項(xiàng)明華 肖建軍

（上海機(jī)床廠有限公司 上海 200093）

隨著我國船舶、機(jī)車、壓縮機(jī)等行業(yè)的蓬勃發(fā)展，大型發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)的需求量也大幅增加。其中大型曲軸就是其中的關(guān)鍵零件。其質(zhì)量的好壞將直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)的工作性能。從曲軸的生產(chǎn)機(jī)械加工工藝流程來看，曲軸連桿頸的磨削精度是保證曲軸質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而曲軸連桿頸在磨削加工時(shí)的相位分度定位和夾持技術(shù)對曲軸連桿頸的磨削精度起到?jīng)Q定性的作用。因此，在深入分析了傳統(tǒng)曲軸磨床的相位分度定位和夾持技術(shù)的特點(diǎn)之后，經(jīng)過研究和分析，設(shè)計(jì)出了一種新型的可任意分度的大型曲軸連桿頸磨削夾具。

1 傳統(tǒng)的曲軸磨床使用的連桿頸加工夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目前，在大型曲軸磨床設(shè)備中，使用的連桿頸加工夾具大多如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)的曲軸磨床使用的連桿頸加工夾具示意圖

當(dāng)需要調(diào)整曲軸的連桿頸相位時(shí)，需要松開前端的夾緊零件，然后轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，帶動(dòng)連接在曲軸端頭的蝸輪，驅(qū)動(dòng)曲軸，使其轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)位置后進(jìn)行夾緊。這類夾具在加工大型曲軸時(shí)有以下缺點(diǎn)：

(1)由于大型曲軸的重量很大，前端軸瓦所受到的摩擦力相當(dāng)大，對帶動(dòng)機(jī)構(gòu)有較大的剛性要求。

(2)由單一插銷定位并帶動(dòng)工件時(shí)，大插銷容易變形，從而影響定位精度。

(3)在對工件每次進(jìn)行分度時(shí)都要松開夾頭，當(dāng)分度完成以后再夾緊，容易產(chǎn)生定位精度誤差。

2 可任意分度的曲軸連桿頸磨削夾具設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)原理

為了有效地避免傳統(tǒng)分度結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，參考了國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新，新設(shè)計(jì)了一種大型曲軸連桿軸頸加工任意角度的分度夾具，用于曲軸連桿頸加工中的偏心以及相位分度的精度和各種角度的相位分度調(diào)整，如圖2所示。

圖2 可任意分度的曲軸連桿頸磨削加工夾具示意圖

在新型的大曲軸連桿軸頸加工任意角度分度夾具中，包括校正裝置、卡盤體、偏心調(diào)節(jié)裝置、過渡盤、手動(dòng)分離裝置、卡盤分度機(jī)構(gòu)、工件夾緊裝置等。

在圖2中，卡盤體通過螺釘固定在工件驅(qū)動(dòng)裝置上；過渡盤通過8個(gè)鎖緊螺釘和偏心調(diào)節(jié)裝置與卡盤體相連接。在過渡盤的側(cè)面裝有百分表，卡盤體上裝有校正裝置，過渡盤與偏心調(diào)節(jié)裝置之間裝有手動(dòng)分離裝置。

偏心調(diào)節(jié)裝置由定位螺母、軸承座、偏心調(diào)節(jié)螺桿等零件組成。偏心調(diào)節(jié)螺桿通過軸承座連接在卡盤體上，偏心調(diào)節(jié)螺桿上旋有定位螺母，定位螺母與手動(dòng)分離裝置相連接。

手動(dòng)分離裝置由轉(zhuǎn)直齒端齒盤、定直齒端齒盤、組合軸承、頂桿、軸套、滾針軸承、偏心軸手柄、深溝球軸承、導(dǎo)向盤、頂頭、杠桿、底盤等零件組成。

轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸手柄時(shí)，由于偏心軸與頂桿接觸連接，頂桿可以通過頂頭與杠桿（杠桿兩端裝有深溝球軸承）并通過深溝球軸承與底盤連接，底盤端面設(shè)有轉(zhuǎn)直齒端齒盤；手動(dòng)分離裝置的安裝座端面上設(shè)有定直齒端齒盤，在卡盤分度機(jī)構(gòu)進(jìn)行分度定位時(shí)，轉(zhuǎn)直齒端齒盤與定直齒端齒盤嚙合；在卡盤分度機(jī)構(gòu)分度時(shí)，轉(zhuǎn)直齒端齒盤與與定直齒端齒盤分離。偏心軸下端設(shè)有二個(gè)組合軸承，上端設(shè)有滾針軸承。

卡盤分度機(jī)構(gòu)由滾動(dòng)軸承、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、大齒輪、轉(zhuǎn)臺(tái)軸承、刻度盤、帶動(dòng)銷、直線滾珠導(dǎo)套、定位銷、連接銷、齒輪盤壓緊板（圓周均布）、帶動(dòng)盤、游標(biāo)、密封蓋和過渡盤等零件組成。

連接在底盤后面的大齒輪通過從動(dòng)齒輪與安裝在過渡盤上的主動(dòng)齒輪進(jìn)行嚙合。卡盤機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)盤與過渡盤之間裝有刻度盤和游標(biāo)，帶動(dòng)盤后面連接工件夾緊裝置。帶動(dòng)盤與過渡盤之間設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪與過渡盤之間分別通過滾動(dòng)軸承進(jìn)行連接。

由大齒輪、帶動(dòng)銷、底盤、工件夾緊裝置、定位銷、連接銷、帶動(dòng)盤、游標(biāo)和沿圓周均布的齒輪盤壓緊板組成卡盤機(jī)構(gòu)。

松開過渡盤鎖緊螺釘即可使用偏心來調(diào)節(jié)夾具的偏心。此時(shí)可以將標(biāo)準(zhǔn)量棒放于偏心校正裝置中間，通過百分表的讀數(shù)來精確控制偏心量。

轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸手柄帶動(dòng)偏心軸推動(dòng)頂桿，頂開頂頭帶動(dòng)杠桿，杠桿上的深溝球軸承徑向頂開底盤并帶動(dòng)轉(zhuǎn)直齒端齒盤和定直齒端齒盤進(jìn)行分離。

轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪再帶動(dòng)大齒輪，大齒輪帶動(dòng)前端由卡盤機(jī)構(gòu)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過刻度盤和游標(biāo)來確定角度，調(diào)整好角度后再轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸手柄，使得轉(zhuǎn)直齒端齒盤和定直齒端齒盤重新嚙合，即可實(shí)現(xiàn)精確的分度功能。

卡盤體安裝在工件回轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置上，加工之前，首先利用偏心調(diào)節(jié)裝置按曲軸的沖程量進(jìn)行調(diào)整偏心量，找出曲軸的初始相位，利用夾具的夾緊部分將曲軸固定好。在完成第一個(gè)連桿軸頸的加工后，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸使移動(dòng)頂桿頂開端面齒輪盤，通過主、從動(dòng)齒輪的傳動(dòng)，根據(jù)刻度盤上的標(biāo)尺指示，將曲軸調(diào)整至指定角度，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸使頂桿和端面齒輪盤進(jìn)行復(fù)位，以完成連桿軸頸的相位分度。

3 結(jié)語

新型的大曲軸連桿軸頸加工任意角度分度夾具目前已經(jīng)試制成功，產(chǎn)品已經(jīng)投入市場。在聽取了曲軸生產(chǎn)廠家所反饋的意見之后，總體反映良好。

該新型夾具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力小，對帶動(dòng)裝置的剛性要求低。

(2)采用端齒盤來帶動(dòng)工件，剛性好，不會(huì)影響分度的定位精度。

(3)工件在分度時(shí)無需松開夾頭，不會(huì)產(chǎn)生重復(fù)的定位誤差。體現(xiàn)了使用一種分度夾具即可加工各類曲軸的優(yōu)點(diǎn)。這樣，在磨床上經(jīng)過一次裝夾后即可完成全部曲軸連桿軸徑的加工，提高了效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，收到了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

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