專利名稱：一種分段曲軸加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曲軸加工工藝，尤其是一種分段曲軸加工工藝，屬于曲軸加工制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零部件，一般曲軸由曲軸大小頭、主軸頸、扇形板和連桿頸組成的整體結(jié)構(gòu)，常規(guī)的曲軸加工為整體式加工，由粗加工到半精加工，再到精加工，這些常規(guī)的曲軸由于相應(yīng)的裝配件(如連桿)是采用螺栓連接在曲軸的連桿頸上，這類曲軸結(jié)構(gòu)沒有特殊之處，其扇形板內(nèi)側(cè)的軸頸上沒有減重孔等，采用傳統(tǒng)的工藝就能加工出來。還有一種分段曲軸結(jié)構(gòu)，與一般的分段曲軸在主軸頸的分段連接方式不同，這種分段曲軸結(jié)構(gòu)的分段位置在連接臂與連桿頸的連接處，分為前、中、后三段，前、中、后三段分別有一體結(jié)構(gòu)的連桿頸，該連桿頸端部設(shè)置有軸頸錐度。所述前段結(jié)構(gòu)上包括曲軸前端部帶花鍵的主軸頸、扇形板和扇形板上帶錐度的連桿頸，所述中段結(jié)構(gòu)上包括中段主軸頸、主軸頸兩側(cè)的扇形板和每塊扇形板上帶錐度的連桿頸，所述后段結(jié)構(gòu)上包括曲軸后端部帶鍵槽的主軸頸、扇形板和扇形板上帶錐度的連桿頸。相鄰的兩段通過連接臂連接為一個(gè)曲軸整體，所述連接臂上設(shè)置與各相鄰段軸頸錐度配合的有兩個(gè)錐孔，其裝配過程也于傳統(tǒng)曲軸有別先裝配連桿，再整體組裝曲軸；同時(shí),這種分段曲軸的扇形板內(nèi)側(cè)的主軸頸和連桿頸均還設(shè)置有中心孔，扇形板也設(shè)置有減重孔，這種分段曲軸由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，其機(jī)械性能和本身重量都得到了相當(dāng)有效的優(yōu)化和提高。上述分段曲軸對(duì)各段的加工精度和整體裝配的匹配度要求很高，一般的加工采用各段分別進(jìn)行粗加工至精加工的工藝，即將曲軸的前、中、后三段各段作為單獨(dú)的零部件，采用三塊毛胚料進(jìn)行獨(dú)立下料直至加工成各段最終產(chǎn)品，再各段進(jìn)行最后總裝，這樣的加工工藝中，各段在粗精加工采用的是不同的基準(zhǔn)面定位，容易導(dǎo)致各段裝配后精密度不高，影響曲軸的整體性能，而且這種加工方式效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問題，提供一種針對(duì)上述分段曲軸的加工工藝，能夠有效的提高這種分段曲軸加工的成品率和加工質(zhì)量，并提高加工效率，降低加工工藝對(duì)加工設(shè)備的依賴，控制加工成本。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種分段曲軸加工工藝，所述分段曲軸包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通過各段連桿頸的軸頸錐度與連接臂上配合的錐孔連接裝配而成，所述連接臂獨(dú)立加工，其特征在于包括以下步驟
(I)整體粗加工
a.圓鋼整體下料打中心孔，控制兩中心孔在圓柱軸心上誤差< O. 8_，粗車加工前、中、后段主軸頸及兩端軸頸，配合偏心夾具粗車加工前、中、后段連桿頸，并粗銑扇板外形； b.將粗加工件熱處理調(diào)質(zhì)至30-35HRC，調(diào)質(zhì)后對(duì)工件變形量進(jìn)行檢測，對(duì)超標(biāo)的變形量進(jìn)行校直；
c.精車加工前、中、后段主軸頸及兩端軸頸，然后光磨加工前、中、后段主軸頸，再配合偏心夾具精車加工前、中、后段連桿頸；
d.加工件熱處理去應(yīng)力，去應(yīng)力后對(duì)工件變形量進(jìn)行檢測，對(duì)超標(biāo)的變形量進(jìn)行校
直；
e.半精磨加工主軸頸及兩端軸頸，再半精磨加工前、中、后段連桿頸，并精銑曲軸扇板外形，最后車加工曲軸的兩端面、精鏜兩端孔；
