節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝制造技術

本發明專利技術涉及曲軸加工技術領域。目的在于提供節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝。所采用的技術方案是：(1)鍛造曲軸胚體；(2)對曲軸胚體進行精、粗車加工；(3)通過砂輪對曲軸進行打磨；(4)對曲軸校直；(5)通過淬火裝置對曲軸的連桿軸頸進行熱處理；本發明專利技術十分便于掌握且能夠避免對曲軸造成損傷。

High precision, high hardness and low cost crankshaft processing technology for fuel saving automotive engines

The invention relates to the field of crankshaft machining technology. The aim is to provide a high precision, high hardness and low cost crankshaft processing technology for fuel saving automotive engines. The adopted technical schemes are: (1) forging the crankshaft embryo; (2) finishing and roughing the crankshaft embryo; (3) grinding the crankshaft by grinding wheel; (4) straightening the crankshaft; (5) heat treatment of the crankshaft connecting rod journal by quenching device; and the invention is very easy to master and can avoid damage to the crankshaft.

【技術實現步驟摘要】
節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝
本專利技術涉及曲軸加工
,具體涉及節油型汽車發動機的節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝。
技術介紹
曲軸是引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下運動變成循環運動。是發動機上的一個重要的機件，其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，包括:主軸頸，連桿頸等。對于汽車而言，其曲軸的精度直接關系到燃油的轉化效率，是其實現節油的關鍵技術。曲軸的加工過程主要包括：毛胚鍛造、曲軸的機械加工、曲軸校直、曲軸熱處理等。現有技術中對曲軸的校直方法主要包括：冷壓校直、表面敲擊校直、火焰校直。冷壓校直由于曲柄分別在不同的平面上，而且沿長度方向曲軸的剛度不同，因此最大的壓校變形不一定發生在所加壓力的作用方向上，而往往發生在危險端面的軸頸圓角處，從而造成應力集中，使曲軸的疲勞強度降低。表面敲擊校直是通過手錘、氣錘、鏨子、扁鏟等工具對曲軸表面進行敲擊的方式進行校直，但對工作人員操作熟練度要求較高，同時，在敲擊的過程中容易對曲軸表面造成損傷，常常出現裂痕。現有技術中對曲軸的熱處理過程中需要對曲軸進行淬火處理，通常是在將工件加熱到一定溫度后，將工件整體浸沒在盛裝冷卻液的池內，但這種方式一方面占用了較大的面積，增加了土地成本。另外工件由于溫度較高，塑性較高，在轉移的過程中也具有一定的安全隱患和工件受損的風險。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供節油型汽車發動機的節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝，十分便于掌握且能夠避免對曲軸造成損傷。為實現上述專利技術目的，本專利技術所采用的技術方案是：節油型汽車發動機的節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝，包括以下步驟：(1)、鍛造曲軸胚體；(2)、對曲軸胚體進行精、粗車加工；(3)、通過砂輪對曲軸進行打磨；(4)、對曲軸校直，包括以下步驟：A、把需要校直的曲軸兩端放置在支架上使曲軸能夠進行旋轉，且保持曲軸的前端軸和后端軸處于水平；B、一邊轉動曲軸，一邊用百分表測量各主軸頸的徑向跳動量；記錄數據，并特殊標記變形量最大的位置；接著將變形量最大的位置調整至凸出方向朝上的狀態；C、在變形量最大的位置套設電磁加熱線圈并設置護罩，護罩具有防火、保溫和磁屏蔽的特性；護罩以正好罩住變形區域為宜；護罩內表面設置冷卻水噴頭，冷卻水噴頭與冷卻供水管連通；D、利用電磁加熱線圈對曲軸變形量最大的位置進行加熱，根據主軸頸徑向跳動量的大小選擇加熱至750～850℃，保溫6～8分鐘，保溫結束后立即通過冷卻水噴頭快速噴水進行冷卻；E、重復步驟B、C、D,直到各主軸頸的徑向跳動量均達到允許值以下；F、接著將曲軸整體加熱至200～250℃，保溫1～1.5小時，再緩冷至常溫，校直工作結束。(5)、通過淬火裝置對曲軸的連桿軸頸進行熱處理，在淬火的過程中將連桿軸頸加熱至820～850℃，保溫30～40秒后噴水冷卻；所述淬火裝置包括夾持機構、熱處理機構；所述夾持機構包括豎向的第一支撐桿和第二支撐桿，所述第一支撐桿設置有導軌，所述導軌沿第一支撐桿的長度方向延伸，所述導軌上設置有滑塊，所述滑塊由線性電機驅動；所述滑塊通過第一連桿與夾持件連接；所述第二支撐桿上設置有轉動件，所述轉動件由步進電機驅動；熱處理機構包括位于夾持件下方的感應線圈和冷卻桶，所述冷卻桶由圓柱形的上段和倒錐形的下段構成；所述感應線圈位于冷卻桶正上方且通過第二連桿與轉動件固接；所述感應線圈由中頻電源供電；所述冷卻桶頂部的中心設置伸入口，冷卻桶上段的內側壁上均勻設置多排噴淋頭，所述噴淋頭朝向冷卻桶的中心并通過進水管與儲水箱連通，所述儲水箱內部設置有制冷器；所述冷卻桶下段的側壁上設置回水口，所述回水口通過回水管與儲水箱連通；所述進水管和回水管上均設置有水泵，所述回水管上還設置有過濾器；所述冷卻桶的頂部設置多個繞伸入口均勻分布的排氣扇，所述排氣扇的進風端朝向伸入口；所述冷卻桶的底部設置排渣口，所述排渣口處設置排渣閥門；所述儲水箱設置有與自來水管網連通的補水管，所述補水管處設置補水閥門，所述補水閥門為浮球閥。