曲軸鍵槽加工工裝

易麗群

摘 要 在生產(chǎn)加工過程中，為保證測量準(zhǔn)確、節(jié)約經(jīng)濟(jì)投入，要求盡量多的在現(xiàn)場使用簡單的測量工具，盡量規(guī)避使用三坐標(biāo)等大型設(shè)備。曲軸鍵槽中心平面相對基準(zhǔn)片對稱度成為測量工作重要研究內(nèi)容。鑒于此，筆者結(jié)合實(shí)踐研究，就曲軸鍵槽加工工裝展開分析。

關(guān)鍵詞 曲軸鍵槽;加工工裝

工程機(jī)械或汽車應(yīng)用大型柴油機(jī)經(jīng)常在各種條件的路面上行駛，對此，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槽中心平面相對基準(zhǔn)平面對稱測量具有一定困難，量塊測量過程中測量結(jié)果不直觀。對此，提出鍵槽工裝夾具，一次裝夾定位中確保加工的鍵槽滿足圖樣需求。

1問題的提出

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，偏心軸中心線對稱度偏差在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。對此，提出鍵槽工裝夾具，一次裝夾定位中確保加工的鍵槽滿足圖樣需求。通過實(shí)踐證明，效果良好。

2鍵槽相對基準(zhǔn)平面的對稱度

2.1 對稱度要求

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基準(zhǔn)平面位置準(zhǔn)確。所以，提出鍵槽中心平面相對基準(zhǔn)平面的對稱度需求，也就是鍵槽中心平面位于距離為公差參數(shù)T且基準(zhǔn)平面對稱配置的平行面之間范圍。

2.2 測量方案

測量過程中由于測量環(huán)境影響，缺少對鍵槽中心平面直線度偏差與平面度偏差控制。所以，現(xiàn)場測量過程中需要測量鍵槽中心平面輪廓各極限點(diǎn)的對稱度，最大參數(shù)可以用于鍵槽中心平面相對基準(zhǔn)平面對稱度。因?yàn)殒I槽呈半圓性，所以只要測量圓弧兩端點(diǎn)與圓弧中點(diǎn)對稱度即可。直接測量鍵槽中心平面相對基準(zhǔn)平面對稱度具有較大困難，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。測量鍵槽圓弧中點(diǎn)對稱度過程中，因?yàn)殒I槽寬度不足。因此，觀察表針圓頭困難，工作人員無法精準(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)測量參數(shù)偏差，影響測量精準(zhǔn)性。

3夾具結(jié)構(gòu)

夾具安裝于銑車工作臺中，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，通過計(jì)算精準(zhǔn)加工獲得保證。該工裝是通過兩端中心孔達(dá)到定位確保各件曲軸在加工鍵槽過程中處于相同位置。操作過程為：曲軸工件放進(jìn)工裝內(nèi)檔，兩側(cè)通過定位銷定位銷軸。隨后，把工裝兩側(cè)壓板通過螺釘緊固定位銷軸;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)雙定位銷軸與夾緊具有安裝簡單、定位精準(zhǔn)的優(yōu)勢。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題：該工裝制作時(shí)兩側(cè)定位銷孔是核心環(huán)節(jié)，要求確保兩側(cè)定位銷孔中心距和曲軸中心孔中心距相同，定位銷軸中心線和工裝地面基準(zhǔn)面有一定平行高度。螺釘長度相同，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，相對應(yīng)裝夾，避免工件錯(cuò)位。加工后的單件檢測與裝配實(shí)驗(yàn)表示 時(shí)該工裝符合圖樣需求與應(yīng)用要求。

4對稱度與測量分析

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)平面是過鍵槽中心點(diǎn)且與軸頸中心線垂直的平面，我們叫做鉛錘面。另一個(gè)平面為過鍵槽中心點(diǎn)且與軸頸中心線平行與基準(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，一條直線是鍵槽中心平面和鉛垂面的交線，我們叫做徑向中心線。另一條為鍵槽中心平面和水平面的交線，我們叫做軸向中心線。兩條直線為相交直線，共有3個(gè)端點(diǎn)，這3個(gè)端點(diǎn)的對稱度最大值即為鍵槽中心平面的對稱度。

結(jié)合鍵槽應(yīng)用環(huán)境，鍵槽對稱度對裝配沒有較大影響，裝配半圓鍵后半圓鍵的對稱度對裝配具有意義。因此，測量過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。量塊徑向長度有鍵槽深度2倍多一些，量塊軸向長度應(yīng)為鍵槽長度多一點(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，利用百分表測量量塊和鍵槽中心點(diǎn)對應(yīng)位置參數(shù)，工件運(yùn)轉(zhuǎn)180°后測量塊上和鍵槽中心點(diǎn)對應(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

由于鍵槽中心平面相對基準(zhǔn)平面的對稱度在現(xiàn)場難以直接測量，而使用量塊間接測量時(shí)，其測量結(jié)果又非常不直觀，甚至可以說理解上存在一定的難度。因此，關(guān)于鍵槽中心平面相對基準(zhǔn)平面的對稱度與加工工裝。本文就該問題進(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基準(zhǔn)平面的對稱度的測量方法和計(jì)算方法，并根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，提出了兩種較簡單易行的測量和判別方法。

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