(2)鋸斷半精加工
a.將步驟(I)的粗加工件從各段連桿頸連接處鋸斷，得到所述分段曲軸前、中、后三段，分段車加工前、中、后段主軸頸中心孔，并配合偏心夾具分段車加工前、中、后段連桿頸中心孔，再車加工前、后段連桿頸的扇板減重孔，并鉆前、中、后段的直油孔和斜油孔；
b.用外圓磨床精磨前、中、后段連桿頸的軸頸錐度，所述軸頸錐度為1:100；
(3)工藝裝配精加工
a.將步驟(2)半精加工后的前、中、后段通過連接臂工藝裝配成曲軸整體，進(jìn)行曲軸的整體動(dòng)平衡檢測，如殘余不平衡量過大，通過打磨的方式去重；
b.光磨加工曲軸前、中、后段主軸頸及兩端軸頸，配合偏心夾具精磨加工前、中、后段連桿頸，再精磨加工曲軸前、中、后段主軸頸、兩端軸頸、扇板外圓和后段軸頸錐度，最后銑前段花鍵和后段兩鍵槽；
(4)將各段拆卸進(jìn)行清洗和氮化、拋光各個(gè)軸頸并油孔倒角、裝配各段堵頭及防銹處理。進(jìn)一步的,所述步驟(I)b步檢測工件彎曲變形量<1. 2mm,所述步驟(l)d步檢測工件彎曲變形量< O. 8_。所述步驟(I)C步中精車加工前、中、后段的連桿頸、步驟(I)e步中半精磨加工前、中、后段的連桿頸和步驟(3) b步精磨加工前、中、后段的連桿頸中，曲軸的相位角< 15分。所述步驟(I) b步和d步后，進(jìn)一步還對(duì)工件兩端的中心孔進(jìn)行研磨。所述步驟(3) a步中，動(dòng)平衡檢測檢測曲軸整體的不平衡量< 5g. cm。所述步驟(4)中，所述氮化處理后，曲軸各段的氮化層深度> O. 3mm,維式硬度650-700HV。由于采用了上述技術(shù)方案，前段、中段和后段整體下料加工，采用搖臂鉆床將圓鋼固定于鉆端面夾具上，在圓鋼的兩側(cè)打中心孔，控制兩中心在圓柱軸心上誤差< O. 8mm,能夠有效的提高整體加工精度，并保證曲軸扇形板的加工余量，提高加工裝夾精度，減少不必要的切削量，中心孔的深度為8±1_，以確保裝夾的精確；整個(gè)加工過程采用的加工設(shè)備及加工基準(zhǔn)面如下
先采用臥式車床頂尖頂一端的中心孔，三爪卡盤夾持圓鋼的另一端部，先車中段止推基面，以止推基面為基準(zhǔn)面定位粗車加工前段和后段的主軸頸及曲軸兩端部的軸頸，然后用偏心夾具兩鉗口分別定位前段和后段兩主軸頸，調(diào)整偏心夾具的偏心量，以中段主軸頸的基準(zhǔn)面定位粗車加工各段連桿頸；再采用立式升降臺(tái)銑床，以分度頭三爪定位前段外圓，尾頂尖定位另一端中心孔依樣板劃線粗銑各扇板外形。
經(jīng)加工后的工件熱處理調(diào)質(zhì)至硬度30-35HRC，能夠保證曲軸芯部硬度30-35HRC，確保曲軸整體機(jī)械性能，在熱處理調(diào)質(zhì)中工件可能發(fā)生變形，需對(duì)變形量進(jìn)行檢測，并對(duì)變形量超標(biāo)的工件進(jìn)行校直處理，保證后期加工的精確性。此后再采用臥式車床的三爪夾持前段的外圓，頂尖頂另一端中心孔，精車加工中段止推基面，以該面為基準(zhǔn)面按工藝尺寸精車加工主軸頸、前段和后段的開檔、軸向及直徑；采用外圓磨床卡箍定位前段的外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，光磨前段、中段和后段的主軸頸；再采用臥式車床以偏心夾具兩鉗口裝夾前段和后段的兩主軸頸，調(diào)整夾具的偏心量，以中段基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)精車加工前段、中段和后段的連桿頸，精車前段、中段和后段的連桿頸的過程中，需保證加工精度，以確保曲軸的相位角符合加工要求。加工后的工件熱處理去應(yīng)力，此過程中注意回火溫度以防止工件發(fā)生變形，還需對(duì)變形量進(jìn)行檢測，并對(duì)超標(biāo)變形的工件進(jìn)行校直處理。