優選的，在步驟D中，當跳動量在0.2～0.25mm之間時，加熱至830～850℃，保溫8分鐘；當跳動量在0.15～0.20mm之間時，加熱至780～830℃，保溫7分鐘；當跳動量小于0.15mm時，加熱至750～780℃，保溫6分鐘。優選的，所述步驟F中，將曲軸在高溫烘房內整體加熱至230℃，緩冷為關閉烘房后曲軸隨烘房自然降溫。本專利技術的有益效果集中體現在：1、在對曲軸的連桿軸頸進行熱處理的過程中，將曲軸的一端豎向固定在夾持件上，通過夾持件夾緊；感應線圈通電后，對曲軸的連桿軸頸進行加熱，加熱完成后利用線性電機驅動滑塊下移，從而帶動曲軸可從伸入口處伸入冷卻桶內，利用噴淋頭噴水對曲軸進行快速冷卻。在冷卻的過程中，產生的大量的高溫蒸汽由排氣扇快速的抽出，加快了降溫的速率，極大的提高了淬火的效果。淬火過程中剩余的冷卻水又可通過回水管抽回儲水箱內，實現循環利用。本專利技術與現有技術相比，減小了設備的體積，提高了淬火的效果。2、在校直的過程中，采用電磁加熱線圈對主軸頸進行加熱，使變形量最大的主軸頸具有塑性，使得其內應力得到完全的釋放，在校直完成后無反彈；通過冷卻水噴頭射出的冷卻水對曲軸進行淬火，保證了曲軸的高硬度和耐磨性能。同時，和傳統的表面敲擊校直和冷壓校直相比，避免了對曲軸造成損傷，保證了曲軸的精度。3、在校直的過程中，通過對溫度和時間的控制就能實現對校直度的精準控制，且操作步驟和設備都較為簡單，便于掌握和推廣。4、在校直的過程中，護罩的設置一方面可以實現隔離保護，另一方面具有的保溫作用也可以提高電磁加熱線圈的加熱效果。5、在校直的過程中，優選通過向護罩內充入氮氣，有效的阻隔了空氣，避免了曲軸在高溫下與空氣直接接觸發生氧化，有效的保持了曲軸自身的理化特性。附圖說明圖1為淬火裝置的結構示意圖；圖2為冷卻桶的俯視圖。具體實施方式下面將通過實施例的方式對本專利技術進行進一步的闡述。所生產的曲軸為三根六缸發動機的曲軸，分別作為實施例一、二和三，曲軸的7個主軸頸編號依次為a、b、c、d、e、f和g。實施例一、二和三采用的淬火裝置包括夾持機構、熱處理機構；如圖1和2所示，所述夾持機構包括豎向的第一支撐桿5和第二支撐桿15，所述第一支撐桿5設置有導軌17，所述導軌17沿第一支撐桿5的長度方向延伸，所述導軌17上設置有滑塊9，所述滑塊9由線性電機驅動可沿導軌17上下滑動；所述滑塊9通過第一連桿與夾持件7連接，所述的夾持件7用于夾持曲軸，常用的夾持件7可以是由兩塊夾板構成，夾板在氣缸驅動下夾緊曲軸。當然，所述夾持件7也可以是其他起到相同作用的結構，此處不再一一贅述。所述第二支撐桿15上設置有轉動件10，所述轉動件10由步進電機驅動，轉動件10可以是由步進電機驅動的轉動盤，轉動桿等。在感應線圈6加熱完成后，通過轉動件10轉動，帶動感應線圈6從夾持件7和冷卻桶3之間移開，當然，在移動感應線圈6的位置時，需要先通過曲軸的升降，使曲軸從感應線圈6內退出。熱處理機構包括位于夾持件7下方的感應線圈6和冷卻桶3，所述冷卻桶3由圓柱形的上段和倒錐形的下段構成；所述感應線圈6位于冷卻桶3正上方且通過第二連桿與轉動件10固接；所述感應線圈6由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝，其特征在于：包括以下步驟：(1)、鍛造曲軸胚體；(2)、對曲軸胚體進行精、粗車加工；(3)、通過砂輪對曲軸進行打磨；(4)、對曲軸校直，包括以下步驟：A、把需要校直的曲軸兩端放置在支架上使曲軸能夠進行旋轉，且保持曲軸的前端軸和后端軸處于水平；B、一邊轉動曲軸，一邊用百分表測量各主軸頸的徑向跳動量；記錄數據，并特殊標記變形量最大的位置；接著將變形量最大的位置調整至凸出方向朝上的狀態；C、在變形量最大的位置套設電磁加熱線圈并設置護罩，護罩具有防火、保溫和磁屏蔽的特性；護罩以正好罩住變形區域為宜；護罩內表面設置冷卻水噴頭，冷卻水噴頭與冷卻供水管連通；D、利用電磁加熱線圈對曲軸變形量最大的位置進行加熱，根據主軸頸徑向跳動量的大小選擇加熱至750～850℃，保溫6～8分鐘，保溫結束后立即通過冷卻水噴頭快速噴水進行冷卻；E、重復步驟B、C、D,直到各主軸頸的徑向跳動量均達到允許值以下；F、接著將曲軸整體加熱至200～250℃，保溫1～1.5小時，再緩冷至常溫，校直工作結束。(5)、通過淬火裝置對曲軸的連桿軸頸進行熱處理，在淬火的過程中將連桿軸頸加熱至820～850℃，保溫30～40秒后噴水冷卻；所述淬火裝置包括夾持機構、熱處理機構；所述夾持機構包括豎向的第一支撐桿(5)和第二支撐桿(15)，所述第一支撐桿(5)設置有導軌(17)，所述導軌(17)沿第一支撐桿(5)的長度方向延伸，所述導軌(17)上設置有滑塊(9)，所述滑塊(9)由線性電機驅動；所述滑塊(9)通過第一連桿與夾持件(7)連接；所述第二支撐桿(15)上設置有轉動件(10)，所述轉動件(10)由步進電機驅動；熱處理機構包括位于夾持件(7)下方的感應線圈(6)和冷卻桶(3)，所述冷卻桶(3)由圓柱形的上段和倒錐形的下段構成；所述感應線圈(6)位于冷卻桶(3)正上方且通過第二連桿與轉動件(10)固接；所述感應線圈(6)由中頻電源供電；所述冷卻桶(3)頂部的中心設置伸入口，冷卻桶(3)上段的內側壁上均勻設置多排噴淋頭(4)，所述噴淋頭(4)朝向冷卻桶(3)的中心并通過進水管(11)與儲水箱(13)連通，所述儲水箱(13)內部設置有制冷器(18)；所述冷卻桶(3)下段的側壁上設置回水口，所述回水口通過回水管(1)與儲水箱(13)連通；所述進水管(11)和回水管(1)上均設置有水泵，所述回水管(1)上還設置有過濾器(14)；所述冷卻桶(3)的頂部設置多個繞伸入口均勻分布的排氣扇(16)，所述排氣扇(16)的進風端朝向伸入口；所述冷卻桶(3)的底部設置排渣口(2)，所述排渣口(2)處設置排渣閥門；所述儲水箱(13)設置有與自來水管網連通的補水管(12)，所述補水管(12)處設置補水閥門，所述補水閥門為浮球閥。...

