JP2007030115A - Fillet roll machining method for crankshaft for internal combustion engine - Google Patents
Fillet roll machining method for crankshaft for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007030115A JP2007030115A JP2005218961A JP2005218961A JP2007030115A JP 2007030115 A JP2007030115 A JP 2007030115A JP 2005218961 A JP2005218961 A JP 2005218961A JP 2005218961 A JP2005218961 A JP 2005218961A JP 2007030115 A JP2007030115 A JP 2007030115A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crankshaft
- fillet
- diameter
- load
- fillet roll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
【課題】低いロール荷重（押し付け荷重）のもとで、小径ロールによるフィレットロール加工を可能にし、従来成し得なかった幅狭のクランクピン部やジャーナル部に対するフィレットロール加工を実現すると共に、さらなる高疲労強度を有する低コストのクランクシャフトを提供する。
【解決手段】クランクシャフト１のクランクピン部２におけるフィレットアール部２ａにフィレットロール加工を施すに際して、クランクシャフトの素材として降伏比が０．６以下の鋼材を使用すると共に、クランクピン部２の径Ｒ（ｍｍ）と加圧ローラ３の径ｒ（ｍｍ）から算出される（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．１１以上となるような加圧ローラ３を使用し、その時の加工荷重を６００ｋｇｆ以下とする。
【選択図】図１An object of the present invention is to enable fillet roll processing with a small-diameter roll under a low roll load (pressing load), to realize fillet roll processing for a narrow crankpin portion and a journal portion, which could not be achieved conventionally, and further A low-cost crankshaft having high fatigue strength is provided.
When a fillet roll portion 2a in a crankpin portion 2 of a crankshaft 1 is subjected to fillet roll processing, a steel material having a yield ratio of 0.6 or less is used as a material for the crankshaft, and the diameter of the crankpin portion 2 is used. The pressure roller 3 is used such that the value of (1 / R) + (1 / r) calculated from R (mm) and the diameter r (mm) of the pressure roller 3 is 0.11 or more. Is set to 600 kgf or less.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば自動車用エンジンなどの内燃機関に用いられるクランクシャフトにおけるジャーナル部及びクランクピン部のフィレットアール部に圧縮残留応力を付与し、もってジャーナル部及びピン部の疲労強度を向上させることができるフィレットロール加工方法に関するものである。 The present invention applies compressive residual stress to a journal portion and a fillet radius portion of a crankpin portion in a crankshaft used for an internal combustion engine such as an automobile engine, thereby improving the fatigue strength of the journal portion and the pin portion. The present invention relates to a fillet roll processing method.
例えば、自動車に搭載される内燃機関用のクランクシャフトにおいては、ピン部及びジャーナル部のコーナーであるフィレット部には、強度を確保するために丸み（アール）が形成されており、このようなフィレット部に圧縮残留応力を付与して疲労強度を向上させるために、当該フィレットアール部に加圧ローラ（フィレットローラ）を押し付けて局部的な塑性変形を生じさせるフィレットロール加工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 For example, in a crankshaft for an internal combustion engine mounted on an automobile, a fillet portion, which is a corner of a pin portion and a journal portion, is formed with a round shape to ensure strength. In order to impart compressive residual stress to the portion and improve fatigue strength, a fillet roll processing method is known in which a pressure roller (fillet roller) is pressed against the fillet radius portion to cause local plastic deformation ( For example, see Patent Document 1).
このようなフィレットロール加工法は、熱処理などによる各種強化方法と較べて、電気炉や冷却水を必要としないので、省エネルギー、かつ対環境性が良好なものとなるばかりでなく、短時間で加工できることから、クランクシャフトの簡便な疲労強度向上手段として広く適用されている。
ところで、自動車用の内燃機関においては、近年エンジンの高回転、高出力化が求められており、主運動系部品の軽量かつ低フリクション化が必要とされている。特に、内燃機関内の回転部品には、高回転化に対応するために摺動部の低フリクション化が求められている。 By the way, in an internal combustion engine for automobiles, in recent years, there has been a demand for higher rotation and higher output of the engine, and it is necessary to reduce the weight of the main motion system parts and reduce the friction. In particular, a rotating part in an internal combustion engine is required to have low friction at a sliding portion in order to cope with high rotation.
