曲轴键槽加工工装

易丽群

桂林福达阿尔芬大型曲轴有限公司 广西 桂林 541199

工程机械或汽车应用大型柴油机经常在各种条件的路面上行驶，对此，需要拆卸发动机更换曲轴，不利于成本节约。因为键槽中心平面相对基准平面对称测量具有一定困难，量块测量过程中测量结果不直观。对此，提出键槽工装夹具，一次装夹定位中确保加工的键槽满足图样需求。

1 问题的提出

偏心轴加工时不仅要确保偏心距大小形位公差满足图样需求，其键槽加工也是主要影响因素。键槽定位大小作为小缝隙匹配，偏心轴中心线对称度偏差在0.05mm，设备中3个同样的曲轴共同装配应用，因而需要3个曲轴大小相同才能达到准确。要求3个曲轴组成一组，键槽位置度相同，偏差控制在±0.05°，进一步增加了铣键槽困难性。对此，提出键槽工装夹具，一次装夹定位中确保加工的键槽满足图样需求。通过实践证明，效果良好。

2 键槽相对基准平面的对称度

2.1 对称度要求

为确保曲轴与键配合的构件可以顺利安装，安装相位角度准确，要求保证曲轴键槽相对基准平面位置准确。所以，提出键槽中心平面相对基准平面的对称度需求，也就是键槽中心平面位于距离为公差参数T且基准平面对称配置的平行面之间范围。

2.2 测量方案

测量过程中由于测量环境影响，缺少对键槽中心平面直线度偏差与平面度偏差控制。所以，现场测量过程中需要测量键槽中心平面轮廓各极限点的对称度，最大参数可以用于键槽中心平面相对基准平面对称度。因为键槽呈半圆性，所以只要测量圆弧两端点与圆弧中点对称度即可。直接测量键槽中心平面相对基准平面对称度具有较大困难，集中体现于：受键槽宽度影响不可使用常规百分表，只能使用杠杆百分表。测量键槽圆弧中点对称度过程中，因为键槽宽度不足。因此，观察表针圆头困难，工作人员无法精准判断表针圆头状态，往往需要表针圆头触碰到键槽底端才能确定达到键槽底端，但百分表参数发生较大变换。该过程中，一旦工作人员未发现百分表参数变化即会出现测量参数偏差，影响测量精准性。

3 夹具结构

夹具安装于铣车工作台中，主要组成构件包括的曲轴、压板、螺钉、垫圈、螺栓等。由于曲轴两侧两个断面的2个中心孔为上道操作核心，通过计算精准加工获得保证。该工装是通过两端中心孔达到定位确保各件曲轴在加工键槽过程中处于相同位置。操作过程为：曲轴工件放进工装内档，两侧通过定位销定位销轴。随后，把工装两侧压板通过螺钉紧固定位销轴；工件下端V型顶高辅以支撑后上端用压板固定。这种装夹形式可以确保各件曲轴位置偏差在标准范围。该工装夹具两侧双定位销轴与夹紧具有安装简单、定位精准的优势。各曲轴加工皆是由工装确保，偏差小。

曲轴键槽加工需要注意的问题：该工装制作时两侧定位销孔是核心环节，要求确保两侧定位销孔中心距和曲轴中心孔中心距相同，定位销轴中心线和工装地面基准面有一定平行高度。螺钉长度相同，压板确保较高的平面度，处于标准压紧状态。V型顶高与工件压板固定时注意力度控制，相对应装夹，避免工件错位。加工后的单件检测与装配实验表示 时该工装符合图样需求与应用要求。

4 对称度与测量分析

为键槽与轴颈表面相交面的几何中心，三个平面的交点；一个平面是过键槽中心点且与轴颈中心线垂直的平面，我们叫做铅锤面。另一个平面为过键槽中心点且与轴颈中心线平行与基准平面垂直的平面，我们叫做水平面。忽略键槽中心平面的平面度误差，则键槽的中心平面为一理想平面，该平面上有这样两条直线，一条直线是键槽中心平面和铅垂面的交线，我们叫做径向中心线。另一条为键槽中心平面和水平面的交线，我们叫做轴向中心线。两条直线为相交直线，共有3个端点，这3个端点的对称度最大值即为键槽中心平面的对称度。

结合键槽应用环境，键槽对称度对装配没有较大影响，装配半圆键后半圆键的对称度对装配具有意义。因此，测量过程中建议模拟半圆键和键槽设计一种量块。为确保与键槽配合良好可以根据槽宽度大小，间隔0.01mm为一档，设计不同宽度大小的量块。量块径向长度有键槽深度2倍多一些，量块轴向长度应为键槽长度多一点，确保量块进入键槽后露出部分大小大于键槽尺寸。若量块大小小于键槽尺寸，测量参数可以乘以一个系数，系数参数为键槽大小除以量块大小。首先，将适合的量块塞入键槽，将工件校正。其次，利用百分表测量量块和键槽中心点对应位置参数，工件运转180°后测量块上和键槽中心点对应位置参数，读数做差参数除以2获得的结果就是键槽中心店至基准平面的距离。将百分表自键槽中心点处沿轴向由量块的一端缓慢移动到量块的另一端，得到一个差值，该值理论上等于2H。

5 结语

由于键槽中心平面相对基准平面的对称度在现场难以直接测量，而使用量块间接测量时，其测量结果又非常不直观，甚至可以说理解上存在一定的难度。因此，关于键槽中心平面相对基准平面的对称度与加工工装。本文就该问题进行了深入探讨，从理论上系统分析了键槽中心平面相对基准平面的对称度的测量方法和计算方法，并根据现场的实际情况，提出了两种较简单易行的测量和判别方法。