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『技术』曲轴连杆颈车削及液压自动夹具技术


『技术』曲轴连杆颈车削及液压自动夹具技术
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这是夹具侠（jiajoin）发布的第 1359 篇技术文章
前 言本文通过对汽车发动机曲轴连杆颈车削加工工艺的分析 ， 探索出一种适合高效高精度自动定心夹紧的新型液压夹具的设计思路 。 通过对曲轴的偏心定位夹持结构以及动平衡设计 ， 保证了安全性和可靠性 ， 并将其应用在曲轴生产线上 ， 为推动汽车零部件的质量和数量的快速提升发挥其应有的作用 。
一、曲轴连杆在车削工艺中的问题曲轴是内燃机最难加工的核心零件之一 ， 作为大批量生产的汽车曲轴由于受到成本、效益的制约 ， 在设计、材料和加工方面都经历了相当大的演变 ， 随着人们注重环保、改进性能以及降低制造成本的要求日益增高 ， 这种演变过程还将继续下去 。 曲轴的某个轴颈或连杆颈 ， 其几何形状是一个短圆柱体 ， 车削加工无疑是最传统、经济且简单可靠的工艺手段 。 曲轴主轴颈及连杆颈车削工艺在曲轴加工制造历史上曾经占据了半个多世纪的时间 ， 轴颈的车削工艺目前仍被广泛采用 。
『技术』曲轴连杆颈车削及液压自动夹具技术
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但是 ， 如果用于连杆颈加工 ， 偏离回转中心的夹持位置以及因此而产生的动平衡问题使曲轴车削自动夹具的设计变的非常困难 ， 目前采用的手动夹具不仅费时费力而且存在较大的不安全因素 ， 难以实现自动化生产方式 。 随着数控技术的发展 ， 当代的数控车床在车削精度、转速、自动控制和安全可靠性各方面均发生了巨大的变化 ， 双主轴同步驱动、圆盘式转位刀塔的配备充分满足了曲轴车削工艺的需要 ， 只要能成功地解决曲轴自动定位、夹紧的问题 ， 消除离心力所产生的不安全因素 ， 曲轴车削工艺无疑将成为具有多方面优越性和高性价比的工艺方法 。
二、传统工艺方案分析
『技术』曲轴连杆颈车削及液压自动夹具技术
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如图1所示曲轴中的编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ依次为第一主轴颈、第二主轴颈、第五主轴颈；编号i、ii、iii、iv依次为第一连杆颈、第二连杆颈、第四连杆颈 ， 该图零件为四拐曲轴（也叫“四缸曲轴”） 。
一般被加工零件为四拐曲轴或六拐曲轴 ， 在生产线上要求按不同部位的连杆颈加工分序分别配备设备 。 以四拐曲轴为例 ， 一台机床在一次装夹中专门加工i、iv连杆颈（i、iv连杆颈同轴） ， 径向定位夹紧用Ⅰ、Ⅴ主轴颈 ， 夹具体悬伸长度较短；另一台机床在一次装夹中专门加工ii、iii连杆颈（ii、iii连杆颈同轴） ， 径向定位夹紧用Ⅱ、Ⅳ主轴颈 ， 夹具体悬伸长度较长 。 也就是说 ， 一套夹具不能同时加工同一根曲轴的全部连杆颈 ， 这样要求的目的是曲轴的被加工连杆颈靠近被夹紧定位的相应主轴颈处 ， 有利于保证精度 ， 同时可以提高效率 ， 适应专业化生产 。
三、曲轴连杆夹具设计思路介绍该夹具其主要功能是在曲轴连杆颈车削机床中对曲轴进行自动定位和夹紧 。 应用时 ， 该夹具与机床主轴连接 ， 成对同步使用 ， 故该机床是双主轴箱同步数控车床 。 机床主轴回转中心与被加工连杆颈轴线同轴 。
工件的定位分三个方面 ， 即径向定位、轴向定位和角向定位 。 径向定位及夹紧部位是曲轴工件的主轴颈 ， 属于偏心夹紧 ， 夹紧后主轴颈轴线偏离机床主轴回转中心的距离等于曲轴工件的半冲程（即曲轴连杆颈中心到曲轴主轴颈的中心距离） ， 即：径向定位要保证被加工曲轴的连杆颈处于车床主轴的回转中心上；轴向定位一端为固定挡铁 ， 另一端为设在右夹具轴向上的液压油缸；角向定位可分为两种 ， 当工件辐板上有侧定位面时定位结构可设在本夹具上 ， 如果工件辐板无侧定位面 ， 则定位结构可设在机床的独立装置上 。


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