[發(fā)明專利]用于精加工工件的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280044642.0
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN103796789A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 利奧·施瑞博爾;馬蒂亞斯·韋博
• 申請（專利權(quán)）人: 美艾格工業(yè)自動化系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: B23P13/00
• 分類號: B23P13/00;B23P23/04;B23Q39/02;B23B5/18;B23C3/06;B23H9/00;B24B5/42;B23K26/00;B23H3/00;B23D37/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于機械加工旋轉(zhuǎn)對稱的和非旋轉(zhuǎn)對稱的部件，尤其是曲柄軸以及將曲柄軸的（曲柄銷軸承以及軸頸軸承的）尤其是軸承表面批量生產(chǎn)至可用條件的方法和裝置，因此該條件是曲柄軸可以安裝在發(fā)動機中而不需要在軸承表面處移除額外的材料。

因此軸承表面是包封表面，因而軸承的寬度，并且還是所謂的橫梁表面，因此表面與（例如）用于軸向支撐的軸承寬度相鄰。

背景技術(shù)

曲柄軸，尤其是用于汽車發(fā)動機的具有多個汽缸的曲柄軸已知是在機械加工期間不穩(wěn)定的工件，因此難于對其進行加工。除了軸向軸承寬度之外，主要通過評估以下參數(shù)來確定精加工的曲柄軸的尺寸配合性：

-與從軸承小齒輪的預(yù)定標稱直徑的最大偏差相等的直徑偏差。

-與從軸承銷的圓形標稱輪廓的宏觀偏差相等的圓度，所述宏觀偏差由外包封圓和內(nèi)包封圓的距離確定；

-與由旋轉(zhuǎn)軸承的離心率引起的旋轉(zhuǎn)工件的徑向尺寸偏差和/或從理想圓形的軸承的形狀偏差相等的離心率；

-用平均個體粗糙度（mean?individual?roughness）Rz表示的粗糙度=表示軸承表面的微觀粗糙度的計算值；

-支撐部分=與接觸的相對表面接觸的在微觀上看到的表面結(jié)構(gòu)的支撐表面部分，

以及另外地用于曲柄銷軸承：

-沖程偏差=實際沖程（曲柄銷的實際中心距離曲柄軸頸的實際中心的距離）從標稱沖程的尺寸偏差以及

-角度偏差=曲柄銷的實際角位置從其相對于軸頸中心線的標稱角位置以及相對于剩余曲柄銷的角位置的偏差，所述剩余曲柄銷的角位置在角度上被指定或者被指定為相對于沖程在周向方向上提供的縱向尺寸。

因此，保持這些參數(shù)的所需公差通過可用的機械加工方法并且還通過工件和切削力的不穩(wěn)定性來限制。同樣地，所述方法的有效性和經(jīng)濟因素在實際應(yīng)用中，尤其在其中循環(huán)時間以及因此生產(chǎn)成本是十分重要的批量生產(chǎn)中是十分重要的，同時單個件或技術(shù)原型不會遭受這些限制。

典型地，從因此形成的澆鑄或鍛造的曲柄軸的軸承中移除材料在三個材料移除機械加工步驟中執(zhí)行：

步驟1粗加工

通過界定的邊緣進行碎片移除機械加工。因此，使用如下方法：車削、車削-拉削（turn-broaching）、車削-車削-拉削、內(nèi)部圓銑和外部圓銑、正交銑削（尤其是執(zhí)行為高速銑削）或這些方法的組合。待移除的過量材料處于若干毫米的范圍內(nèi)。

步驟2精加工：

濕磨法，尤其是在工件通過堅硬的、大規(guī)模磨具（例如，研磨盤）的先前硬化之后，所述模具通常隨著其與待機械加工的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)軸平行的旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)；待移除的過量材料處于若干0.1毫米的范圍內(nèi)。

當(dāng)存在較大的過量尺寸時，也在多個步驟中執(zhí)行研磨，例如，在通過預(yù)研磨和精磨的兩個步驟中。

步驟3主表面結(jié)構(gòu)化：

通過典型振蕩的磨具（研磨帶或研磨石）的精加工，所述模具擠壓在旋轉(zhuǎn)軸承的外圓周上；移除的過量材料典型地處于1/100mm的范圍內(nèi)或甚至μm范圍內(nèi)。

因此，基于曲柄軸的材料（鋼鐵或鑄鐵）該過程必須是不同的，其中尤其是，優(yōu)選地用于高負載部件的鋼鐵曲柄軸在第一碎片移除機械加工步驟之后，在軸承的表面處進行硬化。這樣會引起曲柄軸的再次扭曲，這必須通過研磨和精加工來進行補償。硬化鑄鐵曲柄軸目前通常被省略并且可以通過使用具有更大硬度，例如，GGG60或70以及改進的強度值的澆鑄材料完全得到避免。

為了降低曲柄軸機械加工的成本，需要將軸承的機械加工從三個不同的機械加工步驟減少至兩個不同的機械加工步驟。

通過提供足夠的形成精確度，通常鍛造精確度，而省略粗加工步驟，使得隨后僅需要精加工，迄今為止至少在一系列生產(chǎn)中未成功。至少這會產(chǎn)生以下影響：尤其是將通過研磨提供的材料移除必須大于迄今為止已執(zhí)行的研磨過程。

然而，通過濕磨法移除材料的缺點在于：

-由添加的冷卻劑-潤滑劑產(chǎn)生的研磨屑難于進行處理；

-由于包含在冷卻劑-潤滑劑中的石油，例如，在CBN研磨期間存在爆炸的潛在風(fēng)險；

-對于研磨所使用的冷卻劑-潤滑劑的量遠遠大于對于碎片移除機械加工方法所使用的量，因為冷卻劑-潤滑劑另外用于通過需要大量能量的高壓噴灑將研磨粉從研磨盤的表面移除；

-不管所有上述缺點如何，過度加熱工件的風(fēng)險非常高。

因此，過去嘗試將復(fù)雜度減到最小，因此將投資量以及機械加工時間減到最小，并且對于部分硬化的工件是類似的，因此尤其是將硬化之后的機械加工減到最小。