再采用外圓磨床卡箍定位前段的外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，半精磨各主軸頸、前段端部和后段端部；采用曲軸磨床兩偏心三爪夾持前段和后段的外圓，半精磨各連桿頸，半精磨過程中需確保曲軸的相位角符合加工要求；再采用立式加工中心夾具三爪夾持前段，頂尖頂另一端中心孔，精銑曲軸扇板外形；再采用臥式車床，三爪卡盤夾持前段主軸頸外圓，頂尖頂另一端中心孔，安裝中心架支撐后段主軸頸，車加工曲軸的后段的端面并精鏜端孔，加工完成后，曲軸調(diào)頭，按同樣的方法加工前段的端面并精鏜端孔。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝的顯著區(qū)別在于上述加工過程為整體加工，先整體粗加工完成后再進(jìn)行鋸斷和分段半精加工，粗加工件從各段連桿頸連接處鋸斷，得到分段曲軸的前、中、后三段，采用臥式車床三爪卡盤對(duì)各段進(jìn)行裝夾分段車加工前、中、后段的主軸頸中心孔，其中，前段和后端加工三爪夾持部位為主軸頸外圓，中段三爪夾持部位為扇形板外圓；并配合偏心夾具分段車加工前、中、后段的連桿頸中心孔，其中偏心夾具夾持前、后段主軸頸外圓，三爪夾持中段連桿頸進(jìn)行加工，再用臥式車床車配合偏心夾具夾持前、后段主軸頸外圓具加工前、后段連桿頸的扇板減重孔，并用搖臂鉆床鉆前、中、后段的直油孔和斜油孔。最后用外圓磨床精磨前、中、后段連桿頸1:100的軸頸錐度,軸頸錐度作為整個(gè)曲軸的連接部分，其加工中工件必須頂緊，冷卻液要充分冷卻磨削區(qū)，修整砂輪的修整器在磨床上應(yīng)固定牢靠，走刀必須平穩(wěn)；新修整砂輪首先檢驗(yàn)其磨削工件的表面粗糙度及過渡圓角，前、后段加工時(shí)磨床偏心夾具對(duì)其主軸頸進(jìn)行夾持，中段加工時(shí)以連桿頸兩中心孔定位。半精加工完后對(duì)各段修整、去毛刺、清洗及防銹，加工后的前、中、后段通過連接臂工藝裝配成曲軸整體，用精平衡機(jī)進(jìn)行曲軸的動(dòng)平衡檢測，如殘余不平衡量過大，可通過打磨的方式去重，但必須保持各處均勻。動(dòng)平衡檢測后進(jìn)入整體精加工，用外圓磨床的卡箍定位前段外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，光磨曲軸前、中、后段主軸頸及兩端軸頸；用曲軸磨床配合偏心夾具夾持前、后段主軸頸外圓精磨前、中、后段連桿頸，此過程需注意保證加工的準(zhǔn)確，以確保曲軸的相位角符合加工要求，保證加工精度；再用外圓磨床卡箍定位前段外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，精磨曲軸前、中、后段主軸頸、兩端軸頸、扇板外圓和后段軸頸錐度，最后用加工中心銑前段花鍵和后段兩鍵槽。最后將各段拆卸進(jìn)行清洗和氮化、拋光各個(gè)軸頸并油孔倒角、裝配各段堵頭及防銹處理，得到完整的曲軸裝配件，安裝連桿后進(jìn)行總裝，得到曲軸連桿總成。整個(gè)加工過程中，由于均采用的普通加工設(shè)備，加工設(shè)備加工參數(shù)、選用刀頭和各部分的加工余量根據(jù)設(shè)備性能狀況而異，作為公知常識(shí)在本發(fā)明中不做過多闡述，本發(fā)明重點(diǎn)在于加工總體思路和各個(gè)加工部位的加工步驟,但由于這種分段曲軸對(duì)加工精度要求較高，粗車加工優(yōu)選的直徑上單邊預(yù)留1. 5mm的余量,在軸向開檔端面單邊留余量O. 5mm的余量，便于后續(xù)加工的進(jìn)行，同時(shí)能有效的降低精加工中的切削量和加工時(shí)間，保證加工效率，半精加工后直徑上留余量O. 5mm,軸向開檔端面單邊留余量O. 2mm ;精加工后直徑上留拋光余量O. 005mm-0. 007mm,軸向開檔端面拋光即可。
