[发明专利]曲轴完全残余压应力校直装置和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲轴校直装置和方法，特别是涉及一种曲轴完全残余压应力校直装置和方法。

背景技术

我们知道，曲轴经过铸造或锻造形成毛坯之后，需要进行机械加工，机械加工的基本流程是粗加工、半精加工和精加工，最终形成成品。其中精加工通常都是在磨床上完成的，而经过精磨后，为了保证发动机具有良好的工作性能，对曲轴的中间轴径跳动要求不得超过0.15mm，但在加工的过程中由于应力释放，曲轴经过精磨后会出现20％左右的中间轴径跳动会超差，如果不进行校直，则会成为废品。

现有的曲轴成品经过精磨后，都要进行校直工艺，保证曲轴的中间轴径跳动能够满足质量要求。但现有曲轴成品不允许进行冷校直，因为采用强迫冷校直方法，就是在压力机上压校，这种方法一般在曲轴中间主轴颈中部单向加载，这容易在两端圆角处与加载力相对表面形成拉应力，使曲轴原有的疲劳强度降低10％，在发动机工作运转过程易导致断裂；同时又不能进行热校直，热校直会导致曲轴成品精加工表面发生氧化，而且前期热处理工艺如淬火、氮化在圆角处形成的硬化层和压应力也会被破坏，这是不允许的。

发明内容

本发明就是要解决现有曲轴成品经过精磨后，曲轴成品不允许进行冷校直，因为采用强迫冷校直方法，就是在压力机上压校，这种方法一般在曲轴中间主轴颈中部单向加载，这容易在两端圆角处与加载力相对表面形成拉应力，使曲轴原有的疲劳强度降低10％，在发动机工作运转过程易导致断裂；同时又不能进行热校直，热校直会导致曲轴成品精加工表面发生氧化，而且前期热处理工艺如淬火、氮化在圆角处处形成的硬化层和压应力也会被破坏的技术问题，提供一种曲轴成品经过精磨后，曲轴成品不需要进行冷校直，不需要采用强迫冷校直方法，不会在两端圆角处与加载力相对表面形成拉应力，曲轴原有的疲劳强度不会降低，在发动机工作运转过程不易出现断裂，同时也不需要进行热校直，不会导致曲轴成品精加工表面发生氧化，曲轴成品前期热处理工艺如淬火、氮化在圆角处形成的硬化层和压应力也不会被破坏，测量简单，工艺参数简单，操作方便，经精磨后的曲轴都可利用恒定滚压力形成残余压应力的一种曲轴完全均匀残余压应力校直装置和方法。

为此，本发明的技术方案是，一种曲轴完全残余压应力校直装置，设有上滚压摆臂和下滚压摆臂，上滚压摆臂一端和下滚压摆臂一端通过张开加压装置铰接在一起，上滚压摆臂另一端设有上滚压部件，上滚压部件包括上滚压轮，上滚压轮与上滚压部件旋转连接，下滚压摆臂另一端设有下支撑滚压部件，下支撑滚压部件包括下支撑滚压轮，下支撑滚压轮与下支撑滚压部件旋转连接。

优选地，上滚压摆臂上铰接设有上浮动摆臂，上浮动摆臂与固定吊板铰接。

优选地，上滚压部件包括上加压轮，上加压轮与上滚压部件旋转连接，上加压轮两侧分别设有环形滚压槽，上滚压轮设在环形滚压槽内，上滚压轮与环形滚压槽旋转连接。

优选地，上滚压轮的上滚压轮径向中心面与上加压轮的上加压轮径向中心面的夹角为35°±10°。

优选地，下支撑滚压部件包括两个下支撑滚压轮。

优选地，下支撑滚压轮由两个支承辊支撑，下支撑滚压轮与两个支承辊旋转连接。

优选地，上滚压轮与两个下支撑滚压轮的外圆形成滚压圆周，上滚压轮与两个下支撑滚压轮相对滚压圆周呈120°角均匀分布。

优选地，上滚压轮与两个下支撑滚压轮的外圆形成滚压圆周，上滚压轮位于滚压圆周顶端，两个下支撑滚压轮位于滚压圆周底端，两个下支撑滚压轮相对经过上滚压轮的径向线对称分布。

优选地，两个下支撑滚压轮之间的夹角为60°±10°。

一种曲轴完全残余压应力校直工艺，包括如下步骤：

(1)确定滚压校直力在曲轴上的加载位置；

当曲轴主轴颈径向弯曲高点的位置在曲轴轴向圆周360度的范围内，与曲轴连杆轴径偏心的方向相一致时，滚压校直力应作用在相应曲轴连杆轴径的两端圆角处；

当曲轴主轴颈径向弯曲高点的位置在曲轴轴向圆周360度的范围内，与曲轴连杆轴径偏心的方向相反时，滚压校直力应作用在与相应曲轴连杆轴径相邻的曲轴主轴颈的两端圆角处；

当曲轴主轴颈径向弯曲高点的位置在曲轴轴向圆周360度的范围内，在曲轴连杆轴径之间的夹角处时，滚压校直力应依次作用在成120°角的两个曲轴连杆轴径上；

(2)确定滚压校直力和校直圈数和曲轴校直转速；

滚压校直力按照曲轴主轴颈或者曲轴连杆轴径的弯曲超差量和滚压校直力的位置进行计算，公式如下：

其中：W-弯曲超差量(mm)；