曲轴动平衡机支撑滚轮改进

2014-12-02桂林福达曲轴有限公司广西541199黄中顺

金属加工(冷加工) 2014年22期

■桂林福达曲轴有限公司（广西 541199）黄中顺

曲轴的平衡是曲轴加工的关键工序之一，平衡质量的好坏，直接影响发动机整机的振动与噪声，影响发动机的寿命。因此，在动平衡加工时，对平衡机床的稳定性、准确性有较高的要求，目前，国产的动平衡机床上基本上采用传统的两端滚轮支撑，机床底部电动机平带带动主支撑滚轮对曲轴进行动平衡测量，测出不平衡量及角度，然后根据数据结果在曲轴平衡块上钻孔去除不平衡量的方法加工。

在加工过程中由于曲轴主轴颈与动平衡机床支撑滚轮直接接触，支撑滚轮为钢材料，表面进行热处理，硬度一般都达到60HRC以上，而轴颈外圆表面一般采用中频淬火或氮化处理，硬度一般在50～55HRC，在机床上动平衡检测过程中轴颈外圆与支撑滚轮以300～500 r/min的转速进行相对滚动，当曲轴不平衡量较大需要反复检测、去重或支撑滚轮表面有缺陷时，很容易造成轴颈外圆的滚伤，而动平衡工序一般都是在精磨轴颈工序后才进行的，当轴颈表面滚伤后，最后的抛光工序很难完全去除，严重时造成曲轴的报废。

通过研究，我们决定对动平衡机床的支撑滚轮进行改进，在不影响加工精度、稳定性的前提下，避免由于动平衡检测过程造成曲轴表面滚伤而使得产品不合格。原机床支撑滚轮为钢材料制成，如图1、图2所示，每台机床上安装4个支撑滚轮，在检测4缸曲轴时分别支撑第1、5主轴颈外圆。

由于曲轴自身有较大重量，因此要求改进的材料及结构要满足机床的工作强度要求，原结构为整体式钢材料滚轮，新结构为保证支撑基体的刚性不能产生变形，从而影响动平衡检测数据的准确性，也采用45钢作为支撑内盘，结构如图3所示。

零件允许用φ50 mm的棒材和板材焊接而成坯料，整体调质至32～35HRC，在焊接处须采用过盈配合，焊接牢固后再进行加工成形，在加工过程中要保护两中心孔锥面不被破坏，以方便在后序进行返修后重复使用。

图4所示为支撑滚轮外圈，材料为环氧树脂玻纤压层板，抗压强度＞200 MPa，在车床上加工出内圈尺寸，在钻床上加工好位置孔后加热至80C进行装配，以支撑内盘两端中心孔为基准磨削支撑滚轮外圈至要求尺寸，装配后如图5所示。

图1 改进前支撑滚轮材料及结构

图2 改进后的材料及结构

图3 支撑内盘

将改进后的支撑滚轮换装到机床上进行验证，由于玻纤材料本身比曲轴硬度低，在外圆进行研磨后的表面粗糙度值Ra=0.4 mm，使切屑等杂物不易附着在滚轮表面上，从而保证了曲轴外圆不再出现滚伤的现象。当外圈磨损到一定程度时，将支撑滚轮拆下，以两端中心孔作基准进行研磨后又可以继续使用，直到外圈使用到极限后才对外圈进行更换。从我公司使用的经验看，每加工3000件曲轴后对外圈进行一次修整，可修整6次以上；而稳定性方面，以5件4缸成品曲轴检测数据进行对比，曲轴动平衡技术要求为不平衡量不大于10 g·cm，检测结果如附表所列。