濟(jì)南四機(jī)數(shù)控機(jī)床有限公司（山東 250101）董傳軍

1.車用空壓機(jī)曲軸

車用空壓機(jī)曲軸是車用空壓機(jī)的心臟，位于空壓機(jī)連桿處，曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)，其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，是連桿獲得動(dòng)力的動(dòng)力源。曲軸連桿頸磨削質(zhì)量的重要性不言而喻。

2.車用空壓機(jī)曲軸磨削工藝流程

車用空壓機(jī)曲軸連桿頸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是φ35k6外圓與φ30g6外圓，螺紋M 16－6g與兩基準(zhǔn)外圓同軸，并且螺紋M16－6g大徑是距離曲軸連桿頸最大的夾持力臂，可以確保偏心夾具夾持曲軸的剛性和減少曲軸的振擺，并能保證磨削加工工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的統(tǒng)一，因此曲軸連桿頸磨削用液壓偏心夾具選用曲軸的螺紋M16－6g的大徑及φ35k6外圓作定位基準(zhǔn)，因此需要將螺紋車加工工序放到曲軸連桿頸磨削工序后面。

3.曲軸連桿頸磨削用液壓偏心夾具

曲軸連桿頸磨削用偏心夾具由回轉(zhuǎn)液壓缸和偏心夾具兩部分組成，分別安裝在數(shù)控曲軸連桿頸專用磨床頭架主軸的前后軸端，頭架主軸為中空結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)液壓缸輸出的高壓液壓油由放置在頭架主軸內(nèi)孔處的高壓液壓軟管輸入到偏心夾具的高壓油腔內(nèi)，如圖3所示。

圖1 車用空壓機(jī)曲軸磨削工藝圖

圖2 曲軸磨削方案圖

（1）回轉(zhuǎn)液壓缸的結(jié)構(gòu) 曲軸連桿頸磨削用偏心夾具的回轉(zhuǎn)液壓缸采用了使用增壓缸的增壓回路，如圖4所示?；剞D(zhuǎn)液壓缸工作時(shí)，液壓油經(jīng)油口Y 2進(jìn)入大液壓缸5，使活塞向左移動(dòng)，并經(jīng)活塞6中單向閥4進(jìn)入小液壓缸2及薄壁套筒（見圖3、圖4 曲軸偏心夾具結(jié)構(gòu)圖）的環(huán)形油腔，使其充滿液壓油，不考慮油路壓力損失的情況下，此時(shí)液壓油的壓力為系統(tǒng)壓力，此壓力僅能使薄壁套筒產(chǎn)生可以忽略不計(jì)的變形，以確保曲軸能夠非常輕松地裝入彈性套筒（見圖3）的內(nèi)孔，單向閥4能夠確保該處液壓油不產(chǎn)生回流。第一次進(jìn)油時(shí)整個(gè)油路中充滿了氣體，這時(shí)應(yīng)將兩排氣螺塞3擰松從而把氣體排出油路，然后擰緊兩排氣螺塞3以確保油路的密閉。

圖3 曲軸連桿頸磨削用偏心夾具

圖4 回轉(zhuǎn)液壓缸結(jié)構(gòu)

電磁換向閥換向，液壓油經(jīng)油口Y 1大液壓缸5處活塞6的左端，使活塞6向右移動(dòng)，小液壓缸2及薄壁套筒的液壓油得到高壓，從而迫使彈性套筒變形進(jìn)而夾緊安裝到位的曲軸。

電磁換向閥再次換向，液壓油經(jīng)油口Y 2進(jìn)入大液壓缸5處活塞6的右端，推動(dòng)活塞6向左移動(dòng)，大液壓缸5處活塞6的右端的液壓油便會經(jīng)油口Y 1流回油箱，從而實(shí)現(xiàn)活塞6的退回，此時(shí)薄壁套筒環(huán)行油腔內(nèi)的液壓油壓力為系統(tǒng)壓力，彈性套筒自變形狀態(tài)恢復(fù)原狀，從而實(shí)現(xiàn)曲軸的松開。同時(shí)，經(jīng)油口Y 2流入的液壓油能夠通過單向閥4進(jìn)入小液壓缸2及薄壁套筒的環(huán)形油腔，以補(bǔ)充這部分管路中壓力油的泄漏。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，對液壓缸進(jìn)行了長時(shí)間的試驗(yàn)，大小油腔面積比為16，系統(tǒng)壓力為2MPa，輸出壓力理論值為32MPa，實(shí)際輸出壓力為31.2MPa。液壓缸在夾緊位置連續(xù)工作8h，輸出壓力保持恒定。

（2）曲軸偏心夾具的結(jié)構(gòu) 曲軸偏心夾具（見圖5）依靠聯(lián)接盤8固定在頭架主軸前端，聯(lián)接盤8上有一個(gè)定位槽，夾具體6可在聯(lián)接盤的定位槽中滑動(dòng)，并依靠調(diào)整墊5的厚度來確定與聯(lián)接盤的偏心，從而確定與主軸軸線的偏心量，并保證聯(lián)接盤和主軸的軸線重合。磨削曲軸時(shí)，將曲軸安裝在彈性套筒4中，手動(dòng)壓下V形定位塊1，依靠V形塊1的自定心功能確保曲軸連桿頸的軸線與頭架主軸軸線重合，曲軸正確定位后，頭架主軸后端液壓缸傳遞過來的高壓使得薄壁套筒3和彈性套筒4變形而夾緊曲軸。然后將V形定位塊1手動(dòng)扳回原位以防止妨礙砂輪的切入磨削。調(diào)整平衡塊7的重量可以確保安裝曲軸后的偏心夾具的重心與磨床頭架主軸軸線重合，從而避免偏心夾具旋轉(zhuǎn)時(shí)因離心力過大而影響頭架回轉(zhuǎn)精度。

圖5 曲軸偏心夾具結(jié)構(gòu)

4.結(jié)語

該課題的研究為數(shù)控曲軸連桿頸專用磨床的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了前期技術(shù)儲備，縮短了數(shù)控曲軸連桿頸專用磨床的研發(fā)周期。