一种非平面曲轴锻件的相位角检具的制作方法

本实用新型涉及一种非平面曲轴锻件的相位角检具，属于曲轴锻件的检具技术领域。

背景技术：

曲轴是发动机中的关键部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他机件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。

众所周知（参见图1至图3），曲轴（非平面曲轴锻件1）包括前端轴11、主轴颈12、连杆轴颈13、曲柄壁14、平衡块15、后端轴16。对于曲柄壁14与平衡块15而言，曲柄壁14用于连接主轴颈12与连杆轴13，平衡块15用于平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。一个连杆轴颈13和它两端的曲柄壁14及主轴颈12构成一个曲拐。

曲轴分为平面曲轴和非平面曲轴，两者的主要区别在于曲轴的连杆轴颈的相位角不同，该相位角是指：从曲轴的轴线方向上看，相邻的连杆轴颈（或者说曲拐）之间的夹角ω。平面曲轴（或者叫一字曲轴）的连杆轴颈的相位角ω为180°；非平面曲轴的连杆轴颈的相位角ω不等于180°，比如常用的非平面曲轴有90度曲轴（或者叫十字曲轴）和120度曲轴，其中，90度曲轴的连杆轴颈的相位角ω为90°，120度曲轴的连杆轴颈的相位角ω为120°。对于曲轴的制造，常采用锻造模具来锻造曲轴锻件。

对于锻造成型的非平面曲轴锻件而言，需要检测其相位角进行是否过小/过大。现有技术中，通常采用分度头检测方法或三维扫描检测方法来检测待检测非平面曲轴锻件的相位角，上述方法虽然准确，但是检测效率慢，设备成本高。而对于曲轴锻件（曲轴半成品件）而言，尚需要进行精加工工序形成曲轴产品（曲轴成品件），故曲轴锻件并不需要达到上述方法的检测精度。

因此，亟需设计一种非平面曲轴锻件的相位角检具，能够检验非平面曲轴锻件的相位角ω是否过小/过大，并且检测速度快，检测成本低。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种非平面曲轴锻件的相位角检具，能够检测出待检测的非平面曲轴锻件的相位角是否过小/过大，检测速度快，检测成本低。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种非平面曲轴锻件的相位角检具，包括底板，以及设于底板上的:2个支撑板、具有斜面的定位板、具有斜面的检测板，所述定位板与检测板位于两支撑板之间；将标准非平面曲轴锻件安放到检具上时，其中，两支撑板用于支撑曲轴锻件两端的主轴颈；定位板斜面用于定位其中一个连杆轴颈；检测板斜面用于定位另一个连杆轴颈，且检测板可在底板上作垂直于标准非平面曲轴锻件轴线的运动；从标准非平面曲轴锻件的轴线方向上看，检测板斜面与定位板斜面的夹角等于标准非平面曲轴锻件的相位角ω；检测板的外侧具有检测面，底板的外侧具有对应于该检测面的基准面，检测面与基准面共面。

采用本实用新型来检测非平面曲轴锻件的相位角时，将待检测的非平面曲轴锻件安放在本实用新型的检具上，曲轴锻件两端的主轴颈被两支撑板支撑；此时，定位板上方对应了一个连杆轴颈（为了便于描述和理解，该连杆轴颈称为第一连杆轴颈），检测板上方也对应了一个连杆轴颈（为了便于描述和理解，该连杆轴颈称为第二连杆轴颈）；然后使第一连杆轴颈紧贴定位板斜面，再操作检测板，检测板作垂直于曲轴锻件的运动，使检测板斜面紧贴第二连杆轴颈；此时，观察检测面相对于基准面的位置关系，将出现以下三种情形。第一种情形：检测面与基准面共面，则待检测曲轴锻件的相位角等于标准相位角ω（标准相位角ω指的是标准非平面曲轴锻件的相位角ω）；第二种情形：检测面凹陷于基准面，则该待检测曲轴锻件的相位角小于标准相位角ω；第三种情形：检测面凸出于基准面，则待检测曲轴锻件的相位角大于标准相位角ω。

待检测曲轴锻件的相位角通常不等于标准相位角ω，即第一种情形是最佳也是较为理想的情形，而更多出现的是第二、三种情形。在满足后续机加工要求的前提下，待检测曲轴锻件的相位角是允许一定的公差范围的，即锻造成型的曲轴锻件的相位角在允许公差范围内是合格的。采用本实用新型的检具可检测出待检测曲轴锻件的相位角是否合格，即检测出其相位角是否过小/过大。原理如下：假设待检测曲轴锻件的相位角的合格范围为[ω-α，ω+β],即待检测曲轴锻件的相位角不小于ω-α时，或不大于ω+β时，待检测曲轴锻件的相位角合格。通过AutoCAD等制图软件或其他计算软件可得出以下述结果。对应于上述的第一种情形：设置待检测曲轴锻件的相位角为ω，检测面5a与基准面2a共面。对应于上述的第二种情形，设置待检测曲轴锻件的相位角为ω-α，可测得检测面5a与基准面2a之间的距离为x。对应于上述的第三种情形，设置待检测曲轴锻件的相位角为ω＋β，可测得检测面5a与基准面2a之间的距离为y。

