远洋万吨巨轮柴油机曲轴安装找正加工流程

2014-08-24王虹丁磊

机械工程师 2014年2期

关键词：尾座进给量精加工

王虹，丁磊

（齐重数控装备股份有限公司研发中心，黑龙江齐齐哈尔 161005）

1 曲轴安装找正加工流程

以6S50MC-C曲轴加工为例。如图1所示，该曲轴主轴径单边预留加工余量为3 mm，即圆周上余量为6 mm；曲拐颈单边加工余量为2.5 mm，即圆周上余量为5 mm。

图1 曲轴示意图

1.1 安放曲轴前的准备工作

调整各中心架在工件床身上的位置；调整各中心架套筒的伸出量。一般各中心架的中间支撑伸出比左、右支撑低20 mm。

1.2 曲轴安放找正

安放曲轴，用各中心架左右套筒将曲轴拖住，并测量曲轴端面距花盘的距离，使弹性卡爪能够正确地夹持在法兰的圆周上，在最终就位前，可适当调整各中心架位置，避免与曲拐干涉。

找正与调整：将百分表坐在花盘上，测头打在法兰圆周上，然后旋转花盘。观察百分表示数，并机动调整紧靠花盘的中心架左、右套筒。调整完毕后，将表座在尾座前圆平面上，测头打在靠尾座处的法兰圆周上，旋转尾座主轴，观察表示数，同时机动调整紧靠尾座的中心架左、右套筒，直到同轴在允差内。用电钻驱动卡爪增力丝杠，使卡爪趋近曲轴法兰外圆，大约距离外圆剩20 mm时，用棘轮扳手，并最终用力矩扳手锁紧。然后按经验，调整除紧靠主轴箱和紧靠尾座外的，其余中心架中间浮动支撑的压力值（经验值为：②号架2.25 MPa；③号架3.9 MPa；④号架4.25 MPa；⑤号架4.45 MPa；⑥号架4～5 MPa；⑦号架4 MPa）。

撤掉中间所有中心架的左右支撑，只用浮动支撑，仅有紧靠主轴箱和尾座的两个中心架用左右支撑，用花盘固定后，第1个中心架的支撑可全部撤掉。

在找正过程中，中间各中心架左、右位置相应调整尽量使支撑位于各部主轴径的中间位置。

将拐档表安放在各拐档间，从床头至尾座，依次车削每段主轴径。此时加工又称“刮架位”，用16 mm宽的刀，又称“架位宽刀”，主轴转速为0.4～0.5 r/min，许用0.4～1 r/min。进给量0.03 mm/r，从床头至尾座侧，依次车削各段主轴径。在加工过程中，百分表始终坐在曲轴靠近尾座处的端面上，测头打在尾座外圆面上。不断观察此百分表的变化，是否在允差之内。而且观察各拐档测量的显示值，如差值过大，则重复刮架位，依次从主轴箱侧开始。每刮完一段主轴径，就将支撑它的中心架中间支撑撤掉，用左、右支撑。左、右支撑上之后，再刮一下，即完成找正。

1.3 主轴颈加工

找正后，换刀。用梳齿刀加工主轴径。将百分表坐在曲轴法兰面上，测头打在刀具上，Z轴移动。观察表示数，并有专用扳手调整刀具。用梳齿刀加工时，X、Z轴两联动。此时主轴转速为15～25 r/min，进给量0.3～0.5 mm/r，加工轨迹为斜向走刀，再平动回来。

用梳齿刀加工完各段主轴径后（除最靠近尾座段的一段不加工）。用圆刀加工各段轴径间的过渡角。此时亦为两轴联动。转速15～25 r/min，进给量0.2～0.5 mm/r，先加工各段轴径靠右侧的圆弧，然后换刀，仍然从床头至尾座，加工各段轴径左侧过渡面。全部加工完毕后，换普通车刀，加工靠近第一个拐的法兰端面，此时转速15～25 r/min，进给量0.3～0.5 mm/r。然后换205mm宽刀精加工主轴径，主轴转速0.3r/min。进给量0.015 mm/r，依次加工各主轴径。

