一种锻钢材料曲轴精车止推面加工方法与流程

本发明涉及机械加工工艺及设备技术领域，尤其涉及一种锻钢材料曲轴精车止推面加工方法。

背景技术

曲轴是活塞式发动机中最重要且承受负荷最大的零部件之一，曲轴和连杆以及活塞等一起组成曲柄连杆机构。发动机工作时，活塞向下的推力经过连杆传到曲轴，通过曲轴将活塞的往复运动转变为曲轴的回转运动，并输出机械功，经汽车底盘的传动机构驱动汽车，而曲轴止推面是曲轴后续精加工的基准，因此曲轴止推面的加工质量直接影响到其他工艺质量。

止推面的传统的加工工艺有：一、粗车→磨削→抛光：磨削止推面有几种方式：一次切入式磨削、二次切入式磨削、二次侧面靠磨。但磨削止推面时的烧伤是普遍存在的缺陷，破坏了表层金相组织，使表层金属强度和硬度降低，严重影响了止推面的耐磨性和曲轴使用寿命，是较难避免的加工难题。二、粗车→精车→滚压→抛光：主要采用精车滚压机床进行止推面宽度的半精加工，自动测量后滚压，滚压后的止推面表面质量优于磨削加工的表面质量，特别是其组织的致密性得到改善，大大提高了止推面的耐磨性。然而磨削工艺在磨削加工时，磨粒对工件的作用包括滑擦、刻划和切削，并且大多数磨粒是负前角和小后角，所以在整个磨削过程中，会产生大量的磨削热，使磨削区的瞬时温度可达1000℃左右，这样高的温度会使工件表面层的金相组织发生变化，造成磨削烧伤的问题。

其中，精车工艺是将精车加工和在线测量自动补偿加工结合在同一道工序上的加工工艺，要加工在通过在测检测工件加工轴向位置自动补偿确认刀具与工件的相对轴向基准完成工件上多余的材料加工，达到工艺要求的尺寸与精度；再通过加工参数的优化使得在保持精度的情况下，提高加工节拍可以确认工件的表面光洁度、

精车加工工艺不存在磨削工艺的磨削烧伤问题，然而精车滚压加工工艺需要购置专用的精车设备以及复合滚压专用设备，造成设备价格昂贵、加工工序复杂的问题。

正是基于上述考虑，本发明设计了一种锻钢材料曲轴精车止推面加工方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术通用磨削加工曲轴止推面工艺的效率低下,磨削加工过程烧伤缺陷问题，提供一种锻钢材料曲轴精车止推面加工方法，采用以精车代磨工艺提高加工效率，节约设备投资和日常维护成本。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种锻钢材料曲轴精车止推面加工方法，所述曲轴包括曲轴后端和主轴颈，所述主轴颈的止推面分为相对设置的左侧止推面和右侧止推面，包括以下步骤：

通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离；

根据所述轴向距离确定所述右侧止推面待精车的轴向尺寸公差，

通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离；

根据所述轴间距离以及所述轴向尺寸公差确定所述左侧止推面待精车的轴间尺寸公差；

根据所述轴向尺寸公差和所述轴间尺寸公差对所述曲轴止推面进行精车加工处理。

通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离、通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离与加工程序预设值进行对比。

所述通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离或通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离大于加工程序预设值时，立即停止加工，机床控制面板报警，提示操作人员曲轴上道工序加工尺寸异常。

所述通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离小于加工程序预设轴向距离时，所述步骤根据所述轴向距离确定所述右侧止推面待精车的轴向尺寸公差等于加工程序预设轴向距离与实测轴向距离之差。

所述通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离小于加工程序预设轴间距离时，所述步骤根据所述轴间距离以及所述轴向尺寸公差确定所述左侧止推面待精车的轴间尺寸公差等于加工程序预设轴间距离与实测轴间距离以及轴向尺寸公差之差。

所述曲轴为锻钢材料曲轴。

本发明的有益效果在于：

1.本发明加工稳定，比磨削加工方案优势明显，设备投资、日常维护、刀具成本等大大降低，避免采用磨削加工烧伤问题及高精度磨床设备高投资。

附图说明

图1为本发明的加工方法流程图；

图2为本发明对测量头测量的状态图；

图3为本发明曲轴止推面进行加工的状态图；

图4为本发明中曲轴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-图4。

本发明公开了一种锻钢材料曲轴精车止推面加工方法,所述曲轴100包括曲轴后端101和主轴颈，所述主轴颈的止推面分为相对设置的左侧止推面102和右侧止推面103，包括以下步骤：

