曲轴键槽加工及检测方法

摘要

本发明涉及一种曲轴键槽加工及检测方法，属于机械加工技术领域。该方法的步骤为：制造两块上、下两面平行的等高基准块；在两基准块的一个端面上分别加工出连心线垂直于上下表面的至少两个中心孔；借助轴端定位结构使两基准块分别固定在曲轴两端；分别以相应的中心孔定轴心，旋转加工出符合要求的主轴颈和曲拐轴颈；以基准块的上、下平面为基准，加工出主轴颈上的键槽；以基准块的上、下平面为检测基准，借助角尺和间距检测器具，检测键槽关于曲拐轴颈中心和主轴颈中心连线的对称度。本发明精度高、可信度高，方法简便、成本低。

权利要求

1.一种曲轴键槽加工及检测方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、制造两块上、下两面平行的等高基准块；

第二步、在两基准块的一个端面上分别加工出间距与主轴颈和曲拐轴颈中心距一致、且连心线垂直于上下表面的至少两个中心孔；

第三步、在待加工曲轴两端各留出加长段，再在两基准块的另一端面分别加工出内径与加长段直径相配的轴端定位沉孔，并将待加工曲轴两端的加长段分别插入两基准块的轴端定位沉孔内，使两基准块分别牢固固定在待加工曲轴两端；

第四步、分别以两端基准块上的各相应中心孔在旋转加工机床上定位，旋转加工出符合要求的主轴颈和曲拐轴颈；

第五步、以两端的基准块上、下平面为基准，在键槽加工机床上加工出主轴颈上的键槽；

第六步、以两端的基准块上、下平面为检测基准，借助靠向主轴颈的角尺和间距检测器具，检测键槽对于曲拐轴颈中心和主轴颈中心连线的对称度，待检测合格后，切除曲轴两端的加长段及基准块。

2.根据权利要求1所述的曲轴键槽加工及检测方法，其特征在于：所述加长段的直径小于相邻的待加工曲轴的轴端直径。

3.根据权利要求2所述的曲轴键槽加工及检测方法，其特征在于：所述两基准块与待加工曲轴两端的加长段焊接，焊接时借助平台保证两基准块的对应平面处在同一个平面上。

4.根据权利要求3所述的曲轴键槽加工及检测方法，其特征在于：所述第四步中、先在车床上分别顶住两端基准块上的各相应中心孔，车出留出余量的主轴颈和曲拐轴颈，再在磨床上磨出符合要求的主轴颈和曲拐轴颈。

说明书

曲轴键槽加工及检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机械传动件的加工及检测方法，尤其是一种曲轴键槽加工及检测方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

[0002] 据申请人了解，大型机械传动设备对所用曲轴的主轴颈双键槽对曲拐中心和主轴颈中心连线平面的对称度通常都有严格要求。目前，通常采用曲轴磨床对批量生产的曲轴进行精加工。但是，对单件小批生产的大型非标曲轴而言，制造存在很大的难度，不仅因为大型曲轴磨床资源稀缺，设备投资费用昂贵，而且键槽加工时很难检测找正准曲拐的中心线和主轴颈中心连线平面，从而使得加工的键槽对称度很难达到设计要求，加工后很难准确检测键槽的对称度。

[0003] 如图1和图2所示，稍加分析可知，当要求位于曲轴主轴颈1的双键槽对曲拐轴颈中心和主轴颈中心连线O1-O2的对称度为0.045mm时，理论及实践都证明，借助传统用千分表找高点的办法很难准确找到曲拐最高点位置。实际上，用千分表找高点的办法找到的曲拐中心和主轴颈中心连线平面往往存在很大的偏差，该偏差值有可能远大于键槽的对称度的要求值。其原因可以通过图3的示例来说明，对于R＝200mm的轴径，在离开高点2 2 1/2
±0.5mm(即L＝1mm)处的理论高度差为Δ＝R-(R-(L/2)) ＝0.0006mm。也就是说，用千分表测量时在L＝1mm的范围内千分表读数无变化，其中的任何一点都有可能被视为高点，最大偏差有可能在1mm以上，该偏差已经远远超过键槽的对称度0.045mm的数量级。
因此，用该方法找到的“基准”在加工键槽及检测键槽的对称度时无法保证精度。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种曲轴键槽加工及检测方法，该方法不但操作简便，而且可行度高，从而解决大型曲轴键槽加工及检测的难题。