内燃機関において、クランクシャフトは、そのジャーナル部において内燃機関本体側に回転自在に締結される一方、クランクピン部においてコネクティングロッドの大端部が回転自在に締結されるようになっており、機関本体及びコネクティングロッドとの摺動面となるクランクジャーナル部及びクランクピン部の耐フリクション性向上のため、ピン及びジャーナル部の幅を狭くすることが要求されている。 In an internal combustion engine, the crankshaft is rotatably fastened to the internal combustion engine main body at the journal portion, while the large end portion of the connecting rod is rotatably fastened at the crankpin portion. In order to improve the friction resistance of the crank journal portion and the crank pin portion which are sliding surfaces with the connecting rod, it is required to narrow the width of the pin and the journal portion.
このように、幅狭化されたピン及びジャーナル部にフィレットロール加工を適用するには、治具形状などの設計要件から、加圧ロールの小径化が必要となる。しかし、小径ローラを用いた場合、治具自体の剛性が低下することから、従来と同等の加工荷重では治具が変形してしまうという問題がある。 As described above, in order to apply the fillet roll processing to the pin and the journal portion which are narrowed in width, it is necessary to reduce the diameter of the pressure roll from the design requirements such as the jig shape. However, when a small-diameter roller is used, the rigidity of the jig itself is lowered, so that there is a problem that the jig is deformed with a processing load equivalent to that of the conventional one.
また、上記したエンジンの高回転、高出力化に伴い、クランクシャフトへの入力も高くなる傾向にあるため、クランクシャフトの高強度化も要求されている。
クランクシャフトを高強度化するための手段としては、添加する合金元素の増量や、熱処理工程を追加するなどの方法が挙げられるが、材料費や設備費などが嵩むことから、避けられる傾向にある。
In addition, as the engine speed increases and the output increases, the input to the crankshaft tends to increase. Therefore, the crankshaft needs to be strengthened.
As a means for increasing the strength of the crankshaft, there are methods such as increasing the amount of alloy elements to be added and adding a heat treatment step, but they tend to be avoided because of increased material costs and equipment costs. .
一方、フィレットロール加工によって、クランクシャフトの強度向上を図る場合、コストの増加要因は発生しないものの、加工荷重を増加し、当該加工部に付与する残留応力を増加する必要があると考えられており、加工荷重の増加は、クランクシャフトの曲がり発生に繋がり、この曲がりを修正した場合には、付与された残留応力が開放されるために強度が低下してしまうという問題がある。
さらに、加工荷重の増加によって工具寿命低下も考えられ、高負荷加工では設備の運用費増加に繋がる惧れがある。
On the other hand, when improving the strength of the crankshaft by fillet roll processing, although it does not cause an increase in cost, it is considered necessary to increase the processing load and increase the residual stress applied to the processed part. The increase in the machining load leads to the bending of the crankshaft, and when this bending is corrected, there is a problem that the strength is lowered because the applied residual stress is released.
Furthermore, the tool life may be reduced due to an increase in machining load, and there is a possibility that the operation cost of the equipment will increase in high-load machining.
本発明は、従来のフィレットロール加工における上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、低いロール荷重（押し付け荷重）のもとでの小径ロールによるフィレットロール加工を可能にし、従来成し得なかった幅狭のクランクピン部やジャーナル部に対するフィレットロール加工を実現すると共に、さらなる高疲労強度を有する低コストのクランクシャフトを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in conventional fillet roll processing, and its object is to enable fillet roll processing with a small-diameter roll under a low roll load (pressing load). Another object of the present invention is to provide a low-cost crankshaft having higher fatigue strength while realizing fillet roll processing for a narrow crankpin portion and journal portion that could not be achieved conventionally.
