曲轴连杆轴颈磨削位置误差分析
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技术综合
1 前言
1、M2、M3、M4、M5为主轴颈，是曲轴工作旋转时的支撑和回转中心，连杆颈P1、P2、P3、P4围绕主轴颈旋转，活塞及连杆带动拐颈将直线运动转化成圆周运动，为发动机输出动力。P1、P4在同一轴线上，P2、P3在另一轴线上，二者相差180°。
图1
1、M5径向定位，分度头上的分度销伸入销孔驱动曲轴完成180°翻转使角向精确定位，分别磨削P1、P4或P2、P3。轴向采用MARPOSS对中器，测量侧壁位置，自动均匀分配拐颈侧壁余量进行轴向定位。磨削过程实行主动测量。
2 拐颈偏磨和曲拐半径误差
1、M5为测量基准)会出现百分表上显示的拐颈实际位置测量值与其理论值(检测时百分表在样件上将该值对零)相差过大(0.25mm以上)，即拐颈外圆各个方向不均匀，产生偏心磨削，极端情况下甚至超出磨削余量范围，致使某一角度范围内的外圆磨不到，出现“黑皮”现象。这样砂轮就会出现不连续磨削，机床处于不正常工作状态。而测头置于不圆的轴颈表面不停地产生摆动和振动，容易造成测头损坏，影响测量和加工精度。
0为磨削前拐颈直径，d为磨削后直径，f为理论上磨削后拐颈外圆至未磨到部分外圆在半径方向最大距离为 f=e-(d 0-d)/2
图2
图3
0-d)/2时，能够磨成一个完整拐颈圆周，但可能有偏磨现象。当f=0，即e=(d0-d)/2时，处于临界状态，拐颈只能刚刚磨成一个完整圆周。当f<0，即e<(d0-d)/2时，则不能够磨成一个完整拐颈圆周。最理想的状态是e=0，即回转中心与拐颈中心重合。
3 分度误差
4-P1-P2-P3。先磨P4、P1，然后松夹，由分度头上的菱形分度销驱动曲轴翻转180°，将P2、P3置于磨削位置，夹紧磨削。
2、P3、P4与P1之间相对位置度的误差。本工序为0.36mm。由于P1、P4为同一轴线一次装卡，P2、P3为另一轴线二次装卡，P1、P4之间及P2、P3之间呈现较大偏差的几率很小。这里主要讨论P1、P4与P2、P3在180°方向上实际分度位置与理论位置的误差。实测时，以M1、M5径向定位，分度销孔角向定位，先用百分表测量P1位置并设为零位，然后曲轴翻转180°，同样位置测量P2、P3拐颈，百分表上显示数值则为分度误差。当百分表的表针在“一”方向负值时，拐颈处于逆向偏移位置，拐颈轴心线在H点(图4)，t值即是分度误差值(百分表读数)。由于P1、P4磨完后，分度头液压装置动作分度盘顺时针旋转180°，并反靠在棘爪上定位，分度销驱动曲轴也应转同样角度，这时理想状态P2、P3应该在下边磨削位置E，P1、P4则应在主轴颈正上方F处，即主轴颈、拐颈中心F、J的连线上。实际上，分度盘转过的b角度不足180°，分度不到位，导致磨削的拐颈产生同样误差。显然造成的原因是因为分度盘上定位面M处磨损或者N处高出(图5)，误差的纠正方法是将分度盘M处加垫或者在N处修磨。加垫实施起来有困难，一般是将分度盘拆下在磨床上对N面进行修磨。因为分度盘M、N处的半径与拐颈半径(拐颈中心至主轴颈中心距离)的尺寸相近，所以M磨损值与拐颈偏差数值也应相近似。可按测量时百分表的偏差读数修磨。使M和N保持180°分度。若出现顺向偏差，则表现形式与逆向偏差正好相反，可通过修整M面进行调整。
图4
图5
图6
4 平行度误差
1、M5到磨削回转中心相对位置不一致，即M1、M5半圆瓦座在水平方向错位扭曲，在垂直方向位置高低不同，就会产生这种情况。校正的方法是用一个直径与主轴颈相同的直样棒(长度与曲轴相近)，夹紧在M1、M5瓦座上，将百分表吸在机床固定部位，表的触头打在样棒表面，可在样棒上母线和侧母线分别打表，沿样棒母线方向移动工作台，观察表的读数变化，反复调整M1、M5瓦座在水平、垂直方向位置，使得在样棒全长范围内表的读数趋于一致。前边列举的各种误差不一定单独存在，很有可能是互相关联交叉出现。分度误差过大也有可能导致偏磨或“黑皮”，平行度不合适也会引起曲拐半径的偏差。
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