一种平衡轴组件的制造方法与流程

本发明涉及发动机制造技术领域，尤其涉及一种平衡轴组件的制造方法。

背景技术：

发动机在工作时，通常是利用活塞的往复运动驱动连杆带动曲轴旋转，从而达到输出的目的，但曲轴在旋转过程中，连杆会在一定的角度范围内摆动，则造成连杆作用在曲轴上的作用力不均等，同时，由于曲轴在旋转过程中会存在惯量，因此，发动机工作时产生振动而造成运行不平稳。为了解决上述技术问题，则在曲轴胖设置一平衡轴，具体的结构时通过在曲轴上安装第一齿轮，在平衡轴上安装第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相啮合，这一结构，曲轴旋转，则平衡轴也旋转，在平衡轴的作用下可平衡曲轴的惯量，从而减小发动机工作的振动。

现有技术中通过在平衡轴座上设置缓冲结构，从而提高平衡轴组件的缓冲效果，进一步减小发动机工作的振动，但缓冲结构的设置增加了平衡轴组件结构的复杂程度，在使用过程中容易增加平衡轴组件零部件的损耗，因此，迫切需要改善现有技术中平衡轴组件的制造工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是提供有助于提高平衡轴组件使用过程中的可靠性，降低损耗，提高缓冲降噪效果的一种平衡轴组件的制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种平衡轴组件的制造方法，平衡轴组件包括平衡轴齿轮、平衡轴座、缓冲弹簧和限位销；

平衡轴齿轮加工包括以下步骤：

选用40cr材料加工成型；

对加工成型的平衡轴齿轮进行热处理，平衡轴齿轮的硬度为20～30hrc；

平衡轴座加工包括以下步骤：

选用20crmo材料加工成型，并在平衡轴座内侧面上开设两个对称布置的用于放置缓冲块的容置槽以及四个两两对称布置的用于放置缓冲弹簧的卡置槽，且所述平衡轴齿轮的齿根端面与卡置槽内侧壁之间的距离为3.5～5mm；

对加工成型的平衡轴座表面进行热处理形成外层和内层，外层硬度78～83hra，内层硬度30～45hrc；

限位销加工包括以下步骤：

选用40cr材料加工成型；

对加工成型的限位销进行热处理，限位销硬度为20～30hrc；

所述缓冲弹簧的硬度为44～50hrc。

可选的，所述平衡轴齿轮的热处理为调制处理。

可选的，所述平衡轴座的热处理为渗碳淬火处理，所述外层的厚度为0.3～0.6mm。

可选的，所述平衡轴座的渗碳淬火处理步骤包括：

渗碳步骤，将平衡轴座放置于高温炉中，使平衡轴座在800～860℃的环境中进行渗碳2～4小时，且渗碳中的强渗阶段的碳势cp为0.9～1.1％，扩散阶段的碳势cp为0.7～0.82％；

淬火步骤，将渗碳后的平衡轴座冷却至720～750℃并保持15～17分钟，然后在95～100℃水中淬火。

可选的，所述限位销套入缓冲弹簧内，所述限位销的轴向长度小于缓冲弹簧的轴向长度，且所述限位销与所述缓冲弹簧在径向方向具有间隙；

将套设有限位销的缓冲弹簧装入所述卡置槽内，并使缓冲弹簧沿平衡轴座的圆周方向布置，且缓冲弹簧的两端抵接于卡置槽两相对的侧壁。

可选的，所述平衡轴齿轮开设有限位槽，所述限位槽与所述卡置槽形成用于容纳缓冲弹簧的空腔，所述垫圈背向锥面垫圈的一端与缓冲弹簧之间具有0.5～1mm的间隙。

可选的，所述垫圈由65mn材料加工成型后，经过淬火回火处理，硬度为423～509hv。

实施本发明的实施例，具有以下技术效果：

本发明的平衡轴齿轮选用40cr材料加工成型，且热处理后硬度为20～30hrc，从而齿面硬度较低，此硬度既可保证齿轮可靠工作，又可保证齿轮啮合过程中冲击噪声小，以达到减振降噪的目的；另外，使用20crmo材料加工成型平衡轴座，平衡轴座经过表面热处理，使平衡轴座的表面硬度达到78～83hra，内层硬度30～45hrc，可以保证平衡轴座工作可靠、磨损小，且内层硬度较低，可以起到缓冲降噪的效果；最后，使限位销硬度为20～30hrc，缓冲弹簧的硬度为44～50hrc，当限位销与缓冲弹簧装配时，防止限位销损坏弹簧。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是图1中a-a的剖视图。

附图标记说明：

1、平衡轴齿轮，11、限位槽，2、平衡轴座，21、卡置槽，22、容置槽，23、环形卡槽，3、缓冲弹簧，4、限位销，5、缓冲块，6、垫圈、7、锥形垫圈，8、止退垫圈，9、挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考图1和图2，本实施例提供了一种平衡轴组件的制造方法，平衡轴组件包括平衡轴齿轮1、平衡轴座2、缓冲弹簧3和限位销4；

平衡轴齿轮1加工包括以下步骤：

选用40cr材料加工成型；

对加工成型的平衡轴齿轮1进行热处理，平衡轴齿轮1的硬度为20～30hrc；

平衡轴座2加工包括以下步骤：

选用20crmo材料加工成型，并在平衡轴座2内侧面上开设两个对称布置的用于放置缓冲块5的容置槽22以及四个两两对称布置的用于放置缓冲弹簧3的卡置槽21，且平衡轴齿轮1的齿根端面与卡置槽21内侧壁之间的距离为3.5～5mm；

