压缩机曲轴加工工艺改进方案

曲轴是保证机器运转的关键部件，曲轴加工质量的好坏直接影响到整个机器的使用寿命和机器的工作效率及生产成本，曲轴的加工和设计要求都很高，因此曲轴加工是机械加工中一个比较典型而又复杂的工作。一般曲轴加工需要十多道工序，几十个加工工步才能完成，过程分为粗加工、半精加工、精加工。通常情况下在加工曲轴时需要借助偏心夹板来确保偏心距，按常规工艺加工偏心时需要在曲轴两端配做专用模板，曲轴分粗车、半精车、精车，模板也要分粗车、半精车、精车三套方案，所以加工曲轴的费用较高。

1曲轴加工工艺改进思路

以9906型压缩机曲轴为例，压缩机曲轴毛坯在加工前，首先要对锻件毛坯进行了检查，毛坯锻件一般余量都很大，有余量就为改进工艺创造了条件，因此加工时在曲轴原来长度上留有工艺搭子，作为曲拐加工时打中心孔时用，这样就代替了常规工艺用的偏心夹板或用偏心卡盘装夹找正。曲轴成品参见图1，加上工艺搭子后参见图2。工件经过主轴颈粗加工及扇板面镗铣后，将工件上镗床平面置于水平位置；在曲轴二端以主轴颈为中心线利用镗床数显分别打出工艺图2中表示的6个中心孔。6个中心孔分上、中、下三组，每一组中心孔要同一次装夹找正完成，才能保证了6个中心孔在同一水平面上，确保曲拐偏心中心距140±0.05。若曲柄颈之间的夹角为90°或120°时，在工艺搭子上钻中心孔时，还要注意偏心夹角的校正。曲柄加工余量通常较大，属于断续切削，在加工过程中容易引起振动或变形，除了采用一些增加曲柄刚性的方法外，工件在半精加工、精加工时为消除加工时的应力变形应采用以上同样的方法修正中心孔，确保曲轴加工质量。

2曲轴加工工艺改进前后的比较

2.1加工工艺改进前。按常规加工工艺加工曲轴，首先要在曲轴两端设计制作粗加工、半精加工、精加工三套模板，而对模板的设计制作精度要比曲轴的精度提高1~2级，这个方案无论在材料、加工等方面均增加了很多的成本费用。在曲轴两端加装模板时需要钻工艺孔来固定，导致在加工曲轴法兰时会带来很大的困难，易打刀、影响表面粗糙度。在安装模板时，由于模板安装在曲轴的两端，要做到模板安装结束后6个中心孔在同一平面内，因此需要上划线平台安装，而且很难保证在同一平面，稍有误差就会直接影响加工质量，使曲轴失去平衡从而影响其使用寿命及工作效率，另外在平台上安装既费时又费力而且达不到设计要求。在加工时由于安装模板直接影响到工件加工时的强度和刚性，还会影响零件加工质量及表面粗糙度。2.2加工工艺改进后。整个工艺在改进过程中，关键技术在于工艺搭子上的中心孔如何加工。工艺改进后在镗床上利用数显微调装置一次性加工6个中心孔，保证6个中心孔在同一平面上且满足曲拐偏心距140±0.05，并能保证曲柄颈偏心夹角的精度，这就对加工质量提供了可靠的保证。有了一体的工艺搭子省去了偏心夹板的制作或偏心卡盘的装夹调整，从而对加工平面的表面粗糙度创造了良好条件。在曲轴加工时，由于工艺搭子与工件为一体，因此比用模板加工大大增强了工件的强度和刚性，从而提高了加工精度和表面质量。在精加工结束后，只需用中心架置于曲轴主轴颈部位，将两端工艺搭子车去。利用毛坯余量作为辅助工艺搭子，既节约了材料又降低了制作成本，减少了辅助生产时间，缩短了生产时间，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。

3曲轴加工质量要求分析

①曲轴的质量包括曲轴主轴颈与曲轴颈相关的尺寸精度，还有轴颈间的同轴度、平行度，曲轴颈夹角的分度要求。因此曲轴两端的工艺搭子上的中心孔显得尤其重要，它是曲轴加工及检测的重要基准。该中心孔在镗床上利用数显微调装置一次完成，两端的偏心距及分度夹角得到了保证，而且对于精度要求较高的曲轴，最后要在曲轴磨床上进行加工时，工艺搭子上的中心孔起到了定位基准的作用。②加工曲轴时在不影响曲轴加工质量的前提下，利用毛坯锻件余量作为辅助工装代替传统加工中的模板，同样满足了曲轴的设计要求。而采用此工艺搭子时，曲轴毛坯两端必须留有50mm左右的加工余量，增加了加工成本，但是工艺搭子的作用与其它加工方法相比，减少了偏心模板的制作，缩短了工件的校正时间，从而提高了生产效率，尤其在批量生产时，它的经济价值更为明显。当然该方法一般用于锻坯余量较大的曲轴毛坯，不适合小余量的精锻和铸造毛坯。

4结束语

实践生产中，曲柄轴的加工方法有许多，各有各的优势。因此在现场施工中要根据实际情况，产品的加工要求和产品的批量等，做到优化加工工艺，以降低生产成本，在提高生产效率的同时确保生产质量。

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作者:杨维忠 张惜君 单位:江苏省江阴中等专业学校