[发明专利]一种曲轴轴颈圆柱度矫正用支撑滚柱及方法

说明书

技术领域

本发明涉及曲轴加工技术领域，具体地涉及一种曲轴轴颈圆柱度矫正用支撑滚柱及方法。

背景技术

汽车发动机排放标准已成为全球汽车业关注的焦点，低排放、少污染是汽车发动机发展的必然趋势，因此，发动机增压及增压中冷技术应运而生，随着发动机增压及增压中冷技术的发展，对发动机曲轴疲劳强度要求越来越高，相应的曲轴强化工艺近年来得到了较快发展，其中效果最为显著的就是曲轴圆角滚压强化工艺。

曲轴圆角滚压工艺分为圆角沉割滚压和圆角不沉割滚压两种，在采用曲轴圆角不沉割滚压工艺时，由于圆角滚压工序之前曲轴轴颈已经过精磨，轴颈圆柱度已经成型，而曲轴在后续的滚压过程中圆角处会受到极大的滚压力，该滚压力会使曲轴圆角附近产生塑性变形，该塑性变形会产生滚压凸起，而且随着曲轴圆角滚压过程中采用滚压力的增大，曲轴圆角处的塑性变形也会增大，产生的滚压凸起也就越大，从而使已经成型的曲轴轴颈直线度、圆度、锥度等遭到破坏，而曲轴轴颈圆柱度通常与轴颈直线度、圆度、锥度等直接关联，从而造成曲轴轴颈圆柱度超差，导致曲轴圆角滚压工艺的应用受到极大限制。

如图2和图3所示，曲轴轴颈滚压时，滚轮1安装在上滚压头7上，支撑滚柱3安装在下滚压头上，当滚轮1对曲轴2轴颈滚压时，由于滚轮滚压力的作用，在曲轴轴颈圆角附近会发生塑性变形进而产生滚压凸起。现有的支撑滚柱3大多呈圆柱形，如图4所示，当滚压凸起随着曲轴旋转到支撑滚柱3位置处时，圆柱形的支撑滚柱与滚压凸起只是点接触，支撑滚柱3作用在滚压凸起上的力很小，只能起支撑作用，并不能对滚压凸起起到修正校直的作用，只能再对滚压凸起做校直处理，但是校直处理时经常会对滚压强化带产生不利影响，从而会削弱滚压强化效果。

发明内容

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，而提供一种曲轴轴颈圆柱度矫正用支撑滚柱，其能够将曲轴轴颈圆角附近因塑性变形造成的滚压凸起予以修正，进而对曲轴轴颈的圆柱度进行矫正。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种曲轴轴颈圆柱度矫正用支撑滚柱，所述支撑滚柱包括位于中部的圆柱部分和位于端部的回转曲面部分，滚压过程中端部的回转曲面部分与曲轴轴颈滚压凸起线接触。

通过将支撑滚柱设计包括中部的圆柱部分和两端部的回转曲面部分，从而使曲轴圆角滚压过程中支撑滚柱的素线与曲轴轴颈的素线直接接触，与现有的圆柱形滚柱与滚压凸起的点接触相比，能够增大与滚压凸起的接触面积，进而可增加对滚压凸起的作用力，在高接触应力作用下纺锤形支撑滚柱随曲轴轴颈滚压过程连续旋转，逐渐将轴颈圆角附近因塑性变形造成的滚压凸起予以修正，从而可改善曲轴轴颈直线度、圆度和锥度等，使轴颈圆柱度超差问题得到有效解决。

优选地，所述支撑滚柱端部的回转曲面部分的曲率半径R_L的取值是，

R_L＝τ/2+L/τ，

其中，τ是指最大滚压凸起的高度，L是指滚压后凸起的延伸长度。

设计时，根据最大滚压凸起的高度和滚压后凸起延伸长度的数值来确定端部回转曲面部分的曲率半径R_L，能够使滚压时端部曲面段与滚压凸起的接触线加长，从而使接触应力加大，对滚压凸起修正效果好。

更近一步地，所述滚压后凸起的延伸长度L的取值是，

L＝R+[R²+(R-h)²]^0.5，

其中，R是指滚轮圆角半径，h是指压痕深度。

优选地，所述支撑滚柱端部的回转曲面部分的弦高t的取值是t＝2τ，

其中τ是指最大滚压凸起的高度。

优选地，所述支撑滚柱中部的圆柱部分的长度B2的取值是，

B2＝B1-n×L，

其中，B1是指支撑滚柱的总长度，L是指滚压后凸起的延伸长度，n取值是3～5。

更近一步地，所述n取值是4，支撑滚柱中部的圆柱部分的长度B2的取值是，B2＝B1-4×L。

优选地，所述支撑滚柱中部的圆柱部分的直径d的取值是，

d＝m+(D+R)/m，

其中，m是指滚柱直径，D是指曲轴轴颈直径，R是指滚轮圆角半径。

更近一步地，所述m取值是16，支撑滚柱中部的圆柱部分的直径d的取值是，d＝16+(D+R)/16。

更近一步地，所述最大滚压凸起的高度τ的取值是0.01～0.03mm，滚压后凸起的延伸长度L的取值是4～6mm，压痕深度h的取值是0.05～0.2mm。