質量定心孔機床在曲軸加工中的應用-數控機床市場網

您現在的位置：鑽（zuàn）床網> 技術前沿>質量定心孔機床在曲軸加工中的應用

質量定心孔機床在曲軸加工中的應用

2017-12-21 來源：神龍（lóng）汽車有限公司（sī）作者：劉（liú）雪鬆易曉姣

摘要：簡述（shù）曲（qǔ）軸動（dòng）平衡偏心量的分解方法，並在此基礎上分別介紹了兩種質量定心孔機床偏心量的調整方法和（hé）調整原理：法國COMAU機床采用四個調整軸，分別按兩端偏心（xīn）量要求直接調整曲軸位置，實現曲軸的定心孑L位於質量中心孑（jié）L處；西班牙ETXE—TAR機床采用兩個調整軸移動曲軸（zhóu）的位置和兩端坐（zuò）標偏（piān）移相結合的方法，問接巧妙地實現（xiàn）曲軸的定心孔（kǒng）位於質量中-5,：fL處。對比分析兩種機床偏（piān）心調整驅動的結構區別，識別各機床的製造成本（běn）和精度調整上（shàng）存在的優缺點（diǎn），為購買設備提供一（yī）定的經驗反饋。

關鍵詞：曲軸定（dìng）心孔平衡

1、前言

曲軸的不平衡量是導致（zhì）發動機產生振動和（hé）噪音的主（zhǔ）要原因。目（mù）前大多數企業（yè）都采用帶補償量的（de）質量中一C,：fL定位方式加工曲軸。相比采用幾何中心孔定位方式，帶補償量的質量中心孑（jié）L定（dìng）位可（kě）以減少曲軸（zhóu）動平衡時的去重量，提高動（dòng）平衡的（de）合格率、降（jiàng）低廢品率、縮短工時（shí）、提高生產效率。目前，由於質量定心孑L機床（chuáng）製造（zào）廠家不同，實現曲軸位置調整的方法不同。了解實現（xiàn）曲軸位置調整的方法和原理，有利於機床維修和進行質量調整。以法國COMAU質量定心孔機床和西班（bān）牙ETXE—TAR質量定心孔機床為例分別對其定心原理進（jìn）行研究分析。

2、曲軸偏心量分解方法

曲軸的幾何中心（xīn）和（hé）質量中心往往存在一（yī）些偏差，即偏心。如圖1所示，A點為質量中心（xīn），曰點為幾何中心，砑即為偏心量，可分解（jiě）到水平和垂直兩個方向H／V 。

圖1 曲軸不平衡量合成分解示意

曲軸的偏心量可由動平衡測量機測量，偏心量數據傳給（gěi）中心孑L加（jiā）工機床，這種機床都（dōu）設計有曲軸（zhóu）位置調整軸，使曲軸的質量中（zhōng）心移動到幾何中（zhōng）心（xīn）的位置。根據動平衡理論，轉子在（zài）多個平麵的動（dòng）不平衡問題可以轉換為任意兩個平麵的不平衡問題；因此，動平衡測量（liàng）機測得的數據經過處理，傳給中心孔機床的數據是曲軸兩端特定截麵的偏心量即LH、LV(左端水（shuǐ）平豎直方向)、RH、RV(右端水平豎直方向)。

如圖2所示，曲軸的不平衡量被分（fèn）解到A-A平麵和c—C平麵。加工時，工件的A—A、c—c截麵分別放在左右調整塊（kuài）的位置，通過驅動軸（zhóu）前進（jìn）或後退調整曲軸相對機床的位置，從而實現偏心。

圖2曲軸定位加緊示意

3、質量定心孔（kǒng）機床

3．1法國（guó）COMAU質量定心孔（kǒng）機床定心原理

神龍汽車公司EW發動（dòng）機曲軸L3生產線建於2008年，opl0鑽中（zhōng）心孔機床使用的是法國COMAU質量定心孔機床，該機床針對四個調整值LH,LV、RH、RV分別設計有4個調整軸，圖3所（suǒ）示為CO．MAU質量定（dìng）心孔機床坐標係示意，其中Q1、Q2、p3、Q4為調整軸，與水平方（fāng）向成450，且與Z軸的垂直麵平行。y、z為幾何軸，在該坐標係中編程（chéng）刀具運行加工中（zhōng）心孔。

圖3 COMAU質量定心子L機床坐標係示意（yì）

這種設（shè）計直（zhí）接根據LH、LV、RH、RV值進行調整，不需轉換（huàn），比較直觀。調整時如圖2所示：Q1軸按胡移動、Q3軸按Ly移動，完（wán）成（chéng）左側A-A平麵處的偏心量（liàng）調整；(22軸按RH移動（dòng）、Q4軸按RV移動，完成右側C—C平麵處的偏心量調整。每個調整軸均有一個小（xiǎo）型伺服電機（jī）驅動以調節工件按偏心量要求進行定位，調整部位共需要四（sì）個電機驅動。調整後（hòu）夾緊工件，中（zhōng）心孔（kǒng）按（àn）YI=0、Y2=0定位，Z1、z2進給鑽孔（kǒng），完成（chéng）質量定心孔的加工。

