曲軸鍵槽加工工裝

易麗群

桂林福達阿爾芬大型曲軸有限公司 廣西 桂林 541199

工程機械或汽車應用大型柴油機經常在各種條件的路面上行駛，對此，需要拆卸發動機更換曲軸，不利于成本節約。因為鍵槽中心平面相對基準平面對稱測量具有一定困難，量塊測量過程中測量結果不直觀。對此，提出鍵槽工裝夾具，一次裝夾定位中確保加工的鍵槽滿足圖樣需求。

1 問題的提出

偏心軸加工時不僅要確保偏心距大小形位公差滿足圖樣需求，其鍵槽加工也是主要影響因素。鍵槽定位大小作為小縫隙匹配，偏心軸中心線對稱度偏差在0.05mm，設備中3個同樣的曲軸共同裝配應用，因而需要3個曲軸大小相同才能達到準確。要求3個曲軸組成一組，鍵槽位置度相同，偏差控制在±0.05°，進一步增加了銑鍵槽困難性。對此，提出鍵槽工裝夾具，一次裝夾定位中確保加工的鍵槽滿足圖樣需求。通過實踐證明，效果良好。

2 鍵槽相對基準平面的對稱度

2.1 對稱度要求

為確保曲軸與鍵配合的構件可以順利安裝，安裝相位角度準確，要求保證曲軸鍵槽相對基準平面位置準確。所以，提出鍵槽中心平面相對基準平面的對稱度需求，也就是鍵槽中心平面位于距離為公差參數T且基準平面對稱配置的平行面之間范圍。

2.2 測量方案

測量過程中由于測量環境影響，缺少對鍵槽中心平面直線度偏差與平面度偏差控制。所以，現場測量過程中需要測量鍵槽中心平面輪廓各極限點的對稱度，最大參數可以用于鍵槽中心平面相對基準平面對稱度。因為鍵槽呈半圓性，所以只要測量圓弧兩端點與圓弧中點對稱度即可。直接測量鍵槽中心平面相對基準平面對稱度具有較大困難，集中體現于：受鍵槽寬度影響不可使用常規百分表，只能使用杠桿百分表。測量鍵槽圓弧中點對稱度過程中，因為鍵槽寬度不足。因此，觀察表針圓頭困難，工作人員無法精準判斷表針圓頭狀態，往往需要表針圓頭觸碰到鍵槽底端才能確定達到鍵槽底端，但百分表參數發生較大變換。該過程中，一旦工作人員未發現百分表參數變化即會出現測量參數偏差，影響測量精準性。

3 夾具結構

夾具安裝于銑車工作臺中，主要組成構件包括的曲軸、壓板、螺釘、墊圈、螺栓等。由于曲軸兩側兩個斷面的2個中心孔為上道操作核心，通過計算精準加工獲得保證。該工裝是通過兩端中心孔達到定位確保各件曲軸在加工鍵槽過程中處于相同位置。操作過程為：曲軸工件放進工裝內檔，兩側通過定位銷定位銷軸。隨后，把工裝兩側壓板通過螺釘緊固定位銷軸；工件下端V型頂高輔以支撐后上端用壓板固定。這種裝夾形式可以確保各件曲軸位置偏差在標準范圍。該工裝夾具兩側雙定位銷軸與夾緊具有安裝簡單、定位精準的優勢。各曲軸加工皆是由工裝確保，偏差小。

曲軸鍵槽加工需要注意的問題：該工裝制作時兩側定位銷孔是核心環節，要求確保兩側定位銷孔中心距和曲軸中心孔中心距相同，定位銷軸中心線和工裝地面基準面有一定平行高度。螺釘長度相同，壓板確保較高的平面度，處于標準壓緊狀態。V型頂高與工件壓板固定時注意力度控制，相對應裝夾，避免工件錯位。加工后的單件檢測與裝配實驗表示 時該工裝符合圖樣需求與應用要求。

4 對稱度與測量分析

為鍵槽與軸頸表面相交面的幾何中心，三個平面的交點；一個平面是過鍵槽中心點且與軸頸中心線垂直的平面，我們叫做鉛錘面。另一個平面為過鍵槽中心點且與軸頸中心線平行與基準平面垂直的平面，我們叫做水平面。忽略鍵槽中心平面的平面度誤差，則鍵槽的中心平面為一理想平面，該平面上有這樣兩條直線，一條直線是鍵槽中心平面和鉛垂面的交線，我們叫做徑向中心線。另一條為鍵槽中心平面和水平面的交線，我們叫做軸向中心線。兩條直線為相交直線，共有3個端點，這3個端點的對稱度最大值即為鍵槽中心平面的對稱度。

結合鍵槽應用環境，鍵槽對稱度對裝配沒有較大影響，裝配半圓鍵后半圓鍵的對稱度對裝配具有意義。因此，測量過程中建議模擬半圓鍵和鍵槽設計一種量塊。為確保與鍵槽配合良好可以根據槽寬度大小，間隔0.01mm為一檔，設計不同寬度大小的量塊。量塊徑向長度有鍵槽深度2倍多一些，量塊軸向長度應為鍵槽長度多一點，確保量塊進入鍵槽后露出部分大小大于鍵槽尺寸。若量塊大小小于鍵槽尺寸，測量參數可以乘以一個系數，系數參數為鍵槽大小除以量塊大小。首先，將適合的量塊塞入鍵槽，將工件校正。其次，利用百分表測量量塊和鍵槽中心點對應位置參數，工件運轉180°后測量塊上和鍵槽中心點對應位置參數，讀數做差參數除以2獲得的結果就是鍵槽中心店至基準平面的距離。將百分表自鍵槽中心點處沿軸向由量塊的一端緩慢移動到量塊的另一端，得到一個差值，該值理論上等于2H。

5 結語

由于鍵槽中心平面相對基準平面的對稱度在現場難以直接測量，而使用量塊間接測量時，其測量結果又非常不直觀，甚至可以說理解上存在一定的難度。因此，關于鍵槽中心平面相對基準平面的對稱度與加工工裝。本文就該問題進行了深入探討，從理論上系統分析了鍵槽中心平面相對基準平面的對稱度的測量方法和計算方法，并根據現場的實際情況，提出了兩種較簡單易行的測量和判別方法。