本發(fā)明中對(duì)熱處理后需對(duì)工件進(jìn)行校直，能保證后續(xù)加工的精確，避免工件形變導(dǎo)致的產(chǎn)品不合格，嚴(yán)格曲軸的相位角< 15分，能夠有效的保證1:100錐度和錐孔連接的精S性，保證在曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)中的穩(wěn)定；所述步驟(l)b步和d步后進(jìn)一步還對(duì)工件兩端的中心孔進(jìn)行研磨也是為了提高加工的精確度，避免熱處理后中心孔對(duì)加工精度的不良影響；動(dòng)平衡檢測檢測控制曲軸整體的不平衡量< 5g. cm，也是為了提高這種分段曲軸連接的穩(wěn)定性和運(yùn)行的可靠性；曲軸各段的氮化層深度彡O. 3mm,維式硬度650-700HV，能夠有效的保證曲軸耐磨性。本發(fā)明的連接臂，設(shè)置有與相鄰兩段連桿頸軸頸錐度配合的兩個(gè)錐孔，兩個(gè)錐孔的錐度為1:100，其獨(dú)立加工工藝按如下步驟采用20Cr獨(dú)立下料鍛打后，進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)至22-28HRC，此過程中檢測彎曲變形量，如彎曲量超過O. 5mm需進(jìn)行校直，將連接板的外形及兩錐孔進(jìn)行粗加工和半精加工后，對(duì)工件進(jìn)行滲碳淬火，保證滲碳層深度O. 9-1. 1_，淬火硬度為56-62HRC,最后采用萬能型內(nèi)、夕卜圓磨床精磨兩內(nèi)孔以加工錐孔。連接臂的兩內(nèi)孔加工錐孔過程如下使用萬能型內(nèi)、外圓磨床配的專用夾具定位加工，以專用夾具的一定位光軸定位連接臂其中一孔，用壓板壓緊零件端面，調(diào)整磨床錐度為1:100標(biāo)準(zhǔn)錐度，用磨頭精磨該孔錐度，自動(dòng)往復(fù)加工最終保證加工錐孔的1:100裝配錐度，錐度使用國標(biāo)錐度環(huán)規(guī)進(jìn)行檢測；經(jīng)檢測合格后將零件調(diào)頭，采用有1:100標(biāo)準(zhǔn)錐度的定位軸插入已加工的錐度中進(jìn)行定位，壓板壓緊工件的端面，根據(jù)互為基準(zhǔn)的原則精磨另一孔錐度，自動(dòng)往復(fù)加工最終保證加工錐孔1:100裝配錐度，兩錐孔的平行度需控制在O. Olmm 內(nèi)。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是分段曲軸的加工采用先整體粗加工，鋸斷后再分段半精加工，最后再通過裝配后對(duì)整體進(jìn)行精加工得到完整的曲軸連桿總成，相比采用各段獨(dú)立下料和加工的工藝，本發(fā)明在整體粗加工中，能夠最大限度的避各段獨(dú)立加工中定位基準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致加工精度降低，且加工中容易控制曲軸的相位角，為各段的精確裝配連接奠定了基礎(chǔ)，這種加工工藝在加工過程中采用的均為普通加工設(shè)備，有效降低了對(duì)加工設(shè)備的要求，還節(jié)省了加工時(shí)間。有益效果
本發(fā)明的分段曲軸加工工藝，能夠有效的提高這種分段曲軸加工的成品率和加工質(zhì)量，并提高加工效率，降低加工工藝對(duì)加工設(shè)備的依賴，控制加工成本。
具體實(shí)施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
實(shí)施例本發(fā)明的一種分段曲軸加工工藝，所述分段曲軸包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通過各段連桿頸的軸頸錐度與連接臂配合的錐孔連接裝配而成，包括獨(dú)立的連接臂加工，曲軸加工采用先整體粗加工，鋸斷后再分段半精加工，最后再通過裝配后對(duì)整體進(jìn)行精加工得到完整的曲軸連桿總成。首先采用40CrNiMoA材質(zhì)的圓鋼前段、中段和后段整體下料加工，采用搖臂鉆床將圓鋼固定于鉆端面夾具上，在圓鋼的兩側(cè)打中心孔，中心孔深度8土 1mm,控制兩中心在圓柱軸心上誤差< Imm保證曲軸扇形板的加工余量。先采用臥式車床頂尖頂一端的中心孔，三爪卡盤夾持圓鋼的另一端部，先車中段止推基面，以止推基面為基準(zhǔn)面定位粗車加工前段和后段的主軸頸及曲軸兩端部的軸頸，一端完成后曲軸調(diào)頭，采用相同的方式裝夾，止推基面為基準(zhǔn)面定車加工另一端軸向和直徑；然后用偏心夾具的兩鉗口分別定位前段和后段兩主軸頸，調(diào)整偏心夾具的偏心量，以中段主軸頸的基準(zhǔn)面定位粗車加工前段和后段的連桿頸，完成以后松開夾緊螺母，曲軸翻轉(zhuǎn)180°，按上述方式車出中段的兩連桿頸，上述主軸頸和連桿頸的加工中，均以中段的止推基面為基準(zhǔn)；再采用立式升降臺(tái)銑床，以分度頭三爪定位前段主軸頸，尾頂尖定位另一端中心孔，依劃線樣板劃扇板外形線，旋轉(zhuǎn)分度頭找正各扇板外形線，依此粗銑各扇板外形；曲軸主軸頸和連桿頸的粗加工中，直徑上單邊預(yù)留1. 