曲軸軸向加工余量自動分配方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及曲軸軸向加工的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種曲軸軸向加工余量自動分配方法。加工余量的分配反應(yīng)在數(shù)控設(shè)備上就是工件零點的確定，利用加工中心的自動測量系統(tǒng)，編制自動測量程序和計算方法，能夠快速完成對曲軸各開檔尺寸的檢查，利用一個算法，求得各檔工件零點相對實際開檔中心的差值，再次利用一個比較算法，找到工件零點的最佳補償數(shù)值及補償方向，進而對工件零點的零點偏移進行補償，就實現(xiàn)了曲軸軸向加工余量的自動分配。這種方法可保證軸向各處都有加工余量，且相對立的兩側(cè)最小加工余量相等，與傳統(tǒng)余量分配方法結(jié)果一致。
【專利說明】
曲軸軸向加工余量自動分配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種曲軸加工方法，尤其涉及一種曲軸軸向加工余量自動分配方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的曲軸在加工前，首先由人工對毛坯進行軸向尺寸檢查，手工檢查所有主軸頸開檔尺寸、所有連桿頸開檔尺寸、所有曲柄厚度等，測量部位如圖1所示，然后根據(jù)實測尺寸進行下工序余量的分配。所有測量的數(shù)據(jù)均存在相關(guān)性，一個尺寸變動將影響其余所有尺寸，同時，曲柄左右兩側(cè)余量又存在對立性，一側(cè)余量多，另一側(cè)余量肯定減少。所以整根曲軸需統(tǒng)籌考慮，既要保證各處都有加工余量，同時也要保證曲柄左側(cè)的最小加工余量和右側(cè)最小加工余量相等，故至少需進行兩次分配才能最終確定下工序的加工余量。最后由操作者在普通車床上根據(jù)分配好的加工余量進行加工。此方法的特點是:測量數(shù)據(jù)多，計算量大，費時費力，嚴重影響了加工效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述缺陷，提供一種曲軸軸向加工余量自動分配方法。
[0004]為了克服【背景技術(shù)】中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種曲軸軸向加工余量自動分配方法,該方法包括，
第一步、根據(jù)曲軸理論軸向尺寸，大致計算出曲軸右端面至機床零點的距離，進而確定工件零點的位置；
第二步、根據(jù)理論尺寸，以第一步確定的工件零點為參考點，將每個主軸頸和連桿頸建立各自的零點位置，均設(shè)置在理論上的開檔中間部位；
第三步、測量某一檔主軸頸或者連桿頸時，首先將測量頭定位在該檔的零點位置，然后進行左右側(cè)面的長度測量，在零點位置左側(cè)的測量值為負值，即-Zl ;在零點位置右側(cè)的測量值為正值，即+Z2，對兩個數(shù)值取算數(shù)平均值，即Λ Z= (-Ζ1+Ζ2) /2，所得Δ Z即是理論零點位置與實際開檔中點位置的差值，數(shù)值符號代表差值方向，+號代表Z正向，-號代表Z負向，若要保證兩開檔面加工余量相等，則必須將零點位置與實際開檔中點位置重合，即移動Δ Z距離；
第四步、測量頭對所有主軸頸和連桿頸進行測量，將每檔的Λ Z計算出來，并利用機床自帶變量進行保存；
第五步、利用找最大值和最小值的算法，找出Λ Z中的最大值Λ Zmax和最小值Δ Zmin ；
第六步、將第五步中找到得最大值Λ Zmax和最小值Λ Zmin取算數(shù)平均值Δ Zave= Δ (Zmax+ Δ Zmin)/2,將Λ Zave補償?shù)焦ぜ泓c的零點偏移中，就實現(xiàn)了曲軸軸向的自動分檔。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:這種曲軸軸向加工余量自動分配方法相比于人工分檔，提高了分檔效率，減少了認為誤差，解決了在數(shù)控設(shè)備上軸向加工余量的合理化分配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0007]圖1是本發(fā)明曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明曲軸局部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明測量的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明另一測量的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖6是本發(fā)明另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、曲柄位置,2、曲柄位置,3、曲柄位置,4、曲柄位置,5、曲柄位置,6、曲柄位置,7、曲柄位置，8、曲柄位置，9、零點，10、零點，11、零點，12、機床零點，13、工件零點，14、主軸頸開檔，15、連桿頸開檔，16、零點位置，17、測量頭，18、曲柄厚度。

