大型曲軸磨床典型結構與加工工藝
2013-5-6 來源： 作者：虞行國
對于曲軸加工設備來講，磨床本身無疑是精度要求最高、復雜程度最難，是產品零件達到工藝要求的最終加工機床。對能夠加工工件長度超過6米重量超過5噸，工件的主軸頸和連桿頸粗糙度要達到Ra 0.4 -0.6，主軸頸、連桿頸直徑公差在0.008mm,主軸頸和連桿頸直線度在0.01 / 200 mm，連桿頸圓柱度0.015 mm,連桿頸分度正負15 秒的技術要求并且能加工不同角度和不同偏心量的連桿頸磨削的大型曲軸磨床的要求就更難了。
圖 一
根據目前現有設備狀況和加工的工藝，曲軸在磨床上的加工是分二步執(zhí)行，也就是說在加工磨削主軸頸和連桿頸是分二種機型分開實施，這主要是受到設備結構的限制和約束。一般磨削主軸頸是選擇在大型的普通外圓磨床進行，曲軸依靠外圓磨床的頭架單驅動，在二頂尖和中心架的支撐下逐步對主軸頸進行磨削，在磨削主軸頸的過程中，產品的尺寸精度和技術要求都有人工的直接干預，特別是對中心架二個方向支撐力量的控制，這就要看操作工人的熟練掌握程度，但要長期依靠人的因素來保證和穩(wěn)定質量是難以做到的，也是不科學的。（圖 一）在加工磨削連桿頸直徑時，是選擇專用的曲軸磨床來進行加工的。這種曲軸磨床的頭尾架卡盤是可以以頭尾架中心軸線為基準，按照曲軸主軸頸和連桿頸的沖程偏心量進行調整，使頭尾架卡盤夾持連桿頸的中心圍繞頭尾架主軸的旋轉中心，進行對連桿頸直徑的磨削加工。（圖二）
圖 二
因為曲軸技術設計的原因，它在長度質量分配上存在著比較大的偏心，如果不采取措施，曲軸在加工旋轉中會存在不均勻的運轉現象和產生有離心力狀況，這樣磨削加工的表面粗糙度肯定會受到影響。所以在機床的頭尾架后側都配制了配重裝置，通過觀察頭尾架的驅動電機電流的情況進行調整，從而可以改善和均衡頭尾架的旋轉穩(wěn)定性。因為曲軸本身結構的原因，在頭尾架同時夾緊曲軸二頭時，頭尾架在旋轉時不同步就會造成曲軸的扭曲而影響加工精度。
目前為了保證頭尾架的同步，曲軸磨床頭尾架的傳動方式有二種，一是通過同步軸傳遞，既頭架作為主傳動經過一系列的傳動鏈傳遞到尾架，使它們實現曲軸磨床的頭尾架卡盤同步，保證曲軸在運轉過程中不造成扭曲的現象。這種傳遞的方式制造成本低，但不可避免存在機械傳動鏈過長有間隙和磨損的現象，給調整帶來諸多的不便。另一種是利用頭尾架旋轉作為二軸采用數控同步技術，使頭尾架在旋轉的過程中旋轉誤差達到最小。有的在采用了頭尾架旋轉作為二軸的數控同步技術的制造廠家，為了防止因設備故障和突然停電造成頭尾架失步，使設備損壞以及造成產品的報廢情況的出現，把砂輪電機作為突然停電后的大直徑砂輪的慣性當作發(fā)電機使用，把發(fā)出的電提供給頭尾架電機作為臨時電源，臨時保持頭尾架能夠在短時間內有旋轉的空間防止故障的擴大。同時為防止頭尾架電器系統本身的故障而引起失步，在頭尾架機械部分設計有超越離機構作為保護裝置，在實際運行中因頭架調速系統模板故障形成頭尾架失步3度，正因為在該裝置的作用下防止故障近一步的擴大和保全近30萬人民幣的工件報廢。
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