节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及曲轴加工技术领域。目的在于提供节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺。所采用的技术方案是：(1)锻造曲轴胚体；(2)对曲轴胚体进行精、粗车加工；(3)通过砂轮对曲轴进行打磨；(4)对曲轴校直；(5)通过淬火装置对曲轴的连杆轴颈进行热处理；本发明专利技术十分便于掌握且能够避免对曲轴造成损伤。

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.

【技术实现步骤摘要】
节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺
本专利技术涉及曲轴加工
,具体涉及节油型汽车发动机的节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺。
技术介绍
曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下运动变成循环运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，包括:主轴颈，连杆颈等。对于汽车而言，其曲轴的精度直接关系到燃油的转化效率，是其实现节油的关键技术。曲轴的加工过程主要包括：毛胚锻造、曲轴的机械加工、曲轴校直、曲轴热处理等。现有技术中对曲轴的校直方法主要包括：冷压校直、表面敲击校直、火焰校直。冷压校直由于曲柄分别在不同的平面上，而且沿长度方向曲轴的刚度不同，因此最大的压校变形不一定发生在所加压力的作用方向上，而往往发生在危险端面的轴颈圆角处，从而造成应力集中，使曲轴的疲劳强度降低。表面敲击校直是通过手锤、气锤、錾子、扁铲等工具对曲轴表面进行敲击的方式进行校直，但对工作人员操作熟练度要求较高，同时，在敲击的过程中容易对曲轴表面造成损伤，常常出现裂痕。现有技术中对曲轴的热处理过程中需要对曲轴进行淬火处理，通常是在将工件加热到一定温度后，将工件整体浸没在盛装冷却液的池内，但这种方式一方面占用了较大的面积，增加了土地成本。另外工件由于温度较高，塑性较高，在转移的过程中也具有一定的安全隐患和工件受损的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供节油型汽车发动机的节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺，十分便于掌握且能够避免对曲轴造成损伤。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：节油型汽车发动机的节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺，包括以下步骤：(1)、锻造曲轴胚体；(2)、对曲轴胚体进行精、粗车加工；(3)、通过砂轮对曲轴进行打磨；(4)、对曲轴校直，包括以下步骤：A、把需要校直的曲轴两端放置在支架上使曲轴能够进行旋转，且保持曲轴的前端轴和后端轴处于水平；B、一边转动曲轴，一边用百分表测量各主轴颈的径向跳动量；记录数据，并特殊标记变形量最大的位置；接着将变形量最大的位置调整至凸出方向朝上的状态；C、在变形量最大的位置套设电磁加热线圈并设置护罩，护罩具有防火、保温和磁屏蔽的特性；护罩以正好罩住变形区域为宜；护罩内表面设置冷却水喷头，冷却水喷头与冷却供水管连通；D、利用电磁加热线圈对曲轴变形量最大的位置进行加热，根据主轴颈径向跳动量的大小选择加热至750～850℃，保温6～8分钟，保温结束后立即通过冷却水喷头快速喷水进行冷却；E、重复步骤B、C、D,直到各主轴颈的径向跳动量均达到允许值以下；F、接着将曲轴整体加热至200～250℃，保温1～1.5小时，再缓冷至常温，校直工作结束。