5mm的余量，在軸向開檔端面單邊留余量O. 5mm的余量。經(jīng)加工后的工件熱處理調(diào)質(zhì)至硬度30-35HRC，保證曲軸芯部硬度30-35HRC，同根硬度差< 4HRC，確保曲軸整體機(jī)械性能，在熱處理調(diào)質(zhì)中工件可能發(fā)生變形，需對(duì)變形量進(jìn)行測量，并對(duì)超標(biāo)變形的工件進(jìn)行校直處理，控制變形量<1. 2mm，在熱處理調(diào)質(zhì)后用臥式車床對(duì)工件的中心孔進(jìn)行研磨。經(jīng)上述加工后，再采用臥式車床三爪夾持前段的外圓，頂尖頂另一端中心孔，精車中段止推基面，以該面為基準(zhǔn)面精車加工主軸頸、前段的開檔、軸向及直徑，當(dāng)一端加工完畢以后，曲軸調(diào)頭，按同樣的裝夾定位加工另一端開檔、軸向及直徑；再采用外圓磨床卡箍定位前段的外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，光磨前段、中段和后段的主軸頸；再采用臥式車床，配合偏心夾具兩鉗口裝夾前段和后段的兩主軸頸，調(diào)整夾具的偏心量，以中段基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)精車加工前段、和后段的扇形板側(cè)面連桿頸，加工完后，松開夾緊螺母，曲軸翻轉(zhuǎn)180°，按上述步驟精車加工中段兩扇形板側(cè)面的連桿頸，精車前段、中段和后段的連桿頸的過程中，需注意保證加工的準(zhǔn)確，以控制曲軸的相位角< 15分，確保符合加工要求，保證加工精度。加工后的工件熱處理去應(yīng)力，操作中意回火溫度，以保證該曲軸的硬度為30-35HRC，此過程中工件可能發(fā)生變形，需對(duì)變形量進(jìn)行測量，控制工件彎曲變形量<O. 8mm，對(duì)超標(biāo)變形的工件進(jìn)行校直處理，在熱處理調(diào)質(zhì)后用臥式車床對(duì)工件的中心孔進(jìn)行研磨。再采用外圓磨床卡箍定位前段的外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，半精磨各主軸頸、前段端部和后段端部；采用曲軸磨床，配合兩偏心夾具三爪夾持前段和后段的外圓，校正前段扇形板側(cè)的連桿頸外圓后，半精磨各連桿頸及開檔面，半精磨過程中需保證曲軸的相位角< 15分,半精磨中直徑上留余量O. 5mm ;再采用立式加工中心,三爪夾具夾持前段,頂尖頂另一端中心孔，按程序精銑扇板外形，保證粗糙度；再采用臥式車床，三爪卡盤夾持前段主軸頸外圓，頂尖頂另一端中心孔，安裝中心架支撐后段主軸頸，車加工曲軸后段端面，車加工后段端面，再鉆螺紋底孔并攻絲，完成后將曲軸調(diào)頭，采用相同的裝夾，車加工前段端面，并精鏜端孔。本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝的顯著區(qū)別在于上述加工過程為整體加工，先整體粗加工完成后再進(jìn)行鋸斷和分段半精加工。采用雙柱式液壓帶鋸機(jī)的自帶夾緊裝置以壓板壓緊主軸頸外圓，簡易墊塊支頂前段連桿頸，從前段連桿頸與連接臂的連接處鋸斷得到曲軸前端，曲軸調(diào)頭，壓緊曲軸后段主軸頸，支墊后段段連桿頸，按上述方法從后段連桿頸與連接臂連接處鋸斷，得到曲軸后段，再壓緊中段主軸頸，支墊中段兩側(cè)的連桿頸，按上述方法鋸掉兩端的連接臂板，留下部分為曲軸中段，得到分段曲軸的前、中、后三段。在采用臥式車床三爪卡盤對(duì)各段進(jìn)行裝夾分段車加工前、中、后段主軸頸中心孔，其中，前段和后端加工中三爪夾持部位為主軸頸，中段三爪夾持部位為扇形板外圓；臥式車床配合偏心夾具分段車加工前、中、后段連桿頸中心孔，其中，前、后段加工采用偏心夾具夾持主軸頸外圓，中段加工采用三爪卡盤夾持連桿頸；再用臥式車床車配合偏心夾具夾持前、后段主軸頸外圓，加工前、后段連桿頸的扇板減重孔。