【具體實施方式】
[0013]隨著自動化設(shè)備的應(yīng)用，曲軸的加工也轉(zhuǎn)移到數(shù)控設(shè)備上來，加工余量的分配反應(yīng)在數(shù)控設(shè)備上就是工件零點13的確定，見圖2。這種曲軸軸向加工余量自動分配方法就是利用加工中心的自動測量系統(tǒng)，編制自動測量程序和計算方法，能夠快速完成對曲軸各開檔尺寸的檢查，通過方法計算，求得各檔工件的零點位置16相對實際開檔中心的差值，再次利用一個比較算法，找到工件零點13的最佳補償數(shù)值及補償方向，進而對工件零點13的零點偏移進行補償，就實現(xiàn)了曲軸軸向加工余量的自動分配。這種方法可保證軸向各處都有加工余量，且相對立的兩側(cè)最小加工余量相等，與傳統(tǒng)余量分配方法結(jié)果一致。
[0014]這種曲軸軸向加工余量自動分配方法包括:
第一步、根據(jù)曲軸理論軸向尺寸，大致計算出曲軸右端面至機床零點12的距離，進而確定工件零點13的位置；如圖2所示。
[0015]第二步、根據(jù)理論尺寸，以第一步確定的工件零點13為參考點，將每個主軸頸14和連桿頸15建立各自的零點位置16，均設(shè)置在理論上的開檔中間部位，如圖2所示，便于測量某一檔時，測量頭17粗略定位在該檔零點位置。
[0016]第三步、測量某一檔主軸頸或者連桿頸時，首先將測量頭17定位在該檔的零點位置16，然后進行左右側(cè)面的長度測量，如圖3所示。在零點位置16左側(cè)的測量值為負值，即-Zl ;在零點位置16右側(cè)的測量值為正值，即+Z2，對兩個數(shù)值取算數(shù)平均值，即Λ Z=(-Ζ1+Ζ2)/2，所得Λ Z即是理論零點位置與實際開檔中點位置的差值，數(shù)值符號代表差值方向，+號代表Z正向，-號代表Z負向，若要保證兩開檔面加工余量相等，則必須將零點位置與實際開檔中點位置重合，即移動Λ Z距離，測量連桿頸與測量主軸頸類似，如圖4所示。
[0017]第四步、測量頭17對所有主軸頸14和連桿頸15進行測量，將每檔的Λ Z計算出來，并利用機床自帶變量進行保存。
[0018]第五步、利用找最大值和最小值的算法,找出Λ Z中的最大值Λ Zmax和最小值Δ Zmin0
[0019]第六步、將第五步中找到得最大值Λ Zmax和最小值Λ Zmin取算數(shù)平均值Δ Zave= Δ (Zmax+ Δ Zmin) /2,將Λ Zave補償?shù)焦ぜ泓c13的零點偏移中，就實現(xiàn)了曲軸軸向的自動分檔。這種方法可保證軸向各處都有加工余量，且相對立的兩側(cè)最小加工余量相等，與傳統(tǒng)余量分配方法結(jié)果一致。避免了人為測量誤差，也實現(xiàn)了統(tǒng)籌考慮的思想。
實施例
[0020]假設(shè)曲軸毛坯的主軸頸14開檔理論尺寸為98mm，連桿頸15開檔為198mm，曲柄厚度18為52mm。成品的主軸頸開檔理論尺寸為100mm,連桿頸開檔為200mm,曲柄厚度為50mm,即理論上，從毛坯到成品，曲柄內(nèi)外側(cè)加工余量均為1mm。圖5為一根曲軸中兩檔連桿頸和一檔主軸頸的實測尺寸。
[0021]人工余量分配方案:第一次余量分配如下:按照從中間向兩端分配的原則，試分配曲柄位置4余量為I，則曲柄位置3余量為54-50-1=3，曲柄位置2余量為200-197-3=0，曲柄位置I余量為53-50-0=3，曲柄位置5余量為100-97-1=2，曲柄位置6余量為53_50_2=1，曲柄位置7余量為200-197-1=2，曲柄位置8余量為55-50-2=3。具體見表I。
[0022]表1:第一次余量分配方案
■曲柄位置丨1丨2丨3丨4丨5丨6丨7丨8
人工分配I_Ι?Ι?ΙΙΙΙ