(5)、通过淬火装置对曲轴的连杆轴颈进行热处理，在淬火的过程中将连杆轴颈加热至820～850℃，保温30～40秒后喷水冷却；所述淬火装置包括夹持机构、热处理机构；所述夹持机构包括竖向的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆设置有导轨，所述导轨沿第一支撑杆的长度方向延伸，所述导轨上设置有滑块，所述滑块由线性电机驱动；所述滑块通过第一连杆与夹持件连接；所述第二支撑杆上设置有转动件，所述转动件由步进电机驱动；热处理机构包括位于夹持件下方的感应线圈和冷却桶，所述冷却桶由圆柱形的上段和倒锥形的下段构成；所述感应线圈位于冷却桶正上方且通过第二连杆与转动件固接；所述感应线圈由中频电源供电；所述冷却桶顶部的中心设置伸入口，冷却桶上段的内侧壁上均匀设置多排喷淋头，所述喷淋头朝向冷却桶的中心并通过进水管与储水箱连通，所述储水箱内部设置有制冷器；所述冷却桶下段的侧壁上设置回水口，所述回水口通过回水管与储水箱连通；所述进水管和回水管上均设置有水泵，所述回水管上还设置有过滤器；所述冷却桶的顶部设置多个绕伸入口均匀分布的排气扇，所述排气扇的进风端朝向伸入口；所述冷却桶的底部设置排渣口，所述排渣口处设置排渣阀门；所述储水箱设置有与自来水管网连通的补水管，所述补水管处设置补水阀门，所述补水阀门为浮球阀。优选的，在步骤D中，当跳动量在0.2～0.25mm之间时，加热至830～850℃，保温8分钟；当跳动量在0.15～0.20mm之间时，加热至780～830℃，保温7分钟；当跳动量小于0.15mm时，加热至750～780℃，保温6分钟。优选的，所述步骤F中，将曲轴在高温烘房内整体加热至230℃，缓冷为关闭烘房后曲轴随烘房自然降温。本专利技术的有益效果集中体现在：1、在对曲轴的连杆轴颈进行热处理的过程中，将曲轴的一端竖向固定在夹持件上，通过夹持件夹紧；感应线圈通电后，对曲轴的连杆轴颈进行加热，加热完成后利用线性电机驱动滑块下移，从而带动曲轴可从伸入口处伸入冷却桶内，利用喷淋头喷水对曲轴进行快速冷却。在冷却的过程中，产生的大量的高温蒸汽由排气扇快速的抽出，加快了降温的速率，极大的提高了淬火的效果。淬火过程中剩余的冷却水又可通过回水管抽回储水箱内，实现循环利用。本专利技术与现有技术相比，减小了设备的体积，提高了淬火的效果。2、在校直的过程中，采用电磁加热线圈对主轴颈进行加热，使变形量最大的主轴颈具有塑性，使得其内应力得到完全的释放，在校直完成后无反弹；通过冷却水喷头射出的冷却水对曲轴进行淬火，保证了曲轴的高硬度和耐磨性能。同时，和传统的表面敲击校直和冷压校直相比，避免了对曲轴造成损伤，保证了曲轴的精度。3、在校直的过程中，通过对温度和时间的控制就能实现对校直度的精准控制，且操作步骤和设备都较为简单，便于掌握和推广。4、在校直的过程中，护罩的设置一方面可以实现隔离保护，另一方面具有的保温作用也可以提高电磁加热线圈的加热效果。5、在校直的过程中，优选通过向护罩内充入氮气，有效的阻隔了空气，避免了曲轴在高温下与空气直接接触发生氧化，有效的保持了曲轴自身的理化特性。附图说明图1为淬火装置的结构示意图；图2为冷却桶的俯视图。具体实施方式下面将通过实施例的方式对本专利技术进行进一步的阐述。所生产的曲轴为三根六缸发动机的曲轴，分别作为实施例一、二和三，曲轴的7个主轴颈编号依次为a、b、c、d、e、f和g。实施例一、二和三采用的淬火装置包括夹持机构、热处理机构；如图1和2所示，所述夹持机构包括竖向的第一支撑杆5和第二支撑杆15，所述第一支撑杆5设置有导轨17，所述导轨17沿第一支撑杆5的长度方向延伸，所述导轨17上设置有滑块9，所述滑块9由线性电机驱动可沿导轨17上下滑动；所述滑块9通过第一连杆与夹持件7连接，所述的夹持件7用于夹持曲轴，常用的夹持件7可以是由两块夹板构成，夹板在气缸驱动下夹紧曲轴。当然，所述夹持件7也可以是其他起到相同作用的结构，此处不再一一赘述。所述第二支撑杆15上设置有转动件10，所述转动件10由步进电机驱动，转动件10可以是由步进电机驱动的转动盘，转动杆等。在感应线圈6加热完成后，通过转动件10转动，带动感应线圈6从夹持件7和冷却桶3之间移开，当然，在移动感应线圈6的位置时，需要先通过曲轴的升降，使曲轴从感应线圈6内退出。