用搖臂鉆床鉆前、中、后段的直油孔和斜油孔，過程如下各段加工中均平放，找正連桿頸最高點(diǎn)，預(yù)夾緊，再將主軸頸旋轉(zhuǎn)45°，用定位塊支墊連桿頸底部后夾緊主軸頸，用直徑3. 5的加長麻花鉆鉆主軸頸上的一側(cè)的直油孔，直油孔至與主軸頸中間孔通連通，孔口倒角，松開夾具，旋轉(zhuǎn)曲軸90°，用相同定位塊定位，鉆主軸頸上另一對(duì)稱的直油孔，直至與軸頸中間孔通并倒角，加工后的兩直油孔沿連桿與主軸中心線相互垂直；斜油孔的加工中，曲軸各段平放在搖臂鉆床上，將連桿頸找正到最高點(diǎn)，預(yù)夾緊，再將主軸頸旋轉(zhuǎn)45°，用定位塊支墊連桿頸底部，夾緊軸頸，用直徑3. 5的加長麻花鉆鉆連桿頸上的斜油孔，直至與主軸頸的中間孔通，在直油孔和斜油孔加工中，注意保護(hù)軸頸及開檔，不能磕碰傷開檔面及其它精加工表面。最后用外圓磨床精磨前、中、后段連桿頸1:100的軸頸錐度,軸頸錐度作為整個(gè)曲軸的連接部分，其加工中工件必須頂緊，冷卻液要充分冷卻磨削區(qū)，修整砂輪的修整器在磨床上應(yīng)固定牢靠，走刀必須平穩(wěn)；新修整砂輪首先檢驗(yàn)其磨削工件的表面粗糙度及過渡圓角，前、后段加工時(shí)磨床偏心夾具對(duì)其主軸頸進(jìn)行夾持，中段加工軸頸錐度時(shí)以連桿頸的兩中心孔定位；軸頸錐度加工中先調(diào)整磨床錐度為1: 100，磨頭轉(zhuǎn)速為10000-12000 r/min，吃刀深度為O. 005-0. 015mm,自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終保證加工軸頸錐度的1:100裝配錐度，加工完成后，用標(biāo)準(zhǔn)1:100環(huán)規(guī)和紅丹粉檢驗(yàn)錐度加工尺寸及貼合度，其著色面積不小于80%。半精加工完后對(duì)各段修整、去毛刺、清洗及防銹，加工后的前、中、后段配合獨(dú)立加工的連接臂，采用壓力機(jī)工藝裝配成曲軸整體，用壓力機(jī)裝配夾具定位塊定位連接臂，依次裝配前段、中段及后段，并保證裝配后的開檔尺寸符合工藝要求，再用精平衡機(jī)進(jìn)行曲軸的動(dòng)平衡檢測，控制不平衡量< 5g. cm，如殘余不平衡量過大，通過打磨的方式去重，但必須保持各處均勻。動(dòng)平衡檢測后，再對(duì)曲軸整體進(jìn)行精加工。用外圓磨床的卡箍定位前段主軸頸外圓，兩頂尖頂兩端部中心孔，光磨曲軸前、中、后段主軸頸及曲軸兩端部軸頸，光磨中直徑上留余量O. 5mm，軸向開檔端面單邊留余量O. 2mm ;再用曲軸磨床配合偏心夾持前、后段主軸頸外圓精磨前、中、后段連桿頸，需注意保證加工的準(zhǔn)確，以控制曲軸的相位角< 15分以保證加工精度；再用外圓磨床卡箍定位前段主軸頸外圓，兩頂尖頂兩端中心孔，精磨曲軸前、中、后段主軸頸、兩端軸頸、扇板外圓和后段軸頸錐度，所述后段軸頸錐度精磨中用卡箍定位前段主軸頸的外圓，兩頂尖頂曲軸兩端部中心孔，調(diào)對(duì)磨床錐度將后段軸頸錐度精磨加工至1:8，精磨后直徑上留拋光余量為O. 005mm-0. 007_，軸向開檔端面無余量，見光即可；最后將曲軸整體安裝在用加工中心的自備旋轉(zhuǎn)夾頭上，旋轉(zhuǎn)夾頭包裹夾套或銅皮，夾持并保護(hù)軸頸，頂尖支頂中心孔，全段在工作臺(tái)左側(cè)，找軸頸外側(cè)母線，對(duì)刀銑外花鍵，且保證花鍵齒中心線與齒頂重合，依照程序銑前段花鍵，再采用相同的裝夾方式，在加工中心中校找后段連桿軸頸的最高點(diǎn)，找后段主軸頸外側(cè)母線，對(duì)刀銑后段兩鍵槽至工藝尺寸。 上述過程加工完成后，還對(duì)工件進(jìn)行磁粉探傷，以熒光磁粉探傷機(jī)的隨機(jī)夾具定位曲軸兩端，開動(dòng)探傷機(jī)檢查曲軸各加工表面有無裂紋及加工缺陷，磁粉探傷后立即退磁處理。最后將各段拆卸進(jìn)行清洗后，用井式氮化爐氮化各段，保證各段的氮化層深度彡O. 