[发明专利]曲轴淬火强化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲轴淬火强化方法。

背景技术

曲轴是一种对强度要求比较高的零件，尤其是发动机的曲轴，由于要承受来自活塞、连杆从气缸内的传过来的高爆压力，对强度的要求非常高。在结构尺寸不变的情况下，为了能够满足这种要求，在生产中一般会在的精磨工序之前对曲轴上受力最为恶劣的部位进行淬火强化处理，这样一来就可以保证曲轴的高强度。

由力学原理可知，曲轴上受力最为恶劣的部位是主轴颈和台肩面的交汇处。一般会采用大圆角淬火的方式来进行强化(即在上游工序所形成的工艺圆角的基础上对交汇处进行淬火强化的方式)，然后再精磨曲轴的主轴颈。精磨时，由于曲轴的外形结构会使得砂轮三面受力，受力非常大，并且淬火后轴颈表面硬度很高，极大地降低了磨削效率，所以精磨工序非常费时，不利于提高生产率和降低生产成本。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种可以显著提高生产率和降低生产成本的曲轴淬火强化方法。

为实现上述目的，本发明公开如下技术方案：

一种曲轴淬火强化方法，包括如下步骤：1)底切小圆角步骤：在曲轴主轴颈和曲轴台肩面的交汇处切出斜下凹的圆角；2)淬火步骤：对所述交汇处及曲轴台肩进行淬火；

进一步地，所述圆角的半径处于1.39～1.41mm之间。

进一步地，所述圆角切入曲轴台肩面所形成部分的宽度不超过2.38mm。

进一步地，所述圆角切入曲轴台肩面所形成部分的深度处于0.38～0.4mm之间。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、底切小圆角的方法可以去除上游工序中残留的工艺圆角，给后面的精磨步骤提供方便，使得曲轴精磨的生产效率大幅提高达5倍以上；

2、小圆角的半径处于1.39～1.41mm之间、小圆角切入曲轴台肩面所形成部分的宽度不超过2.38mm并且小圆角切入曲轴台肩面所形成部分的深度处于0.38～0.4mm之间，精磨工序只对轴颈进行磨削，小圆角位置和台肩面无须磨削，有效地提高了磨削效率，同时由于砂轮的受力情况好，磨削精度也可以有效地提高；

3、利用淬火步骤可以强化曲轴的主轴颈和曲轴台肩面以及二者的交汇处，相比于传统的滚压强化工艺，淬火后的曲轴能够大幅提高疲劳强度达80％。

附图说明

图1是现有的大圆角淬火工艺图；

图2是本发明的工艺图；

图3是本发明的方法流程图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-主轴颈，2-台肩面，3-小圆角。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，曲轴的主轴颈和两侧的台肩面基本形成一个U型槽，槽底拐角的两个交汇处留有上游工序中加工时留下的工艺圆角。用现有的大圆角淬火强化工艺时，台肩面需要的淬火厚度至少为2.01mm，淬火深度至少为8mm。由于两个交汇处的工艺圆角在精磨时需要去除，而淬火后的材料又比较硬，所以会影响到精磨的效率。

图3是本发明所公开的一种曲轴淬火强化方法，包括如下步骤：

1)底切小圆角步骤：在曲轴主轴颈1和曲轴台肩面2的交汇处切出斜下凹的小圆角3，既改善交汇处的应力分布，又能减少精磨时的加工余量；

2)淬火步骤：对所述交汇处及曲轴台肩面2淬火，提高曲轴疲劳强度；

3)精磨步骤：磨削曲轴的主轴颈1。

如图2所示，步骤1)中，小圆角3的半径处于1.39～1.41mm之间，比现有的淬火强化工艺中的大圆角要小，其切入台肩面2所形成部分的宽度不超过2.38mm，切入台肩面2所形成部分的深度处于0.38～0.4mm之间。步骤3)中，精磨的对象是主轴颈1，该精磨步骤前道工序中的表面粗糙度要求为不超过1.6μm。图中用虚线围起来的区域是需要淬火的区域。为了便于安排切削进给，还可以灵活安排小圆角3轻微地切入主轴颈1内。

由于小圆角3的半径大约为1.4mm，比起普通的滚压强化工艺中常用的2mm或更大的圆角半径要小，所以朝着台肩面2斜下切出来的小圆角3对交汇处的受力强度造成的不利影响很小，并且其圆弧面对应力的分布也能起到很好的平滑过渡作用。同时，1.4mm的半径也有利于选用加工刀具，如果该半径过小，则不容易找到合适的刀具，反而可能会提高生产成本。淬火后，小圆角3周围的区域疲劳强度大大提高。

以上公开的仅为本发明较优的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。