最后精加工曲轴靠近尾座的法兰的外圆和曲轴端面。

1.4 曲拐颈加工

用旋风刀架加工轴径，首先C轴分度，使第一个拐颈处加工位置上，开启旋风刀盘，旋风刀架Z轴移动到加工位置，然后刀架X轴趋近工件。到位后，开始缓慢闭合刀盘，一个人控制，另一个人在行车上观察刀盘与拐档面的相对位置，避免刮碰。然后完全闭合刀盘，并用电机锁紧，安装上固定螺栓，然后旋转刀盘，安装另一面的螺栓。

将百分表坐在刀具接纳器上，测头打在拐颈上，旋转刀盘，检测拐颈与回转环的同心度。

然后将百分表坐在刀盘内圆上，测头打在支拐装置支撑的曲轴面上，并向上调整支拐高度，使支拐顶住曲轴，并用胶皮锤敲打支拐装置的支撑点，观察表针是否变化，直到顶实。然后挂上捆绑带，吸上支架，用栓紧器锁紧。此时表坐在支拐装置体的平面上，测头打在支拐支撑的曲轴面上，锁紧过程中观察百分表是否变化，不变化则表示曲轴未被紧固变形。

装入齿形刀，旋转刀盘，进给刀具，对刀并粗车，此时，刀盘转速为设定值1 r/min，实际值为0.88 r/min。

进给量额定值为0.2 mm/r，实际值为0.08 mm/r。

加工到量后，松开接纳器，窜动刀夹位置，使刀齿与上次加工部位错开，然后进行加工，往复几次，直到余量剩1 mm左右，更换205 mm宽刀，并用专用检具检测刀具。然后进行粗刮，此时，刀盘转速0.4 mm/r，进给量0.035 mm/r。垂直支拐座上的百分表，用来观察加工过程中曲轴是否发生转动。

然后换205 mm宽刀精刮，此时，刀盘转速0.4 r/min，进给量0.01～0.015 mm/r。同上过程，依次加工各拐颈。在加工每一个拐颈之后，旋风刀架都退到尾座后，待旋转主轴完毕后，再移回来。

加工50级曲轴，因为拐颈两档面，行程不够，不能用梳齿刀，只能用齿形刀，靠手动窜动刀夹。而加工60级曲轴，由于档距大，可依靠X、Z联动，用梳齿刀加工。

完成所有拐颈加工后，准备掉头。掉头后，用原尾座端法兰面外圆做基准，用卡爪夹持，此时弹性卡爪须包上铜皮，以避免损坏工件。最后加工两次法兰端面，及掉头前尾座处的主轴颈，因为之前尾座处不顶曲轴，所以须掉头后加工。其法兰端面后加工，是为了达到掉头后加工，满足船检要求的偏差。

2 曲轴加工流程

1）找正，刮架位 n=0.4～1 r/min，f=0.03 mm/r，加工时间为3～4天，宽刀；2）粗加工各主轴颈，n=15～25 r/min，f=0.3～0.5 mm/r ，梳齿刀；3）加工过渡圆角，n=15～25 r/min，f=0.2～0.5 mm/r，加工靠左侧和靠右侧圆弧，换一次刀（圆刀）；4）加工紧靠第一个拐的法兰端面，n=15～25 r/min，f=0.3～0.5mm/r，换端面宽刀精加工，n=0.4～1r/min，f=0.02mm/r；5）精加工各段主轴颈，n=0.3 r/min，f=0.015 mm/r，宽刀；6）加工尾座端法兰外圆，n=0.3 r/min，f＝0.03 mm/r；7）加工曲轴端面，粗、精加工，粗加工n=15～25 r/min（普通车刀），f=0.3～0.5r/min，精加工 n=0.3r/min（端面宽刀），f=0.015 mm/r；8）用旋风刀架，粗加工曲拐颈 n=1 r/min，f=0.08 mm/r，齿形刀；9）半精加工曲拐，n=0.4 r/min，f=0.035 mm/r，宽刀；10）精加工曲拐，n=0.4 r/min，f=0.035 mm/r，宽刀；11）掉头；12）加工掉头后靠近主轴箱侧的主轴颈；13）加工各法兰端面及外圆；14）加工曲轴端面，粗精加工，时间、参数同第7）步。由第2）步到第7）步，加工时间为6～7天，第8）步至第10）步，加工时间为4天；由第11）步至第14）步，加工时间为3天。总共需要16～17天。