3mm，維式硬度650-700HV ;再用拋光機(jī)對(duì)主軸頸、連桿頸和各軸頸進(jìn)行拋光，拋光選用600#砂帶，同時(shí)對(duì)油孔進(jìn)行倒角和拋光，最后裝配各段主軸頸和連桿頸的堵頭，堵頭配好后用配好后用10#儀表油在常溫下以O(shè). 59-0. 78MPa的壓力進(jìn)行試漏試驗(yàn)，保證2分鐘內(nèi)漏油為宜；合格后對(duì)工件進(jìn)行防銹處理，得到完整的曲軸裝配件，再次拆卸并安裝連桿后進(jìn)行總裝，得到曲軸連桿總成。整個(gè)加工過程中，加工余量可以根據(jù)實(shí)際加工設(shè)備情況選擇，本實(shí)施例中，在粗車中的直徑上單邊預(yù)留1. 5mm的余量,在軸向開檔端面單邊留余量O. 5mm的余量,便于后續(xù)加工的進(jìn)行，并有效的降低精加工中的切削量和加工時(shí)間，保證加工效率，半精加工后直徑上留余量O. 5mm，軸向開檔端面單邊留余量O. 2mm ;精加工后直徑上留拋光余量O. 005mm-0. 007mm,軸向開檔端面無余量,拋光即可。本發(fā)明的連接臂，設(shè)置有與相鄰兩段連桿頸軸頸錐度配合的兩個(gè)錐孔，兩個(gè)錐孔的錐度為1:100，其獨(dú)立加工工藝有如下步驟采用20Cr獨(dú)立下料鍛打后，進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)至22-28HRC，此過程中檢測彎曲變形量，如彎曲量超過O. 5mm需進(jìn)行校直，將連接板的外形及兩錐孔進(jìn)行粗加工和半精加工后，對(duì)工件進(jìn)行滲碳淬火，保證滲碳層深度O. 9-1.1mm,淬火硬度為56-62HRC，最后采用平面磨床精磨兩內(nèi)孔加工錐孔，兩內(nèi)孔加工錐孔過程如下使用萬能型內(nèi)、外圓磨床配的專用偏心夾具定位加工，以專用夾具的定位光軸定位連接臂其中一孔，用壓板壓緊零件端面，調(diào)整磨床錐度為1:100標(biāo)準(zhǔn)錐度，用磨頭精磨另一孔錐度，磨頭轉(zhuǎn)速為10000-12000 r/min，吃刀深度為O. 005-0. 015mm，自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終保證加工錐孔的1:100裝配錐度，錐度使用國標(biāo)錐度環(huán)規(guī)進(jìn)行檢測；經(jīng)檢測合格后將零件調(diào)頭，采用有1:100標(biāo)準(zhǔn)錐度的定位軸插入已加工的錐度中進(jìn)行定位，壓板壓緊工件的端面，根據(jù)互為基準(zhǔn)的原則精磨另一孔錐度，磨頭轉(zhuǎn)速為10000-12000 r/min，吃刀深度為O. 005-0. 015mm,自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終保證加工錐孔1:100裝配錐度，兩錐孔的平行度應(yīng)控制在O. Olmm內(nèi)ο本發(fā)明的分段曲軸加工工藝，采用先整體粗加工，鋸斷后再分段半精加工，最后再通過裝配后對(duì)整體進(jìn)行精加工得到完整的曲軸連桿總成，相比采用各段獨(dú)立下料和加工的工藝，在整體粗加工中，能夠最大限度的避各段獨(dú)立加工中定位基準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致加工精度降低，本發(fā)明在加工中容易控制曲軸的相位角，為各段的精確裝配連接奠定了基礎(chǔ)，這種加工工藝在加工過程中采用的均為普通加工設(shè)備，有效降低了對(duì)加工設(shè)備的要求，提高了加工效率。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種分段曲軸加工工藝，所述分段曲軸包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通過各段連桿頸的軸頸錐度與連接臂上配合的錐孔連接裝配而成，所述連接臂獨(dú)立加工，其特征在于包括以下步驟(1)整體粗加工a.