因此，采用本实用新型的检具来检测非平面曲轴锻件的相位角是否在公差范围内时，即检测该相位角是否过小/过大时。在上述的第一种情形下，该待检测曲轴锻件的相位角必然合格。在上述的第二种情形下，若采用量具（如游标卡尺）测得的检测面与基准面之间的距离不大于x，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小。在上述的第三种情形下，若采用量具测得的检测面与基准面之间的距离不大于y时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过大。

基于上述技术方案的设计原则下，在批量化的检测曲轴锻件的相位角时，每每都需要采用量具来测量检测面与基准面之间的距离，效率并不太高，还容易出现误测的情况。因此，作为上述技术方案的进一步优化，可供选择的，基准面内侧的底板上标有下偏差线，检测面内侧的检测板上标有上偏差线。在上述技术方案的设计原理下，下偏差线与基准面的距离为x，上偏差线与检测面的距离为y。采用本设计时，在上述的第二种情况下，检测面凹陷于基准面，且检测面不超过下偏差线时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小。在上述的第三种情况下，检测面凸于基准面，且上偏差线不超过基准面时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过大。

进一步的，在底板上，下偏差线与基准面之间设有第一醒目条；在检测板上，上偏差线与检测面之间设有第二醒目条。进一步的便于直观的观测出待检测曲轴锻件的相位角是否合格。第一醒目条与第二醒目条在俯视的视觉上有交叉时，即可判断待检测曲轴锻件的相位角合格。例如，第一醒目条为涂抹在下偏差线与基准面之间的绿色涂层；第二醒目条为涂抹在上偏差线与检测面之间的红色涂层。

作为优选，检测板斜面的倾角为ω/2，定位板斜面的倾角为ω/2。从标准非平面曲轴锻件的轴线方向上看，检测板斜面与定位板斜面的夹角为ω。

可供选择的，所述标准非平面曲轴锻件为标准90度曲轴锻件，检测板斜面与定位板斜面的夹角等于90°。适用于检测90度曲轴锻件。

可供选择的，所述标准非平面曲轴锻件为标准120度曲轴锻件，检测板斜面与定位板斜面的夹角等于120°。适用于检测120度曲轴锻件。

可供选择的，所述底板上开设有用于检测板运动导向的径向导向槽，检测板可滑动的嵌入径向导向槽内。能够实现检测板可在底板上作垂直于标准非平面曲轴锻件轴线的运动。

可供选择的，所述底板上开设有用于定位安装定位板的径向定位槽，定位板嵌入该径向定位槽内。然后使定位板通过螺栓装配于底板上。

可供选择的，所述底板上开设有用于定位安装支撑板的轴向定位槽，支撑板底部凸出有嵌入轴向定位槽的凸块。然后使支撑板通过螺栓装配于底板上。

可供选择的，所述支撑板的顶部设有适配主轴颈的V型槽。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种非平面曲轴锻件的相位角检具，结构简单，使用方便，能够检测出待检测的非平面曲轴锻件的相位角是否过小/过大，检测速度快，检测成本低；特别适合于批量化的检测曲轴锻件的相位角。

附图说明

图1是非平面曲轴锻件的结构示意图;

图2是非平面曲轴锻件的正视图;

图3是图2的左视图;

图4是标准非平面曲轴锻件安放到本实用新型的检具的结构示意图;

图5是本实用新型的检具的第一种视角的结构示意图;

图6是本实用新型的检具的第二种视角的结构示意图;

图7是检测面与基准面共面时的局部放大结构示意图;

图8是检测面凹陷于基准面时的局部放大结构示意图;

