曲軸鍵槽加工工裝

易麗群

桂林福達(dá)阿爾芬大型曲軸有限公司 廣西 桂林 541199

工程機(jī)械或汽車(chē)應(yīng)用大型柴油機(jī)經(jīng)常在各種條件的路面上行駛，對(duì)此，需要拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)更換曲軸，不利于成本節(jié)約。因?yàn)殒I槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面對(duì)稱(chēng)測(cè)量具有一定困難，量塊測(cè)量過(guò)程中測(cè)量結(jié)果不直觀(guān)。對(duì)此，提出鍵槽工裝夾具，一次裝夾定位中確保加工的鍵槽滿(mǎn)足圖樣需求。

1 問(wèn)題的提出

偏心軸加工時(shí)不僅要確保偏心距大小形位公差滿(mǎn)足圖樣需求，其鍵槽加工也是主要影響因素。鍵槽定位大小作為小縫隙匹配，偏心軸中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)度偏差在0.05mm，設(shè)備中3個(gè)同樣的曲軸共同裝配應(yīng)用，因而需要3個(gè)曲軸大小相同才能達(dá)到準(zhǔn)確。要求3個(gè)曲軸組成一組，鍵槽位置度相同，偏差控制在±0.05°，進(jìn)一步增加了銑鍵槽困難性。對(duì)此，提出鍵槽工裝夾具，一次裝夾定位中確保加工的鍵槽滿(mǎn)足圖樣需求。通過(guò)實(shí)踐證明，效果良好。

2 鍵槽相對(duì)基準(zhǔn)平面的對(duì)稱(chēng)度

2.1 對(duì)稱(chēng)度要求

為確保曲軸與鍵配合的構(gòu)件可以順利安裝，安裝相位角度準(zhǔn)確，要求保證曲軸鍵槽相對(duì)基準(zhǔn)平面位置準(zhǔn)確。所以，提出鍵槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面的對(duì)稱(chēng)度需求，也就是鍵槽中心平面位于距離為公差參數(shù)T且基準(zhǔn)平面對(duì)稱(chēng)配置的平行面之間范圍。

2.2 測(cè)量方案

測(cè)量過(guò)程中由于測(cè)量環(huán)境影響，缺少對(duì)鍵槽中心平面直線(xiàn)度偏差與平面度偏差控制。所以，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量過(guò)程中需要測(cè)量鍵槽中心平面輪廓各極限點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)度，最大參數(shù)可以用于鍵槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面對(duì)稱(chēng)度。因?yàn)殒I槽呈半圓性，所以只要測(cè)量圓弧兩端點(diǎn)與圓弧中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)度即可。直接測(cè)量鍵槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面對(duì)稱(chēng)度具有較大困難，集中體現(xiàn)于：受鍵槽寬度影響不可使用常規(guī)百分表，只能使用杠桿百分表。測(cè)量鍵槽圓弧中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)度過(guò)程中，因?yàn)殒I槽寬度不足。因此，觀(guān)察表針圓頭困難，工作人員無(wú)法精準(zhǔn)判斷表針圓頭狀態(tài)，往往需要表針圓頭觸碰到鍵槽底端才能確定達(dá)到鍵槽底端，但百分表參數(shù)發(fā)生較大變換。該過(guò)程中，一旦工作人員未發(fā)現(xiàn)百分表參數(shù)變化即會(huì)出現(xiàn)測(cè)量參數(shù)偏差，影響測(cè)量精準(zhǔn)性。

3 夾具結(jié)構(gòu)

夾具安裝于銑車(chē)工作臺(tái)中，主要組成構(gòu)件包括的曲軸、壓板、螺釘、墊圈、螺栓等。由于曲軸兩側(cè)兩個(gè)斷面的2個(gè)中心孔為上道操作核心，通過(guò)計(jì)算精準(zhǔn)加工獲得保證。該工裝是通過(guò)兩端中心孔達(dá)到定位確保各件曲軸在加工鍵槽過(guò)程中處于相同位置。操作過(guò)程為：曲軸工件放進(jìn)工裝內(nèi)檔，兩側(cè)通過(guò)定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)軸。隨后，把工裝兩側(cè)壓板通過(guò)螺釘緊固定位銷(xiāo)軸；工件下端V型頂高輔以支撐后上端用壓板固定。這種裝夾形式可以確保各件曲軸位置偏差在標(biāo)準(zhǔn)范圍。該工裝夾具兩側(cè)雙定位銷(xiāo)軸與夾緊具有安裝簡(jiǎn)單、定位精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)。各曲軸加工皆是由工裝確保，偏差小。