但是，這（zhè）種（zhǒng）情況下需要保證機床左右兩邊刀塔的中心絕對對齊，】，方向可以人為修正，x方向隻能通過（guò）機床製造來保證。

3．2 ETXE—TAR質量定心（xīn）孔機床定心原理介紹

EB發動機曲（qǔ）軸生產線建（jiàn）於2014年，opl0鑽中心孔機床使用的（de）是艾西塔ETXE—TAR質量定心孔機床（chuáng），機床結構（gòu）有別於（yú）COMAU質量定一（yī）5,q‘L機床，僅使用兩個調整軸。圖4所示為ETXE—TAR質量定心孔機床坐標軸（zhóu），x、y、z為幾何軸。u1、眈為兩端截麵處的調整軸，隻能進行水平方向的移動，調整驅動軸模型詳細結構見圖5。

圖4 ETXE—TAR質（zhì）量（liàng）定心（xīn）孑L機床坐（zuò）標軸示意

圖5調整驅動軸(U軸)模型

僅僅使用兩個水平方向移動的調整軸不能夠直接實（shí）現四個方向的調整，因此ETXE—TAR對偏心（xīn）數據進行分解處理和轉換，將總移動量分解為調整u軸移動量和坐標係偏置量。使u軸移動量（liàng）和（hé）坐標（biāo）係偏置量（liàng）的和滿足總移動量。

U，軸水平移動Ul，則工（gōng）件實（shí）際在水平方向和豎直方向上產生U1的移（yí）動量（liàng），原因如下。如圖（tú）6所示，如果U軸水平移動Ull(按箭頭方向)，則工件的合運（yùn）動是（shì）沿著（zhe）OD方向移動了（le）曆，計算如下。

圖6 U軸移動產生的工件（jiàn）實際移動量示意

為滿足調整量LH、LV、RH、RV，ETXE—TAR對數據進行了處理，具體如（rú）下。a．U軸的調（diào）整量。眈軸為￡u，U1軸為RU。b．機床坐（zuò）標（biāo）係偏置量（liàng）。通道2(左側)分別為（wéi）X-LESP，Y_LESP；通道1(右側)分（fèn）別為X_ESP，y-ESP。左右兩邊水平和豎直方向均要（yào）滿足總移動量LH、LV、RH、RV要求，計算如下。

綜上，已成功將調整量分解為u軸移動量和坐標係偏置量。因此，當偏心量刪（shān）、LV、RH、RV數（shù）據傳給中心孔加工機床時，機床程序中將（jiāng）坐標係按X_ESP，Y_ESP偏置，同時U軸移動按LU、RU移動開始加工，即可（kě）實現曲軸定一C,qL按（àn）偏心量要求加（jiā）工。

3．3 兩種結構對比

表1所示為兩種機床偏心調整驅（qū）動部分結構的對比，從表（biǎo）1中內容可以看出兩種機床均有兩個通道，分別加工兩端的中一b：fL。COMAU機床包含軌（guǐ）跡軸Y、Z(4個伺服電機驅動)和調整（zhěng）軸Ql、Q2、Q3、Q4(4個小型（xíng）伺服電機驅動)；ETXE—TAR機床包含軌跡軸x、y、Z(6個伺服電機驅動)和調整軸Ul、睨(2個小型（xíng）伺（sì）服電機驅（qū）動)，兩（liǎng）種機床使用的伺服驅動數量均為8個，但是大的伺服電機和配套的滾（gǔn）珠絲杠副的成本高一些，因此ETXE-TAR機床製造成本要（yào）高一點。然而，由於（yú）COMAU機床有（yǒu）l，軸沒有x軸，因此兩端在x方向的對（duì）零隻能由機床（chuáng）製造（zào）安（ān）裝精度保（bǎo）證，設備老（lǎo）化、二次運輸均會導致兩（liǎng）端中心孔同軸度很難（nán）保證；而ETXE—TAR機床（chuáng）隻要設備穩定性好，是完全可以通過X、l，坐標的修正補償保證兩端中心孔（kǒng）的同（tóng）軸度（dù）。雖然ETXE—TAR機床的結構設計需要對偏心（xīn）量（liàng）數據進行處理，但其原理過程（chéng）並不複雜，程序（xù）中的運算也相當（dāng）簡單，不會增加（jiā）編程（chéng）人員的工作量（liàng）。

在偏心量調整（zhěng）範圍方麵（miàn），神龍公司（sī）EW和EB曲軸毛坯要（yào）求偏心量小（xiǎo）於0．5 mm，從生產實際可知兩種機床均可以完成這一要求。

4、結束語

了解設備的結構特點，在新項目設備（bèi）選擇時可根據需要選擇合適的機床，提高投資的性價比。針對調整結構設計方麵進行比較，ETXE—TAR機床成本高於COMAU機床；精度方麵在（zài）使用（yòng）初期（qī）無區別，應考慮產量來（lái）選擇設備。小（xiǎo）批量生產、短期壽命(約10年)生產建議使用COMAU機床，較大批量生產、長壽命產品的生產(約20年)，采用ETXE—TAR機床可以避免設備老化後（hòu）精度恢複難的問題。在具體的機床（chuáng）選擇時還要結（jié）合機床其他方麵的結構特征綜合進行考慮。同時了解曲（qǔ）軸定心（xīn）孔加工機床（chuáng）動平衡偏心量調整（zhěng）的方法原理和機床結構特點，有助於分析解決現生產中動平衡質量問題（tí）。

投稿箱：
如（rú）果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資（zī）訊（xùn）合作，歡（huān）迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業（yè）界視點

| 更多

行（háng）業數據

| 更多

博文選萃

| 更多