本発明者らは、上記課題の解決に向けて、種々の成分を有する鋼から成るクランクシャフトに、種々の条件でフィレットロール加工を施すことによって得られたクランクシャフトの疲労強度について、素材鋼の強度やフィレットローラ（加圧ローラ）径、負荷荷重（押し付け荷重）などの影響について、鋭意検討を繰り返した結果、素材鋼として降伏比の高い合金鋼を用いることなく、降伏比の低い安価な材料を用いた場合には、加工荷重が小さくても十分な塑性変形を生じさせて、残留応力を付与することができ、加圧ローラやフィレットロールカセットを損傷させることなく疲労強度を向上させることができることを見出すと共に、曲面同士の弾性体の接触に適用されるヘルツの公式（日本機械学会編 新版機械工学便覧、ｐ．Ａ４−１０９参照）における接触面積のパラメータである（１／Ｒ）＋（１／ｒ）を用いて疲労強度を整理すると、上記パラメータがある一定の値を超えると、ヘルツ応力から予測される疲労限度線よりも疲労限度が急激に上昇することを見出し、本発明を完成するに到った。 In order to solve the above problems, the inventors have investigated the fatigue strength of a crankshaft obtained by subjecting a crankshaft made of steel having various components to fillet roll processing under various conditions. As a result of repeated investigations on the effects of strength, fillet roller (pressure roller) diameter, load load (pressing load), etc., an inexpensive material with a low yield ratio without using alloy steel with a high yield ratio as the material steel Can be used to cause sufficient plastic deformation even when the processing load is small, to apply residual stress, and to improve fatigue strength without damaging the pressure roller or fillet roll cassette. Hertz formula applied to the contact of elastic bodies between curved surfaces (new edition Mechanical Engineering Handbook edited by the Japan Society of Mechanical Engineers, p.A4-1) 9)), the fatigue limit line predicted from the Hertzian stress when the parameter exceeds a certain value is obtained by arranging the fatigue strength using (1 / R) + (1 / r) which is a parameter of the contact area in FIG. As a result, the present inventors have found that the fatigue limit rises more rapidly than the present invention, and completed the present invention.
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の内燃機関用クランクシャフトのフィレットロール加工方法においては、降伏比が０．６以下の鋼から成る内燃機関用クランクシャフトにおけるクランクジャーナル部及びクランクピン部の両端のフィレットアール部にフィレットロール加工を施すに際して、加圧ローラのフィレットアール部に対する押し付け荷重を６００ｋｇｆ以下とすると共に、被加工部であるクランクジャーナル部又はクランクピン部の径Ｒ（ｍｍ）と加圧ローラの径ｒ（ｍｍ）から算出される（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．１１以上となるような加圧ローラを用いるようにしたことを特徴としている。 The present invention is based on the above knowledge, and in the fillet roll machining method for an internal combustion engine crankshaft according to the present invention, a crank journal portion and a crank in an internal combustion engine crankshaft made of steel having a yield ratio of 0.6 or less. When performing fillet roll processing on both ends of the pin portion, the pressing load of the pressure roller against the fillet portion is 600 kgf or less, and the diameter R (mm) of the crank journal portion or the crank pin portion that is the processed portion ) And the pressure roller diameter r (mm), a pressure roller having a value of (1 / R) + (1 / r) of 0.11 or more is used. .
本発明によれば、素材鋼として降伏比の低い材料を使用すると共に、加圧ローラ（フィレットローラ）の径ｒを当該ｒ（ｍｍ）と被加工部（ジャーナル部又はピン部）の径Ｒ（ｍｍ）とから算出される（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．１１以上となるような径ｒとしていることから、これまでよりも低い加工荷重によって、従来と同等ないしはそれ以上の疲労強度を達成することができ、幅狭のクランクピン部やジャーナル部に対応するために、小径ローラを使用した場合でも、加圧ローラやローラを支持する部材にかかる応力を低減して、ローラの摩耗や損傷を軽減することができ、工具寿命の大幅な延長が可能になる。 According to the present invention, a material having a low yield ratio is used as the raw material steel, and the diameter r of the pressure roller (fillet roller) is set to the r (mm) and the diameter R (the journal portion or the pin portion) of the work portion. mm), the diameter r is such that the value of (1 / R) + (1 / r) calculated to be 0.11 or more. The above fatigue strength can be achieved, and even when a small diameter roller is used to cope with a narrow crankpin part or journal part, the stress applied to the pressure roller and the member supporting the roller is reduced. , The wear and damage of the roller can be reduced, and the tool life can be greatly extended.
