曲軸斜油孔漏加工檢測裝置的設計

薛飛 王其龍 江豪 王康輝 黃巍 唐一峰 戈光福 葛俊

摘要：針對曲軸斜油孔存在漏加工的技術問題，利用激光距離傳感器設計了檢測裝置，低成本、可靠地杜絕了漏加工的質量隱患。

關鍵詞：曲軸斜油孔；漏加工檢測；激光距離傳感器

發動機屬于大批量生產。高效準確地防止每道工序遺漏加工對保證產品質量有重要意義[1]。為了給高速旋轉的曲軸主軸頸和連桿頸表面施加潤滑油，在曲軸的主軸頸和連桿頸之間設計有斜油孔，通過斜油孔將缸體曲軸孔油槽處的潤滑油輸送到連桿頸，曲軸的四個斜油孔全部在AF40工序用深孔鉆加工完成。如果曲軸的斜油孔沒有加工或鉆頭加工一半斷裂，導致斜油孔沒有完全貫通，或者因操作疏忽，導致曲軸斜油孔未加工流轉到后續工序，這樣的工件在機加工環節是不能被及時發現的，但是在裝配后，由于無法向連桿頸輸送潤滑油，就會導致發動機咬死報廢。

傳統方案

目前，發現漏加工斜油孔的曲軸有依靠終檢崗位肉眼識別和采用工業相機識別兩種技術方案。這兩種方案分別存在以下弊端。

1）終檢崗位肉眼識別的弊端表現為：人員長時間在燈光下觀察精加工的曲軸表面容易疲勞，存在漏檢風險。曲軸斜油孔角度各不相同，如果需要確認每個斜油孔完全貫穿，需要大幅度翻轉曲軸，人員勞動強度大。

2）采用工業相機識別的弊端表現為：由于曲軸斜油孔角度不同，需要分別配置多個工業相機，成本較高。

解決措施

設計了一種曲軸斜油孔漏加工的檢測裝置（見圖1），利用激光距離傳感器對曲軸斜油孔進行檢驗。

圖1中V形塊通過螺栓固定在底座上，曲軸的主軸頸放置在V形塊上，支架通過螺栓固定在底座上。激光距離傳感器安裝在傳感器套筒內，鎖緊螺栓將傳感器套筒與傳感器固定軸連接并緊固?；顒覸形塊插入底座的方槽內，活動V形塊導向桿插入在底座的孔內。彈簧套在活動V形塊導向桿外部，一端支撐在活動V形塊的凸臺端面，一側支撐在底座端面。螺母通過螺紋與傳感器固定軸尾部連接。定位套套在傳感器固定軸外部，一端與螺母接觸，一端與橫梁端面接觸。橫梁通過螺栓固定在支架上。彈子插入在固定V形塊的孔內。彈簧插入在固定V形塊的孔內，一端與彈子接觸，另一端與圓堵頭接觸。圓堵頭通過孔軸過盈配合固定在V形塊的孔內。

通過工業機器人將曲軸兩軸頸放置到V形塊上后松開。在活動V形塊和彈簧的彈力驅動下保證連桿頸向上，實現繞曲軸軸心線旋轉方向的定位。同時在彈簧驅動彈子的作用下保證曲軸端面與圓堵頭接觸。實現曲軸在夾具內的完全定位[2]。通過調節并緊固傳感器套筒鎖緊螺栓、傳感器套筒鎖緊螺母、傳感器套筒及傳感器固定軸的位置，實現激光光束能平行地投射到曲軸斜油孔內。當沒有加工斜油孔的曲軸被放置到夾具上，激光距離傳感器的激光光束照射到曲軸主軸頸外圓表面上時，PLC接收到異常信號并報警。檢測完畢，工業機器人抓走曲軸，整個過程自動循環運行。

裝置特點

1）通過由彈簧控制的活動V形塊的自動對中作用，實現曲軸繞軸心線旋轉的定向。通過由彈簧力控制的彈子實現曲軸的軸向定位。

2）通過兩個固定V形塊實現對垂直與曲軸軸心線方向的移動和旋轉定位 [3]。

3）利用激光距離傳感器、曲軸夾具對曲軸斜油孔進行檢驗。其中激光距離傳感器是現有成熟技術，激光穿過曲軸斜油孔如圖2所示。

4）由于各個型號的曲軸斜油孔的角度、位置、曲軸軸頸直徑及連桿頸升程各不相同，激光距離傳感器通過固定在龍門支架上的傳感器套筒、螺母、傳感器固定軸及定位套調節位置（見圖3），實現對應不同型號曲軸檢測。

5）傳感器固定軸上開有彈性槽。通過傳感器套筒鎖緊螺栓、傳感器套筒鎖緊螺母的鎖緊與放松實現激光位置傳感器擺角位置調節（見圖4）。

結語

本裝置結構簡單，便于維護，可靠性好，使用操作方便，可有效地代替人工肉眼檢驗，對提升生產效率及保障產品質量，有較大的推廣價值。

參考文獻：

[1] 胡家富.機加工生產線工問答250例[M].上海：上海科學技術出版社，2011.

[2] 王茂元.機械制造技術[M].北京：機械工業出版社，2008.

[3] 楊叔子.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業出版社，2011.