热处理机构包括位于夹持件7下方的感应线圈6和冷却桶3，所述冷却桶3由圆柱形的上段和倒锥形的下段构成；所述感应线圈6位于冷却桶3正上方且通过第二连杆与转动件10固接；所述感应线圈6由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)、锻造曲轴胚体；(2)、对曲轴胚体进行精、粗车加工；(3)、通过砂轮对曲轴进行打磨；(4)、对曲轴校直，包括以下步骤：A、把需要校直的曲轴两端放置在支架上使曲轴能够进行旋转，且保持曲轴的前端轴和后端轴处于水平；B、一边转动曲轴，一边用百分表测量各主轴颈的径向跳动量；记录数据，并特殊标记变形量最大的位置；接着将变形量最大的位置调整至凸出方向朝上的状态；C、在变形量最大的位置套设电磁加热线圈并设置护罩，护罩具有防火、保温和磁屏蔽的特性；护罩以正好罩住变形区域为宜；护罩内表面设置冷却水喷头，冷却水喷头与冷却供水管连通；D、利用电磁加热线圈对曲轴变形量最大的位置进行加热，根据主轴颈径向跳动量的大小选择加热至750～850℃，保温6～8分钟，保温结束后立即通过冷却水喷头快速喷水进行冷却；E、重复步骤B、C、D,直到各主轴颈的径向跳动量均达到允许值以下；F、接着将曲轴整体加热至200～250℃，保温1～1.5小时，再缓冷至常温，校直工作结束。(5)、通过淬火装置对曲轴的连杆轴颈进行热处理，在淬火的过程中将连杆轴颈加热至820～850℃，保温30～40秒后喷水冷却；所述淬火装置包括夹持机构、热处理机构；所述夹持机构包括竖向的第一支撑杆(5)和第二支撑杆(15)，所述第一支撑杆(5)设置有导轨(17)，所述导轨(17)沿第一支撑杆(5)的长度方向延伸，所述导轨(17)上设置有滑块(9)，所述滑块(9)由线性电机驱动；所述滑块(9)通过第一连杆与夹持件(7)连接；所述第二支撑杆(15)上设置有转动件(10)，所述转动件(10)由步进电机驱动；热处理机构包括位于夹持件(7)下方的感应线圈(6)和冷却桶(3)，所述冷却桶(3)由圆柱形的上段和倒锥形的下段构成；所述感应线圈(6)位于冷却桶(3)正上方且通过第二连杆与转动件(10)固接；所述感应线圈(6)由中频电源供电；所述冷却桶(3)顶部的中心设置伸入口，冷却桶(3)上段的内侧壁上均匀设置多排喷淋头(4)，所述喷淋头(4)朝向冷却桶(3)的中心并通过进水管(11)与储水箱(13)连通，所述储水箱(13)内部设置有制冷器(18)；所述冷却桶(3)下段的侧壁上设置回水口，所述回水口通过回水管(1)与储水箱(13)连通；所述进水管(11)和回水管(1)上均设置有水泵，所述回水管(1)上还设置有过滤器(14)；所述冷却桶(3)的顶部设置多个绕伸入口均匀分布的排气扇(16)，所述排气扇(16)的进风端朝向伸入口；所述冷却桶(3)的底部设置排渣口(2)，所述排渣口(2)处设置排渣阀门；所述储水箱(13)设置有与自来水管网连通的补水管(12)，所述补水管(12)处设置补水阀门，所述补水阀门为浮球阀。...

【技术特征摘要】
1.节油型汽车发动机的高精度高硬度低成本曲轴加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)、锻造曲轴胚体；(2)、对曲轴胚体进行精、粗车加工；(3)、通过砂轮对曲轴进行打磨；(4)、对曲轴校直，包括以下步骤：A、把需要校直的曲轴两端放置在支架上使曲轴能够进行旋转，且保持曲轴的前端轴和后端轴处于水平；B、一边转动曲轴，一边用百分表测量各主轴颈的径向跳动量；记录数据，并特殊标记变形量最大的位置；接着将变形量最大的位置调整至凸出方向朝上的状态；C、在变形量最大的位置套设电磁加热线圈并设置护罩，护罩具有防火、保温和磁屏蔽的特性；护罩以正好罩住变形区域为宜；护罩内表面设置冷却水喷头，冷却水喷头与冷却供水管连通；D、利用电磁加热线圈对曲轴变形量最大的位置进行加热，根据主轴颈径向跳动量的大小选择加热至750～850℃，保温6～8分钟，保温结束后立即通过冷却水喷头快速喷水进行冷却；E、重复步骤B、C、D,直到各主轴颈的径向跳动量均达到允许值以下；F、接着将曲轴整体加热至200～250℃，保温1～1.5小时，再缓冷至常温，校直工作结束。(5)、通过淬火装置对曲轴的连杆轴颈进行热处理，在淬火的过程中将连杆轴颈加热至820～850℃，保温30～40秒后喷水冷却；所述淬火装置包括夹持机构、热处理机构；所述夹持机构包括竖向的第一支撑杆(5)和第二支撑杆(15)，所述第一支撑杆(5)设置有导轨(17)，所述导轨(17)沿第一支撑杆(5)的长度方向延伸，所述导轨(17)上设置有滑块(9)，所述滑块(9)由线性电机驱动；所述滑块(9)通过第一连杆与夹持件(7)连接；所述第二支撑杆(15)上设置有转动件(10)，所述转动件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，郭兵，沈楠，
申请(专利权)人：四川省宜宾普什汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51