对加工成型的平衡轴座2表面进行热处理形成外层和内层，外层硬度78～83hra，内层硬度30～45hrc；

限位销4加工包括以下步骤：

选用40cr材料加工成型；

对加工成型的限位销4进行热处理，限位销4硬度为20～30hrc；

缓冲弹簧3的硬度为44～50hrc。

本发明的平衡轴齿轮1选用40cr材料加工成型，且热处理后硬度为20～30hrc，从而齿面硬度较低，此硬度既可保证齿轮可靠工作，又可保证齿轮啮合过程中冲击噪声小，以达到减振降噪的目的；另外，使用20crmo材料加工成型平衡轴座2，平衡轴座2经过表面热处理，使平衡轴座2的表面硬度达到78～83hra，内层硬度30～45hrc，可以保证平衡轴座2工作可靠、磨损小，切内层硬度较低，可以起到缓冲降噪的效果；最后，使限位销4硬度为20～30hrc，缓冲弹簧3的硬度为44～50hrc，当限位销4与缓冲弹簧3装配时，防止限位销4损坏弹簧。

在本实施例中，平衡轴齿轮1进行剃齿挤棱工艺处理，此工艺较常规的剃齿磨齿工艺具有较高的生产效率，同时确保平衡轴齿轮1侧面无毛刺飞边，而常规的磨齿工艺在去除原有毛刺的过程中，会产生新的毛刺，影响平衡轴齿轮1配合精度及可靠性，以及产生噪声，而剃齿挤棱工艺科确保平衡轴齿轮1工作面无毛刺飞边，保证齿轮配合精度及可靠性，避免产生噪声。

进一步的，平衡轴齿轮1的热处理为调制处理，调质处理就是指淬火加高温回火的双重热处理方法，其目的是使平衡轴齿轮1具有良好的综合机械性能。

其中，平衡轴座2的热处理为渗碳淬火处理，外层的厚度为0.3～0.6mm。

进一步的，平衡轴座2的渗碳淬火处理步骤包括：

渗碳步骤，将平衡轴座2放置于高温炉中，使平衡轴座2在800～860℃的环境中进行渗碳2～4小时，且渗碳中的强渗阶段的碳势cp为0.9～1.1％，扩散阶段的碳势cp为0.7～0.82％；

淬火步骤，将渗碳后的平衡轴座2冷却至720～750℃并保持15～17分钟，然后在95～100℃水中淬火。

为保证平衡轴座2的渗碳质量，是平衡轴座2在较低的温度环境下进行渗碳，一方面保证渗碳的进行，另一方面，通过控制渗碳的时间以及在水环境下进行淬火，淬火温度较低，同时淬火温度稳定，使平衡轴座2表面的渗碳更均匀，有助于改善平衡轴座2渗碳淬火后形成的外层结构，从而提高平衡轴座2的外层硬度、耐磨性和抗疲劳强度，且有助于提高外层向内层传递振动，提高内层缓冲降噪的效果。

本实施例的限位销4套入缓冲弹簧3内，限位销4的轴向长度小于缓冲弹簧3的轴向长度，保证缓冲弹簧3的有效压缩达到缓冲降噪，且限位销4与缓冲弹簧3在径向方向具有间隙，从而防止缓冲弹簧3在变形过程中与限位销4摩擦损坏缓冲弹簧3，提高缓冲弹簧3的使用寿命；

其中，将套设有限位销4的缓冲弹簧3装入卡置槽21内，并使缓冲弹簧3沿平衡轴座2的圆周方向布置，使缓冲弹簧3对平衡轴座2受到的周向力吸收缓冲，且缓冲弹簧3的两端抵接于卡置槽21两相对的侧壁，方便周向力从平衡轴座2传递到缓冲弹簧3进行缓冲。

进一步的，平衡轴齿轮1开设有限位槽11，限位槽11与卡置槽21形成用于容纳缓冲弹簧3的空腔，垫圈6背向锥面垫圈的一端与缓冲弹簧3之间具有0.5～1mm的间隙，一方面，方便垫圈6的安装，另一方面，为了防止缓冲弹簧3在卡置槽21内大幅窜动，从而避免缓冲弹簧3与垫圈6发生恶性摩擦而损坏弹簧。

本实施例中，垫圈6由65mn材料加工成型后，经过淬火回火处理，硬度为423～509hv，垫圈6通过淬火后进行磨平以保证较高的平面度，提高配合进度，减少缓冲弹簧3的磨损。

本实施例还包括依次套设于平衡轴座2的锥形垫圈7、止退垫圈8和挡圈9，平衡轴座2开设有环形卡槽23，挡圈9卡设于环形卡槽23。

综上，本发明的平衡轴齿轮1选用40cr材料加工成型，且热处理后硬度为20～30hrc，从而齿面硬度较低，此硬度既可保证齿轮可靠工作，又可保证齿轮啮合过程中冲击噪声小，以达到减振降噪的目的；另外，使用20crmo材料加工成型平衡轴座2，平衡轴座2经过表面热处理，使平衡轴座2的表面硬度达到78～83hra，内层硬度30～45hrc，可以保证平衡轴座2工作可靠、磨损小，切内层硬度较低，可以起到缓冲降噪的效果；最后，使限位销4硬度为20～30hrc，缓冲弹簧3的硬度为44～50hrc，当限位销4与缓冲弹簧3装配时，防止限位销4损坏弹簧。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。