曲軸鍵槽加工需要注意的問(wèn)題：該工裝制作時(shí)兩側(cè)定位銷(xiāo)孔是核心環(huán)節(jié)，要求確保兩側(cè)定位銷(xiāo)孔中心距和曲軸中心孔中心距相同，定位銷(xiāo)軸中心線(xiàn)和工裝地面基準(zhǔn)面有一定平行高度。螺釘長(zhǎng)度相同，壓板確保較高的平面度，處于標(biāo)準(zhǔn)壓緊狀態(tài)。V型頂高與工件壓板固定時(shí)注意力度控制，相對(duì)應(yīng)裝夾，避免工件錯(cuò)位。加工后的單件檢測(cè)與裝配實(shí)驗(yàn)表示 時(shí)該工裝符合圖樣需求與應(yīng)用要求。

4 對(duì)稱(chēng)度與測(cè)量分析

為鍵槽與軸頸表面相交面的幾何中心，三個(gè)平面的交點(diǎn)；一個(gè)平面是過(guò)鍵槽中心點(diǎn)且與軸頸中心線(xiàn)垂直的平面，我們叫做鉛錘面。另一個(gè)平面為過(guò)鍵槽中心點(diǎn)且與軸頸中心線(xiàn)平行與基準(zhǔn)平面垂直的平面，我們叫做水平面。忽略鍵槽中心平面的平面度誤差，則鍵槽的中心平面為一理想平面，該平面上有這樣兩條直線(xiàn)，一條直線(xiàn)是鍵槽中心平面和鉛垂面的交線(xiàn)，我們叫做徑向中心線(xiàn)。另一條為鍵槽中心平面和水平面的交線(xiàn)，我們叫做軸向中心線(xiàn)。兩條直線(xiàn)為相交直線(xiàn)，共有3個(gè)端點(diǎn)，這3個(gè)端點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)度最大值即為鍵槽中心平面的對(duì)稱(chēng)度。

結(jié)合鍵槽應(yīng)用環(huán)境，鍵槽對(duì)稱(chēng)度對(duì)裝配沒(méi)有較大影響，裝配半圓鍵后半圓鍵的對(duì)稱(chēng)度對(duì)裝配具有意義。因此，測(cè)量過(guò)程中建議模擬半圓鍵和鍵槽設(shè)計(jì)一種量塊。為確保與鍵槽配合良好可以根據(jù)槽寬度大小，間隔0.01mm為一檔，設(shè)計(jì)不同寬度大小的量塊。量塊徑向長(zhǎng)度有鍵槽深度2倍多一些，量塊軸向長(zhǎng)度應(yīng)為鍵槽長(zhǎng)度多一點(diǎn)，確保量塊進(jìn)入鍵槽后露出部分大小大于鍵槽尺寸。若量塊大小小于鍵槽尺寸，測(cè)量參數(shù)可以乘以一個(gè)系數(shù)，系數(shù)參數(shù)為鍵槽大小除以量塊大小。首先，將適合的量塊塞入鍵槽，將工件校正。其次，利用百分表測(cè)量量塊和鍵槽中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置參數(shù)，工件運(yùn)轉(zhuǎn)180°后測(cè)量塊上和鍵槽中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置參數(shù)，讀數(shù)做差參數(shù)除以2獲得的結(jié)果就是鍵槽中心店至基準(zhǔn)平面的距離。將百分表自鍵槽中心點(diǎn)處沿軸向由量塊的一端緩慢移動(dòng)到量塊的另一端，得到一個(gè)差值，該值理論上等于2H。

5 結(jié)語(yǔ)

由于鍵槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面的對(duì)稱(chēng)度在現(xiàn)場(chǎng)難以直接測(cè)量，而使用量塊間接測(cè)量時(shí)，其測(cè)量結(jié)果又非常不直觀(guān)，甚至可以說(shuō)理解上存在一定的難度。因此，關(guān)于鍵槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面的對(duì)稱(chēng)度與加工工裝。本文就該問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，從理論上系統(tǒng)分析了鍵槽中心平面相對(duì)基準(zhǔn)平面的對(duì)稱(chēng)度的測(cè)量方法和計(jì)算方法，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，提出了兩種較簡(jiǎn)單易行的測(cè)量和判別方法。