浅谈车曲轴时的变形及克服方法

陈国庆

（江苏省昆山第二中等专业学校，江苏 昆山 215316）

曲轴是多种发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，发动机五大件中最难以保证的加工质量。由于曲轴工作条件的恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯的加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。

在车曲轴时工件的变形是始终存在的，变形越大，则工件的质量就越差，因此减少变形是我们提高曲轴加工质量的一个重要关键，在加工时，我们只要正确了解变形的原因，掌握克服的方法，就能使变形尽量减少直至消除。（如图1）

1 曲轴变形的主要原因

1.1 工件静平衡差异对曲轴变形的影响

在加工时，工件的静平衡差异会产生一个离心力，使工件回转轴线弯曲；和使工件外圆各处车削深度不等，从而使工件外圆产生不圆整度误差（如椭圆度误差等），静平衡差异越大，则工件的不圆整度误差越大。

1.2 顶针及支撑螺栓的松紧对曲轴变形的影响

在加工曲轴时，特别是加工细长类曲轴时，顶针或支撑螺栓顶得过紧，会使工件回转轴线弯曲，增大曲拐轴颈轴线对支承轴颈轴线的不平行度。

1.3 中心孔钻得不正确对曲轴变形的影响

图1

在加工曲轴时，中心孔钻得歪斜（两端中心孔不在同一条直线上或两端中心孔的轴线歪斜），使曲轴在回转时产生轻微摇晃，造成轴颈不圆整度误差，增大曲拐轴颈和支撑轴颈的不平行度，有时还会损坏中心孔和顶针，甚至发生事故。

此外车床精度和切削速度也会影响曲轴变形，车床精度越差，则由静平衡差异所造成的离心力对加工质量的影响越大。切削速度越高，离心力就越大，工件的变形也就越严重。

2 克服曲轴变形的几种方法

2.1 认真对待钻各个中心孔的工序，使两端相对应的中心孔尽量在同一轴线上，并且尽量不歪斜。

2.2 认真校正工件的静平衡，在加工时先用两顶针轻轻顶住，使曲轴在每个回转位置都能起步和停止，当粗车后发现工件静平衡差异增大，就应该重新校正，但须注意保证工件有足够的精车余量。当余量过少时，就不能重新校正工件的静平衡，否则会由于工件变形而车不出，造成废品。

2.3 装夹时适当顶紧曲轴中心孔，注意不宜顶得过紧。如装夹条件许可，可将工件尾端装夹由顶针改为外圆支撑，以避免顶紧力的影响。

2.4 在车削时，除了需要车削的部分外，其余部分都要尽可能用支撑螺栓顶住或压板压牢，但不宜过紧，否则也会产生工件变形。

2.5 车削时，切削速度不宜选得过高。同时，变化范围也不宜过大。

2.6 注意调整车床主轴的间隙，特别是当车床精度较差时，更显得重要。

2.7 中心架偏心套的使用

在加工曲拐轴颈时，为了减少产生椭圆度和轴线弯曲等误差，除了在偏心家具中将顶针改成尾座主轴支承外，老师傅们还采用了中心架偏心套的支承方法。偏心套的侧面做有校正用的平面，要求与偏心夹具的偏心体相同，使用时与偏心体的相应校正面一起校对，工件由对合孔支承，用螺栓压住上盖得以紧固，即可搭上中心架进行车削，同时在偏心套的内圈装有四个调节螺钉，可以根据工件的椭圆误差方向，调整中心架爪脚的支承圆周，能够有效地消除曲拐轴颈的椭圆度。（图2）

图2

2.8 主轴颈外圆的车削

车削主轴颈外圆时，采用中心架支承。为减小主轴颈的椭圆度误差，可用适当“引”的方法，即先车靠近车头处的主轴颈外圆，如有椭圆度误差，则用手工修整，随后搭中心架支承，车靠近的另一档主轴颈外圆，并移动中心架支承。如该牌楼档椭圆度误差仍较大，则还须修整，如此类推，使中心架支承在中间的主轴颈外圆的牌楼档上，并使车削主轴颈外圆时的椭圆度误差控制在允差范围内。校正中心架三爪的支承中心时可采用拐档表，使用时把拐档表放在曲拐扇板之间，由板簧定牢，随后开低速观察百分表指针摆动幅度，调整中心架三爪，使指针摆动小于0.01mm，即可开始车削。

[1]孙小孟.微车曲轴精密锻造成形工艺及模具的研究[D].重庆：重庆大学，2006.