圓鋼整體下料打中心孔，控制兩中心孔在圓柱軸心上誤差<O. 8mm，粗車加工前、 中、后段主軸頸及兩端軸頸，配合偏心夾具粗車加工前、中、后段連桿頸，并粗銑扇板外形；b.將粗加工件熱處理調(diào)質(zhì)至30-35HRC，調(diào)質(zhì)后對(duì)工件變形量進(jìn)行檢測，對(duì)超標(biāo)的變形量進(jìn)行校直；c.精車加工前、中、后段主軸頸及兩端軸頸，然后光磨加工前、中、后段主軸頸，再配合偏心夾具精車加工前、中、后段連桿頸；d.加工件熱處理去應(yīng)力，去應(yīng)力后對(duì)工件變形量進(jìn)行檢測，對(duì)超標(biāo)的變形量進(jìn)行校直；e.半精磨加工主軸頸及兩端軸頸，再半精磨加工前、中、后段連桿頸，并精銑曲軸扇板外形，最后車加工曲軸的兩端面、精鏜兩端孔；(2)鋸斷半精加工a.將步驟(I)的粗加工件從各段連桿頸連接處鋸斷，得到所述分段曲軸前、中、后三段，分段車加工前、中、后段主軸頸中心孔，并配合偏心夾具分段車加工前、中、后段連桿頸中心孔，再車加工前、后段連桿頸的扇板減重孔，并鉆前、中、后段的直油孔和斜油孔；b.用外圓磨床精磨前、中、后段連桿頸的軸頸錐度，所述軸頸錐度為1:100；(3)工藝裝配精加工a.將步驟(2)半精加工后的前、中、后段通過連接臂工藝裝配成曲軸整體，進(jìn)行曲軸的整體動(dòng)平衡檢測，如殘余不平衡量過大，通過打磨的方式去重；b.光磨加工曲軸前、中、后段主軸頸及兩端軸頸，配合偏心夾具精磨加工前、中、后段連桿頸，再精磨加工曲軸前、中、后段主軸頸、兩端軸頸、扇板外圓和后段軸頸錐度，最后銑前段花鍵和后段兩鍵槽；(4)將各段拆卸進(jìn)行清洗和氮化、拋光各個(gè)軸頸并油孔倒角、裝配各段堵頭及防銹處理。
2.如權(quán)利要求1所述的分段曲軸加工工藝，其特征在于所述步驟(l)b步檢測工件彎曲變形量<1. 2mm,所述步驟(I) d步檢測工件彎曲變形量< 0.8mm。
3.如權(quán)利要求1所述的分段曲軸加工工藝，其特征在于所述步驟(I)C步中精車加工前、中、后段的連桿頸、步驟(I) e步中半精磨加工前、中、后段的連桿頸和步驟(3) b步精磨加工前、中、后段的連桿頸中，曲軸的相位角< 15分。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的分段曲軸加工工藝，其特征在于所述步驟(l)b步和 d步后，進(jìn)一步還對(duì)工件兩端的中心孔進(jìn)行研磨。
5.如權(quán)利要求1所述的分段曲軸加工工藝，其特征在于所述步驟(3)a步中，動(dòng)平衡檢測檢測曲軸整體的不平衡量< 5g. cm。
6.如權(quán)利要求1所述的分段曲軸加工工藝，其特征在于所述步驟(4)中，所述氮化處理后，曲軸各段的氮化層深度彡O. 3mm,維式硬度650-700HV。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種曲軸加工工藝，尤其是一種分段曲軸加工工藝，屬于曲軸加工制造技術(shù)領(lǐng)域；所述分段曲軸包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通過各段連桿頸的軸頸錐度與連接臂配合的錐孔連接裝配而成，采用先整體粗加工，鋸斷后再分段半精加工，最后再通過裝配后對(duì)整體進(jìn)行精加工得到完整的曲軸連桿總成；相比于采用各段獨(dú)立下料和加工的工藝，在整體粗加工中，能夠最大限度的避免各段獨(dú)立加工中定位基準(zhǔn)不一致而導(dǎo)致加工精度降低，本發(fā)明在加工中容易控制曲軸的相位角，為各段的精確裝配連接奠定基礎(chǔ)，這種加工工藝在加工過程中采用的均為普通加工設(shè)備，有效降低了對(duì)加工設(shè)備的要求，提高了加工效率。
文檔編號(hào)B23P15/14GK103009021SQ201210588780
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者寧富貴, 吳大興, 易啟明 申請(qǐng)人:四川綿竹鑫坤機(jī)械制造有限責(zé)任公司