[0005] 为了达到上述目的，本发明的曲轴键槽加工及检测方法包括以下步骤：

[0006] 第一步、制造两块上、下两面平行的等高基准块；

[0007] 第二步、在两基准块的一个端面上分别加工出间距与主轴颈和曲拐轴颈中心距一致、且连心线垂直于上下表面的至少两个中心孔(中心孔数量取决于曲拐数)；

[0008] 第三步、在两基准块的另一端面分别加工出轴端定位结构，并借助轴端定位结构使两基准块分别对应牢固固定在待加工曲轴两端；

[0009] 第四步、分别以两端基准块上的各相应中心孔在旋转加工机床上定位，旋转加工出符合要求的主轴颈和曲拐轴颈；

[0010] 第五步、以两端的基准块上、下平面为基准，在键槽加工机床上加工出主轴颈上的键槽；

[0011] 第六步、以两端的基准块上、下平面为检测基准，借助靠向主轴颈的角尺和间距检测器具，检测键槽对于曲拐轴颈中心和主轴颈中心连线的对称度。

[0012] 本发明合理地借助两个同时作为旋转加和键槽加工检测定位的辅助基准块，实现了在普通的外圆磨床上精磨曲轴轴颈的工艺，不仅容易保证中心孔的精度及位置度，而且降低了对加工机床的要求，无需昂贵的大型曲轴磨床。此外，在加工和检测键槽时，作为保证对称度的辅助基准面，只要把磨好轴颈后的曲轴的两端辅助基准块放在加工键槽用机床的工作台上，不需要高度和水平方向找正，即可保证主轴颈和曲拐轴颈中心连线垂直于工作台面，从而可直接加工键槽。检测时，只要借助诸如角尺、游标卡尺(或千分尺)之类的常规测量器具即可，十分方便。

[0013] 总之，本发明通过在轴端上建立辅助基准的办法，不但利用该辅助基准实现了非标单件小批量生产时在通用外圆磨床上就可以精密加工曲轴，而且利用该辅助基准完成了精确加工并准确测量曲轴键槽，保证其对称度达到设计要求，从而使曲轴键槽加工检测的难题迎刃而解。理论和实践证明，该方法精度高、可信度高，基准块去掉前可以重复测量，方法简便、成本低。本发明同样适用于中、小型非标曲轴键槽的加工和检测。

附图说明

[0014] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0015] 图1为本发明实施例一的曲轴结构示意图。

[0016] 图2为图1的侧视图。

[0017] 图3为现有技术的检测误差分析示意图。

[0018] 图4为实施例一加工、检测示意图。

[0019] 图5为图4中基准块的端面示意图。

[0020] 图6为实施例一的最终检测示意图。

[0021] 图7为本发明实施例二的曲轴结构示意图。

[0022] 图8为图7的侧视图。

[0023] 图9为实施例二加工、检测示意图。

[0024] 图10为图9中基准块的端面示意图。

[0025] 图11为实施例二的最终检测示意图。

具体实施方式

[0026] 实施例一

[0027] 本实施例的待加工曲轴如图1和图2所示，具有相对于主轴颈1圆心O分别具有偏心O1、O2的第一曲拐轴颈2和第二曲拐轴颈3，各曲拐轴颈以及主轴颈之间分别通过肩板4衔接。主轴颈1上对称度0.045的键槽按以下步骤进行加工及检测：

[0028] 第一步、如图5所示，制造两块上、下两面M、N平行的等高基准块5。

[0029] 第二步、在两基准块5的一个端面上分别加工出间距A与主轴颈和曲拐轴颈中心距一致、且连心线垂直于上下表面M、N的中心孔O1、O、O2；以上间距偏差控制在0.02mm以内。实践证明：以曲轴的总长度为2500mm、曲拐长250mm为例，若中心孔距的偏差为0.02mm，曲拐轴线相对于主轴线的平行度的理论值就是0.002mm，可达到很高的精度。单独加工两基准块的中心孔距的偏差要达到0.02mm的要求比直接在曲轴两端制作中心孔要相对容易。

[0030] 第三步、在待加工曲轴两端各留出加长段6(俗称工艺搭子)，其直径d0宜略小于相邻的轴端直径，在两基准块5的另一端面分别加工出内径与工艺搭子直径d0相配的轴端定位沉孔，并借助平台7定位，将两端的工艺搭子分别插入两基准块5的轴端定位沉孔内，点焊使两基准块分别牢固固定在待加工曲轴两端(参见图4)；注意焊接时防止变形走动，保证焊好后两基准块的N平面处在同一个平面上，不扭曲。

[0031] 第四步、在车床上分别用顶尖顶住两端基准块上的各相应中心孔，先后车出留出余量的主轴颈和两处曲拐轴颈(粗车时可以直接用四爪卡盘夹住组焊后待加工曲轴两端的两基准块加工，精车时再顶中心孔加工)；再在磨床上顶中心孔磨出符合要求的主轴颈和两处曲拐轴颈，注意磨序的加工应按常规配重。

[0032] 第五步、在数控机床上先后以两端基准块的M和N面为基准，找正加工主轴颈上的两键槽(参见图4)。

[0033] 第六步、以两端的基准块上、下平面为检测基准，借助靠向主轴颈1的角尺8和用外径千分尺，测量A1、A2得出键槽对于曲拐轴颈中心和主轴颈中心连线的对称度。

[0034] 第七步、检测合格后，切除曲轴两端的加长段6及基准块5。

[0035] 实施例二

[0036] 本实施例的待加工曲轴如图7和图8所示，只具有相对于主轴颈1圆心O具有偏心O2的曲拐轴颈2，其加工检测步骤与实施例一类同，由于只有一处曲拐轴颈，因此工艺过程较为简单，不另赘述。

[0037] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，对大型曲轴而言，轴端和基准块的定位结构也可采用键联结、销联结、过盈联结等多种形式。实施例一只提供采用简便又可靠的焊接方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。