[发明专利]用于预平衡曲轴的方法和相应的计算机可读介质

说明书

一种用于预平衡曲轴的计算机程序和方法。该方法包括接收与曲轴的三维扫描相关的数据；基于该数据生成模型；并且基于该模型提供指令用于限定预平衡机加工轴线。

技术领域

本发明涉及一种用于预平衡曲轴的程序和方法。

背景技术

往复式发动机具有高速旋转的机加工曲轴，并且还具有随着机加工曲轴的每次旋转而上下摆动的活塞和连杆。这些部件称为发动机的旋转组件。机加工曲轴需要很好地被设计，以使得能量转换过程的效率最大化，并且还防止冲击载荷问题和疲劳衰坏。此外，机加工曲轴需要轻质化和小型化，以提供快速响应时间并且足够紧凑以装配在发动机缸壳内。

在任何给定的旋转部件中通过失衡生成的力的数值取决于两个概念：第一，不平衡旋转发动机部件的每分钟转数(“RPM”)，和第二，失衡的等级。部件越大并且越重以及部件旋转得越快，通过任何失衡所生成的力越大。关于旋转中的机加工曲轴，主轴承处的力与发动机速度的平方成比例。并且，另外，产生失衡的重量距离重心越远，在旋转组件旋转时，该重量对于旋转部件的影响越大。通常地，较大的且较重的平衡物用于抵消通过活塞和杆的往复重量生成的力。随着机加工曲轴在缸壳内旋转，该机加工曲轴必须不仅保持其自己的平衡，而且随着活塞和杆上下泵送，该机加工曲轴还必须抵消通过活塞和杆的质量生成的力。

仅作为一个示例，曲轴可以通过变形工艺而被制成，在该变形工艺中产品被压缩在一对模具之间，使用撞击压力或渐变压力以形成部件。经过一段时间，模具改变并在相应的曲轴之间导致潜在的改变。仅作为一个示例，当模具形成曲轴时，可能具有在该模具上留下的较薄的连结板，两个模具在该连结板处接触。由于薄的连结板的尺寸与在模具上的磨损程度相关，因而薄的连结板的尺寸对于不同的曲轴来说是不同的。

通过旋转曲轴以检查不平衡状态，曲轴可以被预平衡。预平衡，或有时称为初步平衡，基于测量的不平衡状态，其中第一盲孔和第二盲孔被钻进曲轴的两个端部中，以建立用于曲轴的机加工轴线，用于之后的拉削、钻孔和研磨过程。然而，已知的制造过程，诸如旋转过程，不能精确地指示曲轴的质量如何分布。特别地，至少一些已知的制造方法不能考虑模具磨损和制造成每个曲轴的相关联的变化(因为每个曲轴是独特的)。

机加工轴线的适当放置对于预平衡锻造曲轴并且还最终平衡机加工曲轴而言可能是关键的。在一些情况下，如果机加工轴线被不适当地放置，则机加工过程可能在一个或多个规定位置处使得太多材料从锻造曲轴上脱离。最终，机加工曲轴仍然可以具有某些未机加工部分(例如，平衡物)。未机加工部分可以影响最终机加工曲轴的平衡，并且在一些情况下，影响很大，从而机加工曲轴不能被适当地平衡并且因而被废弃。

发明内容

公开了一种用于预平衡曲轴的程序和方法。该方法包括接收与曲轴的三维扫描相关的数据；基于该数据生成模型；并且基于该模型提供指令用于限定预平衡机加工轴线。

附图说明

对附图的详细描述涉及以下附图，其中：

图1是曲轴的示例的透视图；

图2是一种用于预平衡曲轴的方法的示例；

图3是曲轴的由模型限定的三维表示的示例的透视图，和与之对准的机加工操作的由机加工模型限定的三维表示的示例的透视图；

图4是正视图，图示了曲轴的与机加工操作的三维表示轴向对准的三维表示；

图5是图3沿着线5-5截取的横截面，图示了曲轴的与机加工操作的三维表示径向对准的三维表示；以及

图6是其中机加工有第一盲孔和第二盲孔的曲轴的透视图。

在多个附图中，类似的附图标记指示类似的元件。

具体实施方式