淺談曲軸的車削方法

任志強(qiáng)

曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的零件之一,它形狀復(fù)雜,剛性差。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與用途不同,曲軸可分為兩拐、四拐、六拐、八拐等幾種,曲柄頸間的夾角互成等角度,它的結(jié)構(gòu)和各部分的名稱如圖1所示。

曲軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),周期性的彎曲力矩、扭轉(zhuǎn)力矩等作用要求曲軸有高的強(qiáng)度、剛度、耐磨性、耐疲勞性及沖擊

韌性,因此,曲軸除有較高的尺寸精度,形狀、位置精度和較小的表面粗糙度外,還應(yīng)具有下列基本技術(shù)要求。

一、基本技術(shù)要求

一是鋼材的曲軸毛坯,需經(jīng)鍛造,使金屬組織緊密,以提高強(qiáng)度。

二是鋼材曲軸應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理及各軸頸表面浮硬,球墨鑄鐵曲軸也應(yīng)進(jìn)行正火處理,以改善機(jī)械性能,提高強(qiáng)度和耐磨性。

三是曲軸不準(zhǔn)有裂紋、氣孔、砂眼、分層、夾灰等鑄造和鍛造缺陷。

四是曲軸的軸頸以及與軸肩的連接圓角,應(yīng)光潔圓滑,不準(zhǔn)有壓痕、凹痕和磕碰拉毛、劃傷等現(xiàn)象。

五是曲軸精加工后,應(yīng)進(jìn)行超聲波(或磁性)探傷和動(dòng)平衡試驗(yàn)。

多拐復(fù)雜的曲軸,是一種難加工的零件。單件的加工,主要是用車削加工。各種曲軸的結(jié)構(gòu)形式基本相同,但它的尺寸大小,曲拐多少,偏重程度和使用材料等各不一樣,因此,各種曲軸結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和剛性相差甚大,所以加工曲軸的車削方法應(yīng)根據(jù)曲軸的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、材質(zhì)以及生產(chǎn)批量等來(lái)考慮。

二、基本內(nèi)容和方法

在各種各樣的曲軸車削方法中,有許多基本的內(nèi)容和方法是一樣的,主要有以下幾點(diǎn):

第一,首先對(duì)零件工作圖進(jìn)行加工工藝分析,明確加工要求和車削中的難點(diǎn)。

第二,解決好車削曲柄頸的裝夾方法,提高車削軸頸時(shí)的加工剛度及防止曲軸變形的支撐措施和使用的刀具等問(wèn)題。

第三,多拐復(fù)雜曲軸,軸向尺寸多,當(dāng)軸向尺寸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)無(wú)法作為測(cè)量基準(zhǔn)時(shí),應(yīng)把軸向的設(shè)計(jì)尺寸鏈,換算成便于測(cè)量的軸向工藝尺寸鏈。

第四,選用重心低、剛度好、抗振性強(qiáng)的車床,并適當(dāng)調(diào)整車床主軸軸承,大、中、小溜板等間隙,提高加工剛度。

第五,粗車各軸頸的先后次序,主要是考慮生產(chǎn)效率,因此,一般須遵守先粗車的軸頸對(duì)車削的軸頸加工剛度降低較小的原則。

第六,精車各軸頸的先后次序,主要是考慮車削過(guò)程中曲軸的變形對(duì)加工精度的影響。因此,一般須遵守先精車在加工中最容易引起變形的軸頸,后精車影響曲軸變形最小的軸頸的原則。

第七,使用千分表控制進(jìn)刀深度,精車曲柄臂間軸頸。由于車削曲柄臂間軸頸的外徑是在軸頸中間進(jìn)刀,不能一次走刀車削軸頸全長(zhǎng),需要接刀來(lái)車平。又因曲柄臂作偏心轉(zhuǎn)動(dòng),不能近距離仔細(xì)觀察進(jìn)刀、試切等情況,因此,需借助于千分表來(lái)控制進(jìn)刀和接平外徑。并在軸頸余量較多時(shí),先進(jìn)行試切接平車削,待有把握后,再開(kāi)始正式精車。

三、在軸頸接平車削中應(yīng)注意的事項(xiàng)

進(jìn)刀不能過(guò)頭,不允許在軸頸上留下試切痕跡;

車刀刃口要鋒利、表面粗糙度要小,應(yīng)有一定寬度的過(guò)渡刃或較大的刀尖圓弧;

最后一刀精車余量要小;

采用低速精車,接刀前后切削速度必須一致,也不能在接刀中間,用高于接刀車削的機(jī)床轉(zhuǎn)速開(kāi)空車旋轉(zhuǎn),以免離心力的作用,使工件移位,影響軸頸外徑接平;

接刀中間,停留時(shí)間不能太長(zhǎng),以免機(jī)床、工件溫度等變化而影響軸頸外徑接平;

曲軸加工操作時(shí)技術(shù)難度大,實(shí)際操作時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的特點(diǎn),選擇好裝夾方法和加工方法。

四、車削曲軸時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

粗、精車曲柄頸時(shí),都應(yīng)配重好平衡鐵;

工件、夾具、平衡鐵都應(yīng)安裝穩(wěn)定,夾緊牢固;

開(kāi)車旋轉(zhuǎn)時(shí),應(yīng)從低速逐級(jí)提高,絕對(duì)不能開(kāi)動(dòng)高速;

支撐要安全可靠,防止支撐物脫落和工件的變形;

曲軸彎曲變形后,不能壓直,應(yīng)用反擊法校直;

使用中心架時(shí),應(yīng)防止拉毛,劃傷已加工好的表面;

拋光時(shí),應(yīng)用夾板等輔助工具拋光,不能用手直接去拋光,以免發(fā)生事故。

(作者單位:河南省洛陽(yáng)高級(jí)技工學(xué)校)