このように、合金成分の少ない低コスト材である低降伏比鋼材を用いた高疲労強度のクランクシャフトの製造が可能になり、工具費や管理費など操業コストの低減を含めて大幅な原価低減効果が見込まれる。 In this way, it is possible to manufacture crankshafts with high fatigue strength using low-yield ratio steel, which is a low-cost material with few alloy components, and drastically reduce costs, including reduced operating costs such as tool costs and administrative costs. The effect is expected.
以下、本発明の内燃機関用クランクシャフトのフィレットロール加工方法について、詳細に説明する。 Hereinafter, the fillet roll processing method of the crankshaft for an internal combustion engine of the present invention will be described in detail.
フィレットロール加工法とは、図１に示すように、クランクシャフト１のジャーナル軸、又はクランクピン部２のフィレットアール部２ａに、加圧ローラ３をある一定荷重Ｗで押し付けながら、クランクシャフト１軸を回転し、当該フィレットアール部２ａを塑性変形させることによって当該部位に圧縮残留応力を付与し、疲労強度の向上を図る加工方法である。
なお、図１においては、クランクシャフト１のピン部を示しており、符号４は加圧ローラ３を支持するフィレットロールカセット、符号５はクランクシャフト１を回転可能に保持するレストローラである。
As shown in FIG. 1, the fillet roll processing method refers to the
In FIG. 1, a pin portion of the
本発明の内燃機関用クランクシャフトのフィレットロール加工方法においては、降伏比が０．６以下の素材鋼を用い、そのクランクジャーナル部及びクランクピン部のフィレットアール部に対する加圧ローラによる押し付け荷重を６００ｋｇｆ以下とすると共に、被加工部（ジャーナル部又はピン部）の径Ｒ（ｍｍ）と加圧ローラの径ｒ（ｍｍ）から算出される（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．１１以上となるような加圧ローラを用いるようにしており、これによって、これまで困難とされてきた小径ローラを用いた低荷重域でのフィレットロール加工を可能とし、ヘルツ応力式から予測される小径ローラ適用時の疲労強度よりもさらに高疲労強度なものとし、低コスト素材を用いた高疲労強度のクランクシャフトの低コストによる製造を可能にしている。 In the fillet roll machining method for a crankshaft for an internal combustion engine according to the present invention, a material steel having a yield ratio of 0.6 or less is used, and the pressing load by the pressure roller against the fillet radius portion of the crank journal portion and the crankpin portion is 600 kgf. In addition, the value of (1 / R) + (1 / r) calculated from the diameter R (mm) of the processed portion (journal portion or pin portion) and the pressure roller diameter r (mm) is 0. .11 or higher pressure roller, which enables fillet roll processing in a low load range using a small-diameter roller, which has been considered difficult until now, and is predicted from the Hertz stress equation. High-fatigue strength crankshafts using low-cost materials are manufactured at a low cost, with higher fatigue strength than when using small-diameter rollers. It is to function.
本発明において、クランクシャフトの素材として降伏比が０．６以下の鋼材を使用するのは、降伏比が０．６を超える鋼材から成るクランクシャフトのフィレットアール部に疲労強度向上に有効な残留圧縮応力を付与するためには、フィレットロール加工時の押し付け荷重を大きくすることが必要となって、工具寿命、とりわけ小径ローラを備えた工具の寿命が大幅に短くなることによる。
ここで、降伏比が０．６以下の素材鋼としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４０５１に機械構造用炭素鋼鋼材として規定されるＳ４０Ｃ材、Ｓ４３Ｃ材、Ｓ４５Ｃ材、Ｓ４８Ｃ材などを使用することができる。
In the present invention, a steel material having a yield ratio of 0.6 or less is used as a material for the crankshaft. In order to apply the stress, it is necessary to increase the pressing load at the time of the fillet roll processing, and this is because the tool life, in particular, the life of the tool having the small diameter roller is significantly shortened.
Here, as the material steel having a yield ratio of 0.6 or less, for example, S40C material, S43C material, S45C material, S48C material, etc. defined as carbon steel material for mechanical structure in JIS G 4051 can be used. .
