关于曲轴的加工—— 在偏心卡具上加工曲轴

关于曲轴的加工—— 在偏心卡具上加工曲轴

王雅杰

包钢（集团）公司白云鄂博铁矿 内蒙古包头 014080

摘要：在偏心具上加工曲轴是加工小批量单件曲轴的最好方法。

关键词：曲轴的锻造；装卡；曲轴的测量

导言：

曲轴毛坯采用锻造，为了加工方便，现在大部分采用球墨铸铁浇面成（QT700-2,铸铁中的碳大部分以球状石墨存在）。锻造能使晶粒细化，组织紧密，碳化物分布均匀，并使曲轴内部金属纵向纤维按最有利的方向排列，从而提高了曲轴的强度，锻造后的曲轴应进行正火处理。（目的是消除不均匀组织和应力，得到良好的性能）。

曲轴是发动机上重要的零件，根据发动机的性能和用途不同，曲轴分两拐、四拐、六拐、八拐等几种。根据曲柄颈拐数不同，曲柄颈之间互成90°、120°、180°等角度。

车工主要加工的是曲轴的主轴颈和曲柄颈，由于曲轴的形状特殊，刚性差，在加工过程中难度比较大，现几方面解决。

1、曲轴的装长

1.1、在偏心夹板上安装曲轴：对于两端无法钻中心孔的曲轴，在两端可以装上偏心夹板来加工曲轴，偏心夹板有带辅助支承的，这样便于工件的校正，偏心夹板上有分度很精确的中心孔，装在工件上代替工件的中心孔，加工原理与车削偏心工件相同。

1.2、用偏心卡盘装夹曲轴：

偏心卡盘分两层，花盘用螺钉固定在车床主轴连接盘上，偏心卡盘体与花盘上的燕尾槽相配合，曲轴的夹紧靠卡盘上的对开轴承来完成，曲轴的偏心距靠丝杆来调整，偏心距可以在触头之间测量，偏心调整好，用T型螺钉拧紧，在车床尾座也装上偏心体，可以转动，这种方法刚性好，并且可以调整，万能性好。

1.3、在专用偏心卡具上安装曲轴：

如产品数量比较稳定，曲轴可以装在专用偏心夹具上进行加工。

偏心体用心轴定位，并紧固在花盘上，曲轴经分度盘用螺钉紧固在偏心体上，并用圆锥销定位，车床尾部也装有相应的偏心体，为了装卸方便，用对开轴承夹紧工件（轴承由有铜套配合转动），在分度盘上有三个分度正确的锥孔，当一个方向的曲柄颈车好后，转动曲轴和分度盘（转过120°），将圆锥销插入销孔中，即可加工第二方向的曲柄颈。以上的几种装长方法中，在偏心长板上加工单件曲轴最为实用。

2、曲轴的加工

由于曲轴的刚性较差，加工时容易引起变形，因此加工时在曲柄颈或主轴颈之间可装上支撑螺钉，成凸缘压板来增加曲轴的刚性。如图①：

无论用什么方法装卡，都必须做平衡测试，必要时安装平衡块配重。单件生产时，选用有辅助基准的偏心夹板在两顶针间进行曲轴加工。

如图②：

工件安装在夹板中，校正时用高度划线尺，根据偏心夹板的偏心中心孔，找出工件曲颈的中心，对已加工过的曲轴，可以用预先计算好的量块来校正，如上图量块。

曲轴经过装夹，校正以后，就可以进行加工，技术要求及精度尺寸如图③：

现就加工工序做简单说明：

2.1、将偏心夹板安装在曲轴两端轴头上，找正，保证各加工件有足够余量，然后紧固偏心夹板。

2.2、粗车，选用P₀₅硬质合金车刀，顶两端中心孔，上支撑钉，粗车各轴颈余量1mm，粗车端余量5mm，过渡圆角R5，倒角。上中心架，卸去支承，粗车两端轴颈，余量10mm。

2.3、精车，重复工序1的全过程。顶两端中心孔，开挡处上支承，精车各轴颈及切削面。分别顶两端中心孔，精车各曲轴颈及端（配重）

2.4、三爪卡盘，上中心架，卸去支承，精车右端处及端面。调头，夹左端，上中心架，精车左端各圆及端面。

3、曲轴的测量

曲轴的尺寸精度，同轴度、平行度与一般轴类工件相同。技术要求：表面粗糙度R_a1.6μm，同轴度0.05mm，圆柱度0.015mm，径向，端面，跳动0.02mm,各曲柄间相互角度差120°±15′。

现就曲柄间相互角度差的测量做说明。

曲轴的角度差一般是用垫块来测量，如图④:

用垫块测量的方法，把轴的两端支撑在一对V型垫铁上，并校正主轴中心平板平行，然后在曲轴下端垫上经计算好的垫块，使曲轴颈中心与主轴中心平面成夹角 .

垫块高度的计算公式如下：

式中：h—垫块高度 M—主轴颈外圆顶点高

D—主轴颈实际尺寸 R—偏心距mm

d—曲柄颈的实际尺寸mm —曲柄颈与主轴颈中心角的夹角 度

检验时先测出曲柄颈A的高度H，再量出曲柄颈B的高度H，并算出高度差△H，再用公式算出角度差 .

式中： —曲柄颈B与A的中心高差mm.

L—曲柄颈A中心与主轴中心水平面高mm.

例：有一根120°等分六拐曲轴，主轴颈直径D=100mm，曲柄颈d=90mm,偏心距R=96mm，测得V型铁上主轴颈顶点高M=200mm，求垫块高h，并测得两曲柄中心高差△H=0.4mm，求曲柄颈的角度误差。

解：根公式：

由轴的加工从制造到计算测量，现已做简单说明。

作者简介：王雅杰（1982－4），女，内蒙古赤峰，机械工程师，本科，学士，现任包钢（集团）公司白云鄂博铁矿矿山设备检修公司铸造区域技术主办。