【技術特征摘要】
1.節油型汽車發動機的高精度高硬度低成本曲軸加工工藝，其特征在于：包括以下步驟：(1)、鍛造曲軸胚體；(2)、對曲軸胚體進行精、粗車加工；(3)、通過砂輪對曲軸進行打磨；(4)、對曲軸校直，包括以下步驟：A、把需要校直的曲軸兩端放置在支架上使曲軸能夠進行旋轉，且保持曲軸的前端軸和后端軸處于水平；B、一邊轉動曲軸，一邊用百分表測量各主軸頸的徑向跳動量；記錄數據，并特殊標記變形量最大的位置；接著將變形量最大的位置調整至凸出方向朝上的狀態；C、在變形量最大的位置套設電磁加熱線圈并設置護罩，護罩具有防火、保溫和磁屏蔽的特性；護罩以正好罩住變形區域為宜；護罩內表面設置冷卻水噴頭，冷卻水噴頭與冷卻供水管連通；D、利用電磁加熱線圈對曲軸變形量最大的位置進行加熱，根據主軸頸徑向跳動量的大小選擇加熱至750～850℃，保溫6～8分鐘，保溫結束后立即通過冷卻水噴頭快速噴水進行冷卻；E、重復步驟B、C、D,直到各主軸頸的徑向跳動量均達到允許值以下；F、接著將曲軸整體加熱至200～250℃，保溫1～1.5小時，再緩冷至常溫，校直工作結束。(5)、通過淬火裝置對曲軸的連桿軸頸進行熱處理，在淬火的過程中將連桿軸頸加熱至820～850℃，保溫30～40秒后噴水冷卻；所述淬火裝置包括夾持機構、熱處理機構；所述夾持機構包括豎向的第一支撐桿(5)和第二支撐桿(15)，所述第一支撐桿(5)設置有導軌(17)，所述導軌(17)沿第一支撐桿(5)的長度方向延伸，所述導軌(17)上設置有滑塊(9)，所述滑塊(9)由線性電機驅動；所述滑塊(9)通過第一連桿與夾持件(7)連接；所述第二支撐桿(15)上設置有轉動件(10)，所述轉動件(1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張強，郭兵，沈楠，
申請(專利權)人：四川省宜賓普什汽車零部件有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51