图9是检测面凸出于基准面时的局部放大结构示意图；

图10是检测面与基准面共面时的示意图；

图11是检测面凹陷于基准面时的示意图；

图12是检测面凸出于基准面时的示意图。

图中标记：1-非平面曲轴锻件、11-前端轴、12-主轴颈、13-连杆轴颈、14-曲柄壁、15-平衡块、16-后端轴、2-底板、21-轴向定位槽、22-径向定位槽、23-径向导向槽、2a-基准面、2b-下偏差线、2c-第一醒目条、3-支撑板、31-V型槽、32-凸块、4-定位板、41-定位板斜面、5-检测板、51-检测板斜面、5a-检测面、5b-上偏差线、5c-第二醒目条。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图12所示，本实施例的一种非平面曲轴锻件的相位角检具，包括底板2，以及设于底板2上的:2个支撑板3、具有斜面的定位板4、具有斜面的检测板5，所述定位板4与检测板5位于两支撑板3之间；将标准非平面曲轴锻件安放到检具上时，其中，两支撑板3用于支撑曲轴锻件两端的主轴颈12；定位板斜面41用于定位其中一个连杆轴颈13；检测板斜面51用于定位另一个连杆轴颈13，且检测板5可在底板2上作垂直于标准非平面曲轴锻件轴线的运动；从标准非平面曲轴锻件的轴线方向上看，检测板斜面51与定位板斜面41的夹角等于标准非平面曲轴锻件的相位角ω；检测板5的外侧具有检测面5a，底板2的外侧具有对应于该检测面5a的基准面2a，检测面5a与基准面2a共面。

采用本实用新型来检测非平面曲轴锻件的相位角时，将待检测的非平面曲轴锻件安放在本实用新型的检具上，曲轴锻件两端的主轴颈12被两支撑板3支撑；此时，定位板4上方对应了一个连杆轴颈13（为了便于描述和理解，该连杆轴颈13称为第一连杆轴颈），检测板5上方也对应了一个连杆轴颈13（为了便于描述和理解，该连杆轴颈13称为第二连杆轴颈）；然后使第一连杆轴颈紧贴定位板斜面41，再操作检测板5，检测板5作垂直于曲轴锻件的运动，使检测板斜面51紧贴第二连杆轴颈；此时，观察检测面5a相对于基准面2a的位置关系，将出现以下三种情形。如图7所示,第一种情形：检测面5a与基准面2a共面，则待检测曲轴锻件的相位角等于标准相位角ω（标准相位角ω指的是标准非平面曲轴锻件的相位角ω）；如图8所示，第二种情形：检测面5a凹陷于基准面2a，则该待检测曲轴锻件的相位角小于标准相位角ω；如图9所示，第三种情形：检测面5a凸出于基准面2a，则待检测曲轴锻件的相位角大于标准相位角ω。

待检测曲轴锻件的相位角通常不等于标准相位角ω，即第一种情形是最佳也是较为理想的情形，而更多出现的是第二、三种情形。在满足后续机加工要求的前提下，待检测曲轴锻件的相位角是允许一定的公差范围的，即锻造成型的曲轴锻件的相位角在允许公差范围内是合格的。采用本实用新型的检具可检测出待检测曲轴锻件的相位角是否合格，即检测出其相位角是否过小/过大。如图10至图12所示，原理如下：假设待检测曲轴锻件的相位角的合格范围为[ω-α，ω+β],即待检测曲轴锻件的相位角不小于ω-α时，或不大于ω+β时，待检测曲轴锻件的相位角合格。通过AutoCAD等制图软件或其他计算软件可得出以下述结果。如图10所示，对应于上述的第一种情形：设置待检测曲轴锻件的相位角为ω，检测面5a与基准面2a共面。如图11所示，对应于上述的第二种情形，设置待检测曲轴锻件的相位角为ω-α，可测得检测面5a与基准面2a之间的距离为x。如图12所示，对应于上述的第三种情形，设置待检测曲轴锻件的相位角为ω＋β，可测得检测面5a与基准面2a之间的距离为y。

因此，采用本实用新型的检具来检测非平面曲轴锻件的相位角是否在公差范围内时，即检测该相位角是否过小/过大时。在上述的第一种情形下，该待检测曲轴锻件的相位角必然合格。在上述的第二种情形下，若采用量具（如游标卡尺）测得的检测面5a与基准面2a之间的距离不大于x，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小。在上述的第三种情形下，若采用量具测得的检测面5a与基准面2a之间的距离不大于y时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过大。

基于上述技术方案的设计原则下，在批量化的检测曲轴锻件的相位角时，每每都需要采用量具来测量检测面5a与基准面2a之间的距离，效率并不太高，还容易出现误测的情况。因此，作为上述技术方案的进一步优化，可供选择的，在另一实施例中，如图7至图9所示，基准面2a内侧的底板2上标有下偏差线2b，检测面5a内侧的检测板5上标有上偏差线5b。在上述技术方案的设计原理下，下偏差线2b与基准面2a的距离为x，上偏差线5b与检测面5a的距离为y。采用本设计时，在上述的第二种情况下，检测面5a凹陷于基准面2a，且检测面5a不超过下偏差线2b时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小。在上述的第三种情况下，检测面5a凸于基准面2a，且上偏差线5b不超过基准面2a时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过大。

