型曲轴，其中所述倾斜部分(41)形成为 阶梯型部分，该部分具有外侧部分窄、内侧部分宽的倾斜表面。
3. 根据权利要求1或2所述的中空型曲轴，其中所述加强件(40)的厚 度相对于曲轴销(1)的整个外径为4%到12%的比率。
4. 根据权利要求3所述的中空型曲轴，其中所述加强件(40)的内角部 分加工为圆角。
全文摘要
本发明公开了一种在内燃发动机以及往复型空气压缩机中使用的中空型曲轴，包括用于将曲轴轴颈连接到曲轴销的曲轴腹板，该曲轴包括加强槽部分(4)，形成于曲轴销(1)和曲轴轴颈(2)外表面上，并形成有从其两个侧壁向内倾斜的倾斜部分(41)；以及由与基本材料不同的金属制作的加强件(40)，该加强件插入、熔化连接并浇铸在加强槽部分(4)中。
文档编号F16C3/04GK101225850SQ20071014760
公开日2008年7月23日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年1月16日
发明者韩今泰 申请人:三英机械株式会社