浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法

2023-05-19 07:17:31

浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法
【專利摘要】本發明涉及一種浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法，包括以下步驟，依次包括以下步驟：S1：裝夾；S2：調整託架支撐；S3：粗磨：首先，用砂輪3粗磨第IV檔主軸頸，邊磨邊調整其對應位置的託架，調整時，要保證：託架高度一致、砂輪架手柄進刀刻度一致、軸頸實際尺寸一致，確保加工基準支承檔的誤差在±0.005毫米以內；之後，用上述方法粗磨第I檔主軸頸和第VII檔主軸頸，三個基準支承檔往復磨削的次數越多，曲軸磨削的精度越高，同軸度也隨之越好；S4：精磨：重複粗磨的步驟，精磨4-5個往復，精磨之後，主軸頸D＝210mm，公差0-0.029mm；S5：加工剩餘主軸頸。本發明採用浮動磨削，即曲軸處在自然狀態下磨削，消除頂緊力和熱變形及工具機主軸精度影響。
【專利說明】浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及柴油機曲軸加工領域，尤其涉及一種浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法。
【背景技術】
[0002]曲軸是柴油機的主要零件，它的加工質量直接接影響整臺柴油機的正常運轉、使用壽命及功率的發揮。由於曲軸本體質量大，剛性差，加工中易變形，屬於大型難加工的零件。在加工過程中，曲軸的精度隨時受外力(切削力、頂尖頂緊力、重力離心力)的影響，在磨削時還受磨削熱的影響，加工精度不易保證。而曲軸的精度要求又高，尤其是各檔主軸頸的同軸度、圓度是保證曲軸質量的關鍵。其它諸如連杆頸的偏心距、連杆頸中心線相對主軸頸中心線的平行度、兩端法蘭面及臺階的跳動等要求，這些精度最終是靠磨削來保證。但不同的磨削方法磨出的曲軸質量有著明顯的差異。
[0003]常規磨削曲軸主軸頸均採用二頂尖磨削的傳統方法。由於二頂尖磨削易產生頂緊力和熱變形影響曲軸主軸頸的同軸度，如果在曲軸磨床二頂尖磨削，因曲軸磨床頂尖是隨主軸迴轉，工具機主軸精度直接影響曲軸主軸頸的圓度。
[0004]二頂尖磨削的精度分析:
[0005]由於曲軸本體質量大，二頂磨削曲軸為了定位準確要有一定的頂緊力(軸向力)才能真正把曲軸承載，同時磨削過程中產生的磨削熱，使曲軸受熱軸向伸長，由於頂尖作用使曲軸變形，造成曲軸軸線彎曲。
[0006]傳統的加工方法是二頂定位後，利用中心託架調正主軸頸使曲拐間臂距差值(俗稱拐檔差)達到規定要求。但這種方法是利用外力調正曲軸，一旦曲軸從工具機上拆卸，在自由狀態下，由於應力釋放又會產生變形，使精度破壞，這過去的磨削實踐中已證實。由於二頂尖磨削而產生應力變形使曲軸的同軸度超差，其它精度也隨其變形而超差，這樣的曲軸在實際裝機使用時，雖然每檔主軸頸有襯瓦支承，但經常出現拐檔差超差達到0.03毫米以上,在柴油機工作中，曲軸各主軸頸不同軸將引起曲軸附加動載荷,會造成軸承檔的過快磨損(俗稱偏磨)，同軸度誤差越大，軸頸磨損越嚴重，同時會引起連杆軸頸磨損加劇，嚴重影響柴油機的使用壽命。
[0007]另外，如果直接在曲軸磨床上磨削主軸頸,二頂尖磨削由於曲軸頂尖與曲軸磨床的頭尾架主軸同步運轉，工具機主軸是靜壓軸承，工作中，由於主軸承精度及壓力波動，影響主軸運轉精度而造成被加工曲軸頸的圓度誤差，一般都在0.025毫米左右，沒有達到圖紙要求。