また、加圧ローラによる押し付け荷重については、上記のように６００ｋｇｆ以下とすることが必要であるが、これは、フィレットロール加工荷重が６００ｋｇｆを超えると、工具、特に小径ローラ工具の寿命に深刻な影響が生じると共に、降伏比が０．６以下の素材鋼を用いた場合、加工荷重が６００ｋｇｆを超えると、疲労強度がかえって低下する傾向があることによる。
なお、加圧ローラの押し付け荷重は、上記のように６００ｋｇｆ以下であればよいが、有効な圧縮残留応力を生じさせるための下限値としては、材料の降伏強度にもよるが、概ね２５０ｋｇｆ以上の荷重を負荷する必要がある。
In addition, the pressing load by the pressure roller needs to be 600 kgf or less as described above, but this is serious for the life of tools, particularly small diameter roller tools, when the fillet roll processing load exceeds 600 kgf. This is due to the fact that when a material steel having a yield ratio of 0.6 or less is used and the working load exceeds 600 kgf, the fatigue strength tends to decrease.
The pressing load of the pressure roller may be 600 kgf or less as described above, but the lower limit value for generating effective compressive residual stress is approximately 250 kgf or more, although it depends on the yield strength of the material. It is necessary to apply a load.
被加工部の径Ｒ（ｍｍ）と加圧ローラの径ｒ（ｍｍ）に基づいて算出される（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値は、上記したように曲面と曲面の接触に適用されるヘルツの公式における接触面積のパラメータであって、同一降伏比、同一加圧条件の場合、上記値の増加と共に、降伏強度が上昇する傾向を示し、特にこの値が特定値を超えると、ヘルツ応力からの予測疲労限度線より、疲労限度が急激に上昇する効果が得られることが判明したが、特に当該パラメータの値を０．１１以上とすることによって、上記した疲労限度の急激な上昇領域とすることができ、しかも従来のコンロッドの疲労強度を上回るものとすることができる。 The value of (1 / R) + (1 / r) calculated based on the diameter R (mm) of the workpiece and the diameter r (mm) of the pressure roller is the contact between the curved surface and the curved surface as described above. It is a parameter of the contact area in the applied Hertz formula, and in the case of the same yield ratio and the same pressurizing condition, the yield strength tends to increase with the increase of the above value, especially when this value exceeds a specific value From the predicted fatigue limit line based on the Hertz stress, it was found that the effect of increasing the fatigue limit rapidly was obtained. In particular, by setting the value of the parameter to 0.11 or more, the above fatigue limit is rapidly increased. It can be an ascending region and can exceed the fatigue strength of a conventional connecting rod.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されることはない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In addition, this invention is not limited at all by these Examples.
表１に示すように、降伏比の異なる４種類の鋼材を用い、熱間鍛造によって、種々の寸法のクランクシャフト鍛造素材に成形し、図１に示すように、クランクピン部２のフィレットアール部２ａにアンダーカット加工を行なった後、ロール荷重及びローラ径を種々に変化させた条件のもとで、上記フィレットアール部２ａにそれぞれフィレットロール加工を施した。 As shown in Table 1, four types of steel materials with different yield ratios are used, and by hot forging, the crankshaft forging material of various dimensions is formed. As shown in FIG. After performing undercut processing on 2a, fillet roll processing was performed on each of the above-mentioned fillet round portions 2a under conditions in which the roll load and the roller diameter were variously changed.
なお、降伏比が０．５３及び０．５６の鋼材としては、機械構造用炭素鋼鋼材Ｓ４０Ｃを使用し、降伏比が０．６２及び０．６９の鋼材としては、ＶやＣｒ、Ｎｉ等の強化元素の添加することによって上記降伏比に調整したものを使用した。
また、クランクシャフト熱間鍛造時における加工及び加熱条件は、現行実用部品の条件を採用した。
In addition, as steel materials with a yield ratio of 0.53 and 0.56, carbon steel for mechanical structure S40C is used, and as steel materials with a yield ratio of 0.62 and 0.69, V, Cr, Ni, etc. What was adjusted to the said yield ratio by adding the strengthening element was used.
The processing and heating conditions during the hot forging of the crankshaft are the same as those for the current practical parts.
