曲轴是一种几何形状非常繁芜、承受强烈动载荷的零件。勇克公司是一家拥有国际领先技能水平的高速磨床生产企业,从20世纪90年代初期就开始研制JUCRANK系列的曲轴磨床。该系列的机床采取随连杆颈摆动磨削的事理进行磨削,并在汽车工业及其零备件供应领域中得到了巨大的成功。该机床采取的是具有高科技含量的磨削方案:可在一次装夹中利用高硬度、高耐磨的CBN砂轮完成曲轴主轴颈、连杆颈、法兰和轴头的粗磨和精磨。
如果磨削铸造或铸造的曲轴,则曲轴的磨量是已知的,并且各个部位的磨量险些是同等的。新曲轴的价格很高,因此,从发动机修理者方面来看,对用过的二手曲轴进行修复有着非常大的兴趣。由于旧曲轴各个部位的磨损程度不同,以是每根曲轴都有"独特的"几何形状。因此,在开始磨削之前,必须进行负责的丈量,采集各个部位的尺寸数据,然后再进行磨削。这样可担保所有主轴颈、连杆颈以及轴端得到所希望的形位公差。
迄今为止,一样平常都因此曲轴的轴线为基准丈量曲轴的径向跳动。然后,必要时对曲轴进行手工校直。末了,各个轴颈以其轴线为基准中央(利用偏幸夹具)进行磨削。采取上述曲轴磨削方法是非常费时费工的,由于曲轴在磨削过程中必须进行多次装夹。其余,这种方法也不能达到改进曲轴连杆颈(曲柄半径)位置度的目的。
为了提高曲轴的加工效率,勇克公司研制开拓了集成有丈量装置的磨床,用于修磨二手曲轴。这种新型磨床的利用证明,可以省却在专用丈量设备上对旧曲轴进行磨前尺寸预测和磨削过程中的中间丈量。同样,也省略了在磨削过程中与这些检测有关的工件装夹过程。由于磨削过程中的尺寸监控是实时监控,从而大大提高了曲轴的磨削质量。
工艺技能
摆动磨削连杆颈的工艺,可在一次装夹中对具有对称排列的连杆颈进行磨削,并可得到极高的精度和经济效益。连杆颈的直径尺寸通过C轴(工件的旋转运动)和X轴(进给轴)插补磨削而成。而X轴的摆动行程正是发动机活塞的行程。这一工艺技能和机床配备的掌握软件相互合营,可以担保1~8缸发动机的旧曲轴能在一次装夹中完成尺寸丈量与修磨。
变形品种的加工方案
该机床的设计方案可以实现大量不同类型曲轴的整体磨削。可以磨削回转直径至220mm,长度至900mm的各种曲轴。
在一个砂轮架上,安装了两个驱动功率为3OKW磨削主轴。这两个主轴成60度角支配,可以依次摆转到磨削位置。在不重新装夹的情形下,用CBN砂轮完成曲轴主轴颈、连杆颈的高速磨削。砂轮的自动平衡装置担保了极高的圆度和极高的磨削精度(在几μm之内)。
首先丈量
根据曲轴磨损的痕迹,在重磨至所需的精度前,须要对下列几何精度进行丈量:以一个基准面为准,丈量曲轴所有轴的轴向间距、连杆颈直径和主轴颈直径;曲轴的角度位置;连杆颈行程高度和轴头直径(用于安装轴端密封圈)。
为了担保内燃式发动机可靠地事情,曲轴主轴颈和连杆颈的圆度偏差应<2~3μm。以基准轴为根本,主轴颈的径向跳动不得超过50μm。主轴颈和连杆轴颈的形状可以是圆柱形、球形或凸形的。各个轴颈的轴向间距不得超过规定尺寸0.2mm。
然后磨削
曲轴的全部几何形状均由磨床的掌握程序给出,也正好表示出机床的高灵巧性。GE FANUC公司160 TC系列的数控系统,仅通过给出的几个参数就可磨削连杆颈。机床所用的软件是勇克公司自己开拓的。
交替进行丈量与磨削
在自动磨削循环中,将对曲轴进行丈量、粗磨,再丈量和终极的精磨。机床操作者应首先在掌握台上选择得当的方案。为了确定曲轴的轴向位置,测头先触测一个主轴颈轴真个端面。另一个测头则丈量每一个连杆颈的位置和直径。数控系统得到了有关几何输入尺寸的最初数据,以此为准自动进行零点校正。如果采集的几何数据不完备准确(例如连杆颈的位置不十分准确),数控系统能及时自动识别并在编写磨削程序时予以考虑。
优化后的磨削工序提高了曲轴磨削的精度
通过一次装夹完成曲轴主轴颈、连杆颈、法兰和轴真个加工,可得到各磨削部位之间极高的几何精度。首先对各个主轴颈进行磨削,然后由多个中央架支承着磨削后的主轴颈,再磨削连杆颈,末了再次丈量各个主轴颈并磨削到终极合格尺寸。安装机体密封件的轴颈的修磨也包括在自动磨削工序中。丈量一个范例的六缸曲轴大约须要10min,修磨大约须要4min。修磨后的曲轴质量可在专用丈量机床上进行考验。
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