【發明內容】

[0008]為解決上述技術問題，本發明提供一種用萬向聯軸節柔性傳動浮動磨削的方法，從根本上提高曲軸的加工精度,大大提高主軸頸的同軸度的浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法。[0009]本發明的浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法，包括以下步驟:
[0010]S1:裝夾
[0011]通過二頂尖磨削之後，將萬向聯軸節柔性連接曲軸，工具機主軸經萬向聯軸節帶動曲軸旋轉；
[0012]S2:調整託架支撐
[0013]以六拐曲軸為例，主軸頸I第1、IV、VII檔為基準支承檔，即上述三檔在同一中心為基準，第II1、V檔為輔助支承檔，對於剛性較好的曲軸加工時可不用，調整完後，尾架鬆開不頂，使曲軸處在自然狀態下，不受軸向力的影響；
[0014]S3:粗磨
[0015]首先，用砂輪粗磨第IV檔主軸頸，邊磨邊調整其對應位置的託架，調整時，要保證:託架高度一致、砂輪架手柄進刀刻度一致、軸頸實際尺寸一致，確保加工基準支承檔的誤差在±0.005暈米以內；
[0016]之後，用上述方法粗磨第I檔主軸頸和第VII檔主軸頸，三個基準支承檔往復磨削的次數越多，曲軸磨削的精度越高，同軸度也隨之越好；
[0017]粗磨2個往復，通過百分表檢測主軸頸跳動，直到沒有跳動時為止，並且使三個基準支承檔主軸頸尺寸到成品軸之間留有0.1毫米餘量；
[0018]S4:精磨
[0019]重複粗磨的步驟，精磨4-5個往復；
[0020]S5:加工剩餘主軸頸
[0021]剩餘第II檔、III檔、V檔、VI檔四個主軸頸，直接加工，公差0-0.029mm。
[0022]與現有技術相比，本發明的有益效果為:本發明採用浮動磨削，即曲軸處在自然狀態下磨削，消除頂緊力和熱變形及工具機主軸精度影響。
[0023]本發明從減少軸向頂緊力著手，反覆多次進行了探討和實踐，讓曲軸在加工中處在自然狀態下，消除頂緊力、熱變形及工具機傳動主軸精度對曲軸精度的影響，從根本上提高曲軸的加工精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發明浮動磨削曲軸示意圖；
[0025]圖2是圖1中B-B線的剖面圖；
[0026]圖3是平臺檢測曲軸示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述；以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0028]實施例1
[0029]如圖1和圖2所示，本發明的浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法，包括以下步驟:
[0030]S1:裝夾
[0031]通過二頂尖磨削之後，主軸頸D = 210.5_，將萬向聯軸節2柔性連接曲軸，工具機主軸經萬向聯軸節帶動曲軸旋轉；[0032]S2:調整託架支撐
[0033]以六拐曲軸為例，主軸頸I第1、IV、VII檔為基準支承檔，即上述三檔在同一中心為基準，第II1、V檔為輔助支承檔，對於剛性較好的曲軸加工時可不用，調整完後，尾架鬆開不頂，使曲軸處在自然狀態下，不受軸向力的影響；
[0034]S3:粗磨
[0035]首先，用砂輪3粗磨第IV檔主軸頸，邊磨邊調整其對應位置的託架4，調整時，要保證:託架高度一致、砂輪架手柄進刀刻度一致、軸頸實際尺寸一致，確保加工基準支承檔的誤差在±0.005暈米以內； [0036]之後，用上述方法粗磨第I檔主軸頸和第VII檔主軸頸，三個基準支承檔往復磨削的次數越多，曲軸磨削的精度越高，同軸度也隨之越好；
[0037]粗磨2個往復，通過百分表檢測主軸頸跳動，直到沒有跳動時為止，並且使三個基準支承檔主軸頸尺寸到成品軸之間留有0.1毫米餘量；
[0038]粗磨之後,主軸頸D = 210.1mm ;
[0039]S4:精磨
[0040]重複粗磨的步驟,精磨4-5個往復,精磨之後,主軸頸D = 210mm,公差0-0.029mm ；
[0041]S5:加工剩餘主軸頸
[0042]剩餘第II檔、III檔、V檔、VI檔四個主軸頸，直接從D = 210.5mm加工到D =210mm,公差 0-0.029mm。
[0043]具體磨削的步驟是:第IV檔、第I檔、第VII檔、第I檔、第IV檔、第VII檔……以此類推，適時調正託架。
[0044]為了達到「託架高度一致、砂輪架手柄進刀刻度一致、軸頸實際尺寸一致」的真實和磨出的曲軸的磨削精度，必須具備以下條件:
[0045]1、定期檢查工具機的安裝精度，特別是工具機大導軌的直線度確保< 0.02毫米。
[0046]2、每組中心託架(至少五個託架)要等高，其差值在±0.005毫米以內，託架支承塊材料選用含有8% -10%的二硫化鑰尼龍，減少託架與曲軸外圓面的摩擦。
[0047]3、在浮動磨削前，應先用二頂尖裝夾曲軸粗磨掉一些磨量，並把前道工序車加工中遺留下來的特別是第1、VII檔主軸頸稜圓度去掉，才能採用萬向聯軸節浮動磨削。
[0048]如圖3所示，二種磨削磨削方法的質量對比:在一級平臺上，主軸頸第1、VII檔用固定支承4，第IV檔用可調浮動支承5，然後找正，使曲軸等高，差值< 0.01毫米。用百分表在水平方向測量曲軸主軸頸跳動為準。
[0049]二種磨削方法磨出的曲軸所檢測數據見下表一。
[0050]二頂尖磨削與浮動磨削曲軸精度對照表單位:毫米
[0051]
【權利要求】
1.一種浮動磨削曲軸主軸頸的加工方法，其特徵在於，依次包括以下步驟: S1:裝夾 通過二頂尖磨削之後，將萬向聯軸節柔性連接曲軸，工具機主軸經萬向聯軸節帶動曲軸旋轉； 52:調整託架支撐 以六拐曲軸為例，主軸頸I第1、IV、VII檔為基準支承檔，即上述三檔在同一中心為基準，第II1、V檔為輔助支承檔，對於剛性較好的曲軸加工時可不用，調整完後，尾架鬆開不頂，使曲軸處在自然狀態下，不受軸向力的影響； 53:粗磨 首先，用砂輪粗磨第IV檔主軸頸，邊磨邊調整其對應位置的託架，調整時，要保證:託架高度一致、砂輪架手柄進刀刻度一致、軸頸實際尺寸一致，確保加工基準支承檔的誤差在±0.005暈米以內； 之後，用上述方法粗磨第I檔主軸頸和第VII檔主軸頸，三個基準支承檔往復磨削的次數越多，曲軸磨削的精度越高，同軸度也隨之越好； 粗磨2個往復，通過百分表檢測主軸頸跳動，直到沒有跳動時為止，並且使三個基準支承檔主軸頸尺寸到成品軸之間留有0.1毫米餘量； 54:精磨 重複粗磨的步驟，精磨4-5個往復； 55:加工剩餘主軸頸 剩餘第II檔、III檔、V檔、VI檔四個主軸頸，直接加工，公差0-0.029mm。
【文檔編號】B24B5/42GK103624642SQ201210505807
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年12月3日 優先權日:2012年12月3日
【發明者】葛建彬, 史福平, 葛永康 申請人:溧陽市瑞威中速柴油機配件有限公司