上記によって得られたそれぞれのクランクシャフトに対して、疲労試験機を用いてピンフィレット部に繰り返し曲げ荷重を負荷し、得られる繰り返し回数と試験応力の関係、すなわちＳ−Ｎ線図を作成し、これから両振り曲げ疲労限度を求めた。
この結果を表１に併せて示すと共に、これらの結果を種々に整理したグラフを図２〜４に示す。なお、表１において、疲労限度は、現行製品クランクシャフトの強度に対する比で表してある。
For each of the crankshafts obtained as described above, a fatigue testing machine is used to repeatedly apply a bending load to the pin fillet portion, and the relationship between the number of repetitions obtained and the test stress, that is, an SN diagram is created, From this, the swing bending fatigue limit was determined.
The results are shown together in Table 1, and graphs in which these results are arranged in various ways are shown in FIGS. In Table 1, the fatigue limit is expressed as a ratio to the strength of the current product crankshaft.
図２は、クランクシャフト材料の降伏比を０．５６、ロール荷重を５５０ｋｇｆとし、ピン径とローラ径の組合わせを変化させた場合に、疲労強度に及ぼす接触面積パラメータ（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の影響を示すものであって、この図によれば、同一降伏比の材料においては、ピン径及びローラ径の組合せから算出される上記パラメータの値が０．１よりも大きい場合、同パラメータが０．１以下の場合に較べて、疲労強度が急激に上昇する効果が確認され、同パラメータを０．１１以上とすることによって現行製品レベルよりも優れた疲労強度のクランクシャフトが得られることが判明した。 FIG. 2 shows that the contact area parameter (1 / R) + () exerted on the fatigue strength when the yield ratio of the crankshaft material is 0.56, the roll load is 550 kgf, and the combination of the pin diameter and the roller diameter is changed. 1 / r), according to this figure, in the case of a material with the same yield ratio, the value of the parameter calculated from the combination of the pin diameter and the roller diameter is larger than 0.1. Compared to the case where the parameter is 0.1 or less, the effect of rapidly increasing the fatigue strength is confirmed. By setting the parameter to 0.11 or more, a crankshaft having a fatigue strength superior to the current product level can be obtained. It turned out to be obtained.
また、図３は、種々の降伏比の材料から成るクランクシャフトに、上記のパラメータ（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．１１以上となる加工ローラを用いてフィレットロール加工した場合の疲労強度に及ぼす材料降伏比の影響を示すグラフであって、図中○及び▲の記号はロール荷重４５０ｋｇｆ、●及び■の記号はロール荷重５５０ｋｇｆ、◆の記号はロール荷重７００ｋｇｆの場合をそれぞれ示すものである。 FIG. 3 shows that a crankshaft made of materials having various yield ratios was fillet-rolled using a processing roller having a value of the above parameter (1 / R) + (1 / r) of 0.11 or more. FIG. 6 is a graph showing the influence of the material yield ratio on the fatigue strength in the case where the symbols ○ and ▲ are for a roll load of 450 kgf, the symbols ● and ■ are for a roll load of 550 kgf, and the symbols for ◆ are for a roll load of 700 kgf. Each is shown.
この図によれば、降伏比が０．６以下の材料においては、４５０ｋｇｆ、５５０ｋｇｆの加工荷重によってクランクシャフトの疲労限度向上が図れるのに対して、７００ｋｇｆの加工荷重ではこのような効果が得られず、現行のクランクシャフト製品よりも疲労限度が低下することが明らかとなった。
一方、０．６以上の高い降伏比を有する鋼材を使用した場合には、加工荷重が低くなるほど疲労限度が低くなっており、現行製品レベルを確保するには、加工荷重を高くすることが必要であって、本発明で規定する（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．１１以上となる加工ローラを用いたフィレットロール加工は、降伏比が０．６以下の材料において有効であることが判明した。
According to this figure, the fatigue limit of the crankshaft can be improved by processing loads of 450 kgf and 550 kgf in a material having a yield ratio of 0.6 or less, whereas such an effect is obtained with a processing load of 700 kgf. It became clear that the fatigue limit was lower than that of current crankshaft products.
On the other hand, when steel materials with a high yield ratio of 0.6 or higher are used, the lower the working load, the lower the fatigue limit, and it is necessary to increase the working load to secure the current product level. The fillet roll processing using a processing roller in which the value of (1 / R) + (1 / r) specified in the present invention is 0.11 or more is effective for a material having a yield ratio of 0.6 or less. It turned out to be.