进一步的，如图7至图9所示，在底板2上，下偏差线2b与基准面2a之间设有第一醒目条2c；在检测板5上，上偏差线5b与检测面5a之间设有第二醒目条5c。进一步的便于直观的观测出待检测曲轴锻件的相位角是否合格。第一醒目条2c与第二醒目条5c在俯视的视觉上有交叉时，即可判断待检测曲轴锻件的相位角合格。

作为优选，在另一实施例中，如图10至图12所示，检测板斜面51的倾角为ω/2，定位板斜面41的倾角为ω/2。从标准非平面曲轴锻件的轴线方向上看，检测板斜面51与定位板斜面41的夹角为ω。

可供选择的，在其中一实施例中，所述标准非平面曲轴锻件为标准90度曲轴锻件，检测板斜面51与定位板斜面41的夹角等于90°。适用于检测90度曲轴锻件。

可供选择的，在另一实施例中，所述标准非平面曲轴锻件为标准120度曲轴锻件，检测板斜面51与定位板斜面41的夹角等于120°。适用于检测120度曲轴锻件。

可供选择的，在另一实施例中，如图4至图6所示，所述底板2上开设有用于检测板运动导向的径向导向槽23，检测板5可滑动的嵌入径向导向槽23内。能够实现检测板5可在底板2上作垂直于标准非平面曲轴锻件轴线的运动。

可供选择的，在另一实施例中，如图4至图6所示，所述底板2上开设有用于定位安装定位板的径向定位槽22，定位板4嵌入该径向定位槽22内。然后使定位板4通过螺栓装配于底板2上。

可供选择的，在另一实施例中，如图4至图6所示，所述底板2上开设有用于定位安装支撑板的轴向定位槽21，支撑板3底部凸出有嵌入轴向定位槽21的凸块32。然后使支撑板3通过螺栓装配于底板2上。

可供选择的，在另一实施例中，如图4至图6所示，所述支撑板3的顶部设有适配主轴颈的V型槽31。

基于上述各实施例的技术特征的组合设计，在其中一实施例中，以检测具有2个曲拐的90度曲轴锻件的相位角为例加以说明：标准的90度曲轴锻件的相位角ω=90°，从标准非平面曲轴锻件的轴线方向上看，检测板斜面51与定位板斜面41的夹角为90°，设计要求待检测的90度曲轴锻件的相位角合格范围为90°±0.8°，即α=β=0.8°，采用AutoCAD制图软件测得x=y=0.8mm，即下偏差线2b与基准面2a的距离x=0.8mm，上偏差线5b与检测面5a的距离y=0.8mm；第一醒目条2c为涂抹在下偏差线2b与基准面2a之间的绿色涂层；第二醒目条5c为涂抹在上偏差线5b与检测面5a之间的红色涂层。

具体的：将待检测的90度曲轴锻件安放到检具上，曲轴锻件两端的主轴颈12被两支撑板3支撑，定位板4上方对应靠近后端轴16的那一个连杆轴颈13（为了便于描述和理解，该连杆轴颈13称为第一连杆轴颈），检测板5上方对应靠近前端轴11的那一个连杆轴颈13（为了便于描述和理解，该连杆轴颈13称为第二连杆轴颈）。然后使第一连杆轴颈紧贴定位板斜面41，再操作检测板5，检测板5作垂直于曲轴锻件的运动，使检测板斜面51紧贴第二连杆轴颈；此时，观察检测面5a相对于基准面2a的位置关系。若第一醒目条2c与第二醒目条5c在俯视的视觉上有交叉时，即可判断待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小/过大。当然，也可以同时采用量具才检测该待检测曲轴锻件的相位角合格。

更具体的，在上述的第一种情形下，该待检测曲轴锻件的相位角必然合格。在上述的第二种情形下，若采用量具（如游标卡尺）测得的检测面5a与基准面2a之间的距离不大于x，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小。在上述的第三种情形下，若采用量具测得的检测面5a与基准面2a之间的距离不大于y时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过大。即，在上述的第二种情形下，若采用量具（如游标卡尺）测得的检测面5a与基准面2a之间的距离不大于0.8mm，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过小。在上述的第三种情形下，若采用量具测得的检测面5a与基准面2a之间的距离不大于0.8mm时，则该待检测曲轴锻件的相位角合格；反之不合格，即相位角过大。

综上所述，采用本实用新型的一种非平面曲轴锻件的相位角检具, 结构简单，使用方便，能够检测出待检测的非平面曲轴锻件的相位角是否过小/过大，检测速度快，检测成本低；特别适合于批量化的检测曲轴锻件的相位角。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。