[发明专利]曲轴主轴承和连杆轴承的轴承座加工方法

说明书

本发明涉及一种曲轴主轴承和连杆轴承的轴承座加工方法，其中主轴承和连杆轴承的轴承座在曲轴通过锻造或铸造预成形后实施多个加工工序。 

按传统的方式，曲轴主轴承和连杆轴承的轴承座分成多个阶段切削加工。按一种就这方面来说典型的加工顺序，锻造或铸造曲轴的轴承座，首先通过车、铣或旋转拉削初加工，接着通过磨削中间加工，以及最后进行最后一道工序加工。尤其为了防止轴承座在进一步的加工过程中受损，所述的加工通常还包括淬火，以及随这之后磨削，使轴承座在淬火后达到其最终尺寸。 

例如Hegenscheidt，Erkelenz公司从1983年起以“Technologie derKurbelwellen-Bearbeitung zur Steigerung von Qualitaet und Lebensdauer(提高质量和使用寿命的曲轴加工技术)”为题的公司说明书中，介绍了“四缸、5轴承轿车曲轴的加工顺序”(下面将此文件简称为D0)。已知的加工顺序包括曲轴全套加工的25道工序(参见D0，第8和9页)。本发明并不是对于说明的所有工序都感兴趣。在这里感兴趣的工序是04、05、06、09、10、11、12、13、14和22a。工序04至06可以概括表述为“通过用规定的切削刃切削加工成形”。作为工序09和10淬火和消除应力的替代，规定工序22a精整；亦即硬化轴承座未经淬火的表面。之后，在任何情况下均按照工序13和14实施主轴承和连杆轴承轴承座的精磨。 

例如在DE212950和AT286067中还重复建议了曲轴轴承座的旋转铣削。其中绕一个与要加工的轴承座轴线垂直的轴线旋转的指形铣刀，有切向进给地在旋转工件上通过。近来又重提这些建议，尤其为了避免在磨削的同时产生的磨尘。 

例如WO97/32680A1(下面将此文件简称为D1)建议了一种不经湿磨也可行的曲轴轴承座加工方法，其中，曲轴借助一个将曲轴夹紧并可被驱动绕其与机床C轴重合的纵轴线旋转地支承在其中的承接装置，每分钟旋转约20至100转，以及用铣刀加工，铣刀可以在刀具轴内绕其平行于机床X轴的A轴旋转，可沿其X轴朝工件方向切深进给以及可垂直于其X轴(沿机床Y轴；与工件成切向)移动。在这里相应的加工分成两个阶段。 

在说明了这些后，为了考虑刀具的不同负荷和加工过程要达到的质量，应当将切向进给速度控制为，在初加工阶段(粗加工)铣刀的圆周切削刃有最佳的切削条件，以及在轴承座最后加工(磨光)期间可以包括整个轴承座(参见D1，第11页，第11至25行)。通过旋转铣刀比较高的转速，可以达到在高速切削时要求的高切削速度，而尽管如此曲轴仍以普通的约达100min-1的转速旋转，这也在用于获得高质量工件的磨削时使用。由于切削速度高，工件负荷小和可以达到非常好的空间几何尺寸。对于与轴承座的轮廓匹配的刀具，旋转铣刀的切向进给可以在一个加工过程中实现加工轴承座的整个宽度。轴承座这些传统的初加工和磨削加工步骤，可以在一台机床内和通过一次夹紧曲轴综合为一个加工步骤，并由此达到一种非常合理化的安排。在铣刀上设三个用传统种类的刀具材料制成的、分别有一个端侧和一个圆周侧刀刃的刀片。刀片的几何形状，在过渡半径、方形肩等方面，与要加工的轴承座的几何形状相匹配(参见D1，第6页第33行至第7页第5行)。 

鉴于曲轴的连杆高度，已知的旋转铣刀必须延伸得非常长(悬臂长度)，以便能从事轴承座的加工(参见D1，第8页，第18至20行)。 

总之，在D1中建议了一种方法和一种设备，在加工曲轴的轴承座时它们通过使用高速旋转铣刀，应能达到短的周期时间和非常高的质量，从而可能完全取消磨削的加工步骤(参见D1，第15页，第22至27行)。只是在可以锻造或铸造的汽车曲轴与例如船用发动机的大而重的曲轴之间加以区别(参见D1，第1页第1和2段，第2页第2段，以及第3页第1段)。没有明确的问题是，所提及的曲轴是否淬火或经受其他某种方式硬化轴承座表面。然而专业人员知道，在加工轿车曲轴与船用发动机曲轴之间存在巨大的技术差异。因此人们可以怀疑，D1的教导是否能无限制地转用于所有类型的曲轴，专业人员不必在这方面再积极地进行创造性思考劳动。 

粗略地估计，占轿车曲轴产量的约25％是不淬火的。在生产的所有轿车曲轴的约50％中，对轴承座进行淬火硬化处理。生产的轿车曲轴中将近25％在轴承座与曲柄臂之间还有淬火的过渡区或淬火的凹槽。