自動測量程序在曲軸加工中的應用

劉剛 王銳

摘 要：機車柴油機曲軸由數個不同角度的曲拐組成，其作為特殊的細長軸，結構復雜，加工質量較難控制，特別是軸向尺寸的控制。本文通過對加工工藝的綜合分析，編寫自動測量程序，對曲軸各開檔進行科學的測量和計算，初步形成了一套高質高效的加工工藝方法，既保證了產品質量又提高了加工效率。

關鍵詞：自動測量；分檔

1 引言

隨著中國鐵路建設的高速發展，對機車的整體性能都有了更高的要求。中國南車集團總公司更是提出了建設雙效企業的要求，即效率高，效益高。

我車間承擔了柴油機心臟部件曲軸從毛胚粗加工到成品的全部加工過程。提升曲軸的加工質量和加工效率，是我們義不容辭的責任。曲軸結構復雜，工序繁多，主要是采取車削工藝完成加工。與箱體件最大的區別是，加工過程中，工件也參與運轉，無形中增加了制造的難度。曲軸加工余量的分配需統籌考慮，不能顧此失彼，這就是本文所要介紹的眾多難點之一。

2 傳統加工工藝

傳統的曲軸加工，為保證加工質量，一般在加工前需有劃線工序，確定定位基準及軸向分檔尺寸。操作人員所要進行的第一件事就是測量，檢查所有的主軸頸開檔、所有連桿頸開檔及其曲柄厚度，然后根據每檔軸頸實際尺寸進行重新計算，確定下工序的加工余量。整根曲軸需統籌考慮，既要保證每檔主軸頸都有加工余量，也要保證每檔連桿頸也有加工余量。有時也要考慮曲柄厚度是否也有加工余量。此方法的特點是：測量數據多，計算數據多，費時費力，嚴重影響了加工效率。

3 工藝改進措施

隨著公司自動化設備的應用，曲軸的精加工也轉移到數控加工中心上來。加工中心（WFL曲軸車銑加工中心）大大減少了人為誤差，如何利用先進的加工設備實現余量的合理化分配也變成了我們攻關的目標。

為降低輔助時間，提升生產能力，特編寫了工件自動測量分檔程序。首先將曲軸的特征尺寸讀入程序，便于測量頭的粗略定位。然后將測量頭移至曲軸端部，測量軸向零點偏移，此為粗略零點。

為降低端部加工誤差對其余曲拐的影響，在測量程序中，每個曲拐中心也建立相應的工件零點。這樣探頭測量隨著不同的曲拐自動建立工件原點，并進行左右側面的長度測量，通過計算左右數值的平均值，可以很方便的知道每檔相對工件零點的誤差及誤差方向。待所有曲拐都測量完畢后，利用查找最大值和最小值的算法，找到其中的正向偏移最大值和負向偏移最大值，兩者取平均值，并補償到軸向零點偏移中，就實現了曲軸軸向的自動分檔。避免了人為測量誤差，也實現了統籌考慮的思想。周向零點的確定與軸向零點一致，在此不在贅述。

傳統人工分檔的方法，需半個班次才能完成這一復雜工作，并且很容易計算錯誤。利用自動測量程序，只需5分鐘的時間。效率大大提高。

4 結語

通過上面的描述，可以看到利用自動測量程序可以解決前工序機加工帶來的軸向尺寸累積誤差和連桿頸角度誤差。有效防止了由于前工序加工誤差導致曲軸局部加工不出而報廢的嚴重后果。另外，通過自動測量程序可以減少人工劃線這道工序，提高了加工的效率，提升了產品的加工質量。