步骤s101，通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离，其中，曲轴的材料为锻钢，本发明是针对锻钢材料的曲轴进行止推面加工的加工方法，曲轴由主轴颈、连杆颈、曲柄、平衡块、曲轴前端和后端等组成，主轴颈的止推面分为相对设置的左侧止推面和右侧止推面，在对曲轴进行加工时，轴向的基准选择止推面，因此本实施例中，对曲轴止推面的加工工序在加工其他主轴颈以及连杆颈之前，曲轴止推面作为后期加工其他主轴颈的定位测量的基准，在本实施例中，该曲轴止推面加工所需的曲轴包含5个主轴颈，对该曲轴进行加工的机床为数控机床htc63100，其中，本实施例中，选择对三号主轴颈进行止推面精车加工，通过在数控机床刀架中的刀位上安装一电子测量头，由电子测量头测量曲轴后端与三号主轴颈的右侧止推面之间的轴向距离，记录轴向距离并保存到数控机床的数控系统中，可以理解的，曲轴的主轴颈的数量以及在对需加工的止推面的选择当中，不同曲轴类型，可以对其有不同的选择设计，以使其曲轴的工作达到最优；通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离大于加工程序预设值时，立即停止加工，机床控制面板报警，提示操作人员曲轴上道工序加工尺寸异常。

步骤s102，根据所述轴向距离确定所述右侧止推面待精车的轴向尺寸公差，数控机床的数控系统中存储了该曲轴止推面的加工所需的预设轴向距离，根据测量出的轴向距离以及预设轴向距离可以计算确定出右侧止推面在精车工序中所需的轴向尺寸公差，也就是右侧止推面所需精车的加工余量；所述通过电子测量头测量所述曲轴后端与所述右侧止推面之间的轴向距离小于加工程序预设轴向距离时，所述步骤根据所述轴向距离确定所述右侧止推面待精车的轴向尺寸公差等于加工程序预设轴向距离与实测轴向距离之差，如下式：

轴向尺寸公差＝预设轴向尺寸-实测轴向尺寸

步骤s103，通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离，其中，在测量完成曲轴后端与右侧止推面的轴向距离之后，电子测量头测量右侧止推面到左侧止推面之间的轴间距离，其中轴间距离为曲轴止推面左右两侧的开档尺寸，也就是曲轴止推面的左右宽度，记录轴间距离并保存到数控系统中；通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离大于加工程序预设值时，立即停止加工，机床控制面板报警。

步骤s104，根据所述轴间距离以及所述轴向尺寸公差确定所述左侧止推面待精车的轴间尺寸公差，数控机床的数控系统中同时也存储了该曲轴止推面加工所需的预设轴间距离，根据预设轴间距离、轴间距离、轴向尺寸公差可以计算确定出左侧止推面在精车工序中所需的轴间尺寸公差，也就是左侧止推面所需精车的加工余量；所述通过所述电子测量头测量所述右侧止推面与所述左侧止推面之间的轴间距离小于加工程序预设轴间距离时，所述步骤根据所述轴间距离以及所述轴向尺寸公差确定所述左侧止推面待精车的轴间尺寸公差等于加工程序预设轴间距离与实测轴间距离以及轴向尺寸公差之差，如下式：

轴间公差＝预设轴间距离-实测轴间距离-轴向尺寸公差。

步骤s106，根据所述轴向尺寸公差和所述轴间尺寸公差对所述曲轴止推面进行精车加工处理；在电子测量头测量完成后，将电子测量头撤离曲轴，换上陶瓷刀具，根据计算确定的轴向尺寸公差以及轴间尺寸公差对曲轴止推面进行精车加工，左侧止推面的精车加工余量为轴间尺寸公差，右侧止推面的精车加工余量为轴向尺寸公差，在精车加工的工序中，先对左侧止推面进行精车加工，再对右侧止推面进行精车加工，经过数控机床的精车加工后，止推面的表面粗糙度可以达到ra0.8-1.0，可以理解的，精车止推面时，也可以先对右侧止推面进行精车加工，再对左侧止推面进行精车加工。

本发明的工作原理：采用数控车床改装为止推面车床，完成止推面精车：在数控车床刀架中的刀位上安装一电子测量头，加工时测量止推面轴向位置，由数控系统处理测量数据，刀具自动对中止推面中心位置向两侧对称加工。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。