[发明专利]一种适用于六缸曲轴模锻件的主止推环联接结构

说明书

一种适用于六缸曲轴模锻件的主止推环联接结构，包括主要由主轴颈、曲柄臂及曲柄销组成的曲轴，曲柄臂上的主止推环上部周面与曲柄臂上端周面之间的过渡部呈平滑曲面状，主止推环上部周面与曲柄臂上端正面之间的相交处呈内凹的平滑曲面状，主止推环下部与曲柄臂下端之间的过渡区域延伸至主止推环周面与曲柄臂上端周面之间的过渡部处，过渡区域延伸的部分呈内凹的平滑曲面过渡状。该结构消除了相交处的凹凸部和尖角部，实现了分模线的平滑过渡，模具形腔不在有沟壑和锋锐圆角，能够有效降低锻造折叠的发生几率，延缓模具磨损速度，从而提高模具寿命。

技术领域

本发明属于商用车曲轴领域，尤其是一种适用于六缸曲轴模锻件的主止推环联接结构。

背景技术

重型六缸柴油发动机多为模锻成形，如图1所示，曲轴主要由曲柄臂1、主轴颈2及曲柄销3组成，为平衡曲轴较大的轴向错移和推力，其主止推环外径和厚度都较大，从曲轴前端开始计数，主止推环布置在第四或第六主轴颈的两侧。由于主止推环的形状特殊，常规设计思路是“分别建立相邻曲柄臂和主止推环的3D数模，将两者组合后，相贯线处用圆角修饰”。如图2所示，曲柄臂1的下端正面用于与主轴颈2连接、且曲柄臂的下端正面上设有与主轴颈同轴线的主止推环4，曲柄臂的上端背面用于与曲柄销3连接；如图3所示，在曲柄臂1上建立分模面5，从图3中A处可知，A是指曲柄臂上端与主止推环上部的相交处位于分模面的上方，曲柄臂1与主止推环明显分为两层，相交处为急剧过渡区域，有明显沟壑，在分模面上生成的分模线6可知，对应于模具型腔处有明显起伏状的凹凸部和尖角部；如图4所示，因主止推环直径大于曲柄臂宽度，主止推环会有一部分凸出于曲柄臂，主止推环的直径和厚度越大，凸出在外的部分越多；从图4中B处可知，B是指曲柄臂下端与主止推环下部相交的相贯线处，相贯线处为内凹的圆角过渡区域且位于分模面的下方；这种连接结构给模锻工艺造成以下困难：

1）限制主止推环厚度和分模面选择：六缸曲轴普遍采用的曲面分模技术——以第二、第五曲柄销为锻造高点，分模面沿第三、第四、第九、第十曲柄臂侧面向斜上方延伸。当主止推设置在第六主轴颈时，分形斜面需倾斜通过第十曲柄臂及主止推环。该结构下，分模面的倾斜角和起始点都被严格限制，其主止推环厚度不得超过一定值，否则锻件将无法分模；

2）结构薄弱易变形:凸出于曲柄臂的主止推环，其上部没有支撑，形成悬臂梁结构，在锻造脱模及切边时三面都受到拉应力作用。因主止推环厚度普遍不大，这种悬臂结构极易发生变形；

3）分模线形状复杂，极易产生锻造缺陷：该结构的分模线存在多处极不平滑的连续凸凹圆角，模具型腔存在沟壑，锻造过程金属流动极为复杂，是折叠缺陷的高发区域；

4）模具形腔凸圆角多且尖锐，模具易磨损，寿命低下：因分模线不平滑，模具型腔存在沟壑，加之处于形腔边缘的金属向外流动趋势剧烈，模具上锋锐的凸圆角首先磨损失效，使得模具寿命底下。

发明内容

本发明提供一种适用于六缸曲轴模锻件的主止推环联接结构，拟在保留锻件上曲柄臂原始形状，主止推环尺寸不变的前提下，对主止推环上部形状微调，使主止推环与曲柄臂主体融合。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种适用于六缸曲轴模锻件的主止推环联接结构，包括主要由曲柄臂、主轴颈及曲柄销组成的曲轴，其特征在于：曲柄臂上的主止推环上部周面与曲柄臂上端周面之间的过渡部呈平滑曲面状，主止推环上部周面与曲柄臂上端正面之间的相交处呈内凹的平滑曲面状，主止推环下部与曲柄臂下端之间的过渡区域延伸至主止推环周面与曲柄臂上端周面之间的过渡部处，过渡区域延伸的部分呈内凹的平滑曲面过渡状。