[发明专利]激光硬化圆角轧制的曲轴

说明书

本公开提供了“激光硬化圆角轧制的曲轴”。一种汽车轴圆角处理方法，包括将生坯机加工过的圆角表面激光硬化至均匀的深度d，以将压缩应力诱导到表面中，所述表面在所述圆角的两个底切区域的外边缘之间的整个长度l上延伸；以及经由圆角轧制将额外的压缩应力施加到激光硬化表面，使得在随后的磨削操作期间沿着所述整个长度l保持所述均匀的深度d。

技术领域

本公开涉及曲轴制造，其包括曲轴或凸轮轴的轴颈表面的激光硬化以及随后的表面的圆角轧制。

背景技术

曲轴和凸轮轴制造包括硬化它们表面的一部分来增加它们的机械性能。通常，使用感应硬化来实现硬化。然而，感应过程的固有性质导致许多缺点，诸如比必要的更深的渗层深度和固有畸变。已经开发出替代方法，但由于批处理要求，它们不太适合于大批量生产。

发明内容

公开了一种汽车轴圆角处理方法。所述方法包括将生坯机加工过的圆角表面激光硬化至均匀的深度d，以将压缩应力诱导到表面中。表面在圆角的两个底切区域的外边缘之间的整个长度l延伸。所述方法还包括经由圆角轧制将额外的压缩应力施加到激光硬化表面，使得在随后的磨削操作期间沿着整个长度l保持均匀的深度d。表面可包括圆角的底切、顶部、端部区域和中心区域。表面的硬化深度d可为约1.0mm。表面可包括约80％至100％的圆角接触区域。轴可以是曲轴或凸轮轴。圆角轧制可在约5kN至15kN下进行。圆角可以是主轴颈、销轴颈或柱子。随后的磨削操作可包括再制造。

在另选的实施例中，公开了一种处理圆角的方法。所述方法包括将生坯圆角的底切到底切表面激光硬化至均匀的深度d，以将压缩应力均匀地诱导到表面中。所述方法还包括经由圆角轧制将额外的压缩应力施加到激光硬化表面，使得沿着整个表面保持均匀的深度d。表面可包括圆角的底切、顶部、端部区域和中心区域。表面的均匀的深度d可为约1.0mm。表面可包括约80％至100％的圆角接触区域。轴可以是曲轴或凸轮轴。圆角轧制可在约5kN至15kN下进行。圆角可以是主轴颈、销轴颈或柱子。可在随后的一个或多个操作期间沿整个表面保持均匀的深度d。

在又一另选的实施例中，公开了一种轴圆角。轴包括由圆角的两个底切区域的外边缘限定并在它们之间的底切到底切表面区域，表面区域的整体被激光硬化至均匀的深度d以形成包含硬化部分的层，所述硬化部分被配置为经由圆角轧制来接收额外的压缩应力而不会断裂。深度d可为约1.0mm。圆角可以是主轴颈、销轴颈或柱子。表面区域可包括圆角的底切、顶部、端部区域和中心区域。

附图说明

图1描绘根据一个或多个实施例的包括曲轴和凸轮轴的示例性车辆内燃发动机的示意图；

图2描绘激光硬化的曲轴的透视图；

图3描绘激光硬化的凸轮轴的透视图；

图4A描绘图2中描绘的曲轴的激光硬化的主轴颈的示意性剖视图，轴颈表面区域具有小于约1mm的渗层深度；

图4B描绘现有技术曲轴的激光硬化的主轴颈的示意性剖视图，轴颈表面区域具有约1.2mm的渗层深度；

图4C描绘现有技术曲轴的感应硬化的主轴颈的示意性剖视图，轴颈表面区域具有约2.5mm的渗层深度；

图5描绘图2中描绘的曲轴的激光硬化部分的透视图；

图6描绘具有感应硬化表面的现有技术曲轴的感应硬化部分的透视图；并且

图7描绘图2中描绘的曲轴的准备用于圆角轧制的激光硬化的主轴颈的示意性剖视图，激光硬化表面在两个底切区域的两个外边缘之间的整个长度上延伸。

具体实施方式