從表I可看出，曲柄2位置加工余量為0，即沒有加工余量。表中的曲柄位置1、曲柄位置3、曲柄位置5、曲柄位置7均為曲柄左側(cè)加工余量，表中曲柄位置2、曲柄位置4、曲柄位置6、曲柄位置8均為曲柄右側(cè)加工余量，兩側(cè)存在對立性，一邊大，另一邊就會變小。左側(cè)最小值為2，右側(cè)最小值為0，為保證左側(cè)最小余量和右側(cè)最小余量相等，則需向左側(cè)借1mm。故曲柄位置1、曲柄位置3、曲柄位置5、曲柄位置7處余量可減1mm，曲柄位置2、曲柄位置4、曲柄位置6、曲柄位置8處余量需加1mm。第二次余量分配見表2。
[0023]表2:第二次余量分配方案
■曲柄位置丨1丨2丨3丨4丨5丨6丨7丨8
人工分配22~2 2~2~4
上表中曲柄左側(cè)最小加工余量為I，右側(cè)最小加工余量也為I，兩者相等，且各處均有加工余量，則表2為人工分配的最佳余量分配方案。
[0024]自動測量余量分配方案:
具體見圖6，假設(shè)測量頭檢測到零點9距離曲柄位置2端面的距離為97mm，則距離曲柄位置3端面的距離為197-97=100mm ;根據(jù)零點間距200mm，測量頭可方便檢測出零點10距離曲柄位置4端面的距離為200-100-54=46mm，零點10距離曲柄位置5端面的距離為97-46=51mm，零點11距離曲柄位置6端面的距離為200-5l_53=96mm，零點11距離曲柄位置7端面的距離為197-96=101mm。
[0025]計算各檔算數(shù)平均值如下:
Δ Z9= (-97+100)/2=1.5mm
Δ ZlO= (-46+51)/2=2.5mm
Δ Zll= (-96+101)/2=2.5mm
取其中最大值和最小值:
Δ Zmax=2.5mm
Δ Zmin=L 5mm
可求得Λ Zave= (2.5+1.5)/2=2mm，即零點向Z正向補償2_。
[0026]則零點9距離曲柄位置2端面的距離變?yōu)?9mm，距離曲柄位置3端面的距離變?yōu)?8mm ;零點10距離曲柄位置4端面的距離變?yōu)?8mm,距離曲柄位置5端面的距離變?yōu)?9mm ；零點11距離曲柄位置6端面的距離變?yōu)?8mm，距離曲柄位置7端面的距離變?yōu)?9mm。當以更變后的工件零點為基準加工至成品尺寸時，曲柄位置2端面處加工余量為100-99=lmm，曲柄位置3端面處加工余量為100-98=2mm，曲柄位置4端面處加工余量為50_48=2mm，曲柄位置5端面處加工余量為50-49=lmm,曲柄位置6端面處加工余量為100-98=2mm,曲柄位置7端面處加工余量為100-99=lmm，曲柄位置8端面處加工余量為55-50_l=4mm，曲柄位置I端面處加工余量為53-50-1=2_，具體見表3。
[0027]表3:自動余量分配方案.曲柄位置丨1丨2丨3丨4丨5丨6丨7丨8
人工分配2_ΙΙΙΙΙΙ--
表3和表2數(shù)據(jù)一致，再次驗證了自動余量分配的正確性。
【權(quán)利要求】
1.一種曲軸軸向加工余量自動分配方法，其特征在于:該方法包括， 第一步、根據(jù)曲軸理論軸向尺寸，大致計算出曲軸右端面至機床零點(12)的距離，進而確定工件零點(13)的位置； 第二步、根據(jù)理論尺寸，以第一步確定的工件零點(13)為參考點，將每個主軸頸(14)和連桿頸(15)建立各自的零點位置(16)，均設(shè)置在理論上的開檔中間部位； 第三步、測量某一檔主軸頸或者連桿頸時，首先將測量頭(17)定位在該檔的零點位置(16)，然后進行左右側(cè)面的長度測量，在零點位置(16)左側(cè)的測量值為負值，即-Zl ;在零點位置(16)右側(cè)的測量值為正值，即+Z2，對兩個數(shù)值取算數(shù)平均值，即Λ Z= (-Zl+Z2)/2,所得Λ Z即是理論零點位置與實際開檔中點位置的差值，數(shù)值符號代表差值方向，+號代表Z正向，-號代表Z負向，若要保證兩開檔面加工余量相等，則必須將零點位置與實際開檔中點位置重合，即移動Λ Z距離； 第四步、測量頭(17)對所有主軸頸(14)和連桿頸(15)進行測量，將每檔的Λ Z計算出來，并利用機床自帶變量進行保存； 第五步、利用找最大值和最小值的算法，找出Λ Z中的最大值Λ Zmax和最小值Δ Zmin ； 第六步、將第五步中找到得最大值Λ Zmax和最小值Λ Zmin取算數(shù)平均值Δ Zave= Δ (Zmax+ Δ Zmin)/2,將Λ Zave補償?shù)焦ぜ泓c(13)的零點偏移中，就實現(xiàn)了曲軸軸向的自動分檔。
【文檔編號】G06F19/00GK104209811SQ201410454345
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】劉德嶺, 宣俊才, 劉剛 申請人:南車戚墅堰機車有限公司