さらに、図４は、降伏比の異なる２種類の鋼材から成るクランクシャフトに、上記のパラメータ（１／Ｒ）＋（１／ｒ）の値が０．２２２となる加工ローラを用いてフィレットロール加工した場合に、疲労強度に及ぼすロール荷重（加工荷重）の影響を示すグラフであって、図中●印は材料降伏比が０．５３の鋼材の場合、◆印は材料降伏比が０．６２の鋼材を用いた場合をそれぞれ示すものである。 Further, FIG. 4 shows a fillet roll machining using a machining roller having a value of the above parameter (1 / R) + (1 / r) of 0.222 on a crankshaft made of two types of steel materials having different yield ratios. Is a graph showing the influence of the roll load (working load) on the fatigue strength when the steel is a steel with a material yield ratio of 0.53, and the ◆ is a material yield ratio of 0.62 The cases where the steel materials are used are respectively shown.
この図によると、ロール荷重が６００ｋｇｆ以下の場合には、低降伏比材料の疲労強度が現行クランクシャフト及び高降伏比材料から成るクランクシャフトよりも高い疲労強度を示す一方、６００ｋｇｆを超える加工荷重域では、この逆となり、降伏比が高い材料の方が高い疲労強度を示しており、低降伏比材料を使用する場合には、フィレットロール加工に要する荷重の上限が６００ｋｇｆとなる。
また、６００ｋｇｆを超える荷重による加工を行なった場合には、疲労強度の向上効果が見込めないばかりか、治具変形の可能性や、材料の許容限を超えた応力が負荷され、圧縮残留応力が開放されることによる強度の低下も危惧されることになる。
According to this figure, when the roll load is 600 kgf or less, the fatigue strength of the low yield ratio material is higher than that of the crankshaft made of the current crankshaft and the high yield ratio material, while the working load region exceeds 600 kgf. Then, the reverse is true, and a material with a higher yield ratio shows higher fatigue strength. When a material with a lower yield ratio is used, the upper limit of the load required for fillet roll processing is 600 kgf.
In addition, when processing with a load exceeding 600 kgf is performed, not only the effect of improving the fatigue strength can be expected, but also the possibility of jig deformation and stress exceeding the allowable limit of the material are loaded, and the compressive residual stress is increased. There is also concern about a decrease in strength due to opening.
１ クランクシャフト
２ クランクピン部
２ａ フィレットアール部
３ 加圧ローラ
４ フィレットロールカセット
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記フィレットロールカセットの押し付け荷重が６００ｋｇｆ以下であると共に、被加工部である上記クランクジャーナル部又はクランクピン部の径Ｒ（ｍｍ）と、上記加圧ローラの径ｒ（ｍｍ）との間に、以下の式（１）
（１／Ｒ）＋（１／ｒ）≧０．１１ ・・・（１）
で表わされる関係を有していることを特徴とする内燃機関用クランクシャフトのフィレットロール加工方法。 While pressing the pressure roller provided in the fillet roll cassette with a predetermined load against the fillet radius portions respectively located at both ends of the crank journal portion and the crankpin portion of the crankshaft for an internal combustion engine made of steel having a yield ratio of 0.6 or less In fillet roll processing that rotates and causes local plastic deformation in the fillet areal,
The pressing load of the fillet roll cassette is 600 kgf or less, and between the diameter R (mm) of the crank journal part or the crank pin part which is a processed part and the diameter r (mm) of the pressure roller, The following formula (1)
(1 / R) + (1 / r) ≧ 0.11 (1)
A fillet roll machining method for a crankshaft for an internal combustion engine, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005218961A JP2007030115A (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Fillet roll machining method for crankshaft for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005218961A JP2007030115A (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Fillet roll machining method for crankshaft for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007030115A true JP2007030115A (en) | 2007-02-08 |
Family
ID=37789983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005218961A Pending JP2007030115A (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Fillet roll machining method for crankshaft for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007030115A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008155079A3 (en) * | 2007-06-20 | 2009-11-26 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Method for increasing the strength of a part |
| CN103481014A (en) * | 2013-09-17 | 2014-01-01 | 奇瑞汽车股份有限公司 | Fillet rolling enhancement method for engine crankshafts |
| CN104646456A (en) * | 2015-01-16 | 2015-05-27 | 滨州海得曲轴有限责任公司 | Supporting rolling post and method for correcting crankshaft journal cylindricity |
| JP2016168605A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 本田技研工業株式会社 | Reinforcement method for crankshaft fillet part and reinforcement apparatus |
| CN107697365A (en) * | 2017-11-15 | 2018-02-16 | 圣象地板（句容）有限公司 | Floor packing case facing attachment |
| CN110769972A (en) * | 2017-06-14 | 2020-02-07 | 阿尔芬·凯斯勒机械制造有限责任公司 | Method and device for impact treatment of a transition radius of a crankshaft |
| JPWO2022209637A1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 |
-
2005
- 2005-07-28 JP JP2005218961A patent/JP2007030115A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008155079A3 (en) * | 2007-06-20 | 2009-11-26 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Method for increasing the strength of a part |
| US9015939B2 (en) | 2007-06-20 | 2015-04-28 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Method for increasing the strength of components |
| CN103481014A (en) * | 2013-09-17 | 2014-01-01 | 奇瑞汽车股份有限公司 | Fillet rolling enhancement method for engine crankshafts |
| CN104646456A (en) * | 2015-01-16 | 2015-05-27 | 滨州海得曲轴有限责任公司 | Supporting rolling post and method for correcting crankshaft journal cylindricity |
| JP2016168605A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 本田技研工業株式会社 | Reinforcement method for crankshaft fillet part and reinforcement apparatus |
| CN110769972A (en) * | 2017-06-14 | 2020-02-07 | 阿尔芬·凯斯勒机械制造有限责任公司 | Method and device for impact treatment of a transition radius of a crankshaft |
| CN107697365A (en) * | 2017-11-15 | 2018-02-16 | 圣象地板（句容）有限公司 | Floor packing case facing attachment |
| JPWO2022209637A1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | ||
| WO2022209637A1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 日産自動車株式会社 | Untempered steel for crankshafts and crankshaft using untempered steel |
| CN117120650A (en) * | 2021-04-02 | 2023-11-24 | 日产自动车株式会社 | Non-quenched and tempered steel for crankshafts and crankshafts using the non-quenched and tempered steel |
| JP7653508B2 (en) | 2021-04-02 | 2025-03-28 | 日産自動車株式会社 | Non-tempered steel for crankshafts and crankshafts using said non-tempered steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2128109C1 (en) | Method for knurling and hardening part | |
| CA2138899C (en) | Engine crank pin rolling equipment, rolling tool and method of rolling adjacent and offset crank pins | |
| US2983158A (en) | Chain with intimately united bushing and side plate, and method of making same | |
| CN100359138C (en) | bearing bolt | |
| JP2007030115A (en) | Fillet roll machining method for crankshaft for internal combustion engine | |
| US6094956A (en) | Support tool for deep rolling crankshaft fillets | |
| WO2015141611A1 (en) | Crankshaft and method of strengthening shaft component | |
| JP6422176B2 (en) | Steel for high-strength bolts and high-strength bolts | |
| JP2004137553A (en) | Whole roller type rolling bearing | |
| CN1831303A (en) | Rolling bearing | |
| JP2011190489A (en) | Method for manufacturing crankshaft in internal combustion engine, and crankshaft | |
| JP6458981B2 (en) | High strength bolt | |
| DE102013006792B4 (en) | Post-treatment of a shaft intended for the transmission of torque | |
| JP2000337345A (en) | Manufacturing method of crankshaft | |
| TWI816029B (en) | Hollow shaft component and rolling device | |
| TWI679360B (en) | Screw device | |
| KR101305121B1 (en) | Fillet rolling-method of crank shaft for vehicle | |
| JP5335523B2 (en) | Gear shaft steel and gear shaft excellent in bending fatigue resistance and peeling resistance | |
| JP5169301B2 (en) | Crankshaft and manufacturing method thereof | |
| JP5916195B2 (en) | Crankshaft manufacturing method | |
| CN109848255B (en) | A Method of Correcting the Shape of a Complex Crankshaft with a Large Length-to-Diameter Ratio | |
| JPH0512564B2 (en) | ||
| JP2004169128A (en) | Surface treatment method for titanium member, and engine valve applying the surface treatment method | |
| Singh | Establishing core hardness by induction hardening process for crankshaft | |
| JPH0130913B2 (en) |