五轴车铣复合加工曲轴连杆径角度的找正方法

河南柴油机重工有限责任公司运动件厂 （洛阳 471039） 夏 炜 顾向阳 陶继龙 张晓阳

五轴车铣复合加工中心属于万能通用型数控加工机床，通常配备在线无线测量装置。在曲拐类工件的加工过程中（如加工曲轴的平衡重面及平衡重面上的定位销孔、螺纹孔还有曲轴主轴颈、连杆颈的直油孔、斜油孔，法兰端面的定位销孔和螺纹孔等）都需要进行角度的精确定位。但是在无线测量头出现故障后，加工表面位置精度（尤其是角度定位）将无法进行，直接影响工件的加工。为了保证机床在使用过程中出现类似问题时不影响正常生产，必须找出一种简单易行的方法，在满足加工工艺的条件下，确保加工零件符合产品要求。

通过对曲轴零件和该机床的加工特性进行分析，根据以往曲轴的加工经验和找正方法，初步确定了以下两种方法。现对这两种方法进行分析，来选择最终的可靠方式予以确认，以保证被加工零件的最佳实物质量和精度。

1.用主轴径、连杆颈定位角度

如图1所示，通过用百分表测量主轴颈X方向切点A和连杆颈X方向切点B的半径差来确定连杆颈、主轴颈的中心连线与机床X坐标轴线误差进行连杆颈的零点角度定位。

此方法要求打表测量前首先精确测量计算主轴颈和连杆颈的直径尺寸和主轴颈的径向跳动并判断跳动的具体方向，按如下公式计算出主轴颈和连杆颈的半径综合误差

图1

式中，ΔR为百分表测量的值； D主为主轴颈实际直径尺寸；D连为连杆颈实际直径尺寸；T为主轴颈跳动值；α为 主轴颈跳动最高点与切点A的角度。

根据计算结果ΔR，通过用机床手轮转动工件等方式调整百分表测量点A和测量点B的测量差，使之等于ΔR，保证连杆颈、主轴颈的中心连线与机床的X坐标轴线的一致性，来进行连杆颈的零点角度定位。

2.用连杆径定位角度

如图2所示，在工艺要求的作为基准角度零点的连杆颈上通过用百分表在X方向移动测量找到连杆颈切点A，曲轴旋转180°后在同一连杆颈上找到的切点B，只要测量两切点的百分表示值相等或允许误差在工艺允许误差范围内（理论上两点可以找正至0误差），就可确定连杆颈AB点连线与机床X坐标轴线平行，也就说明连杆颈的角度为零度。

图2

3.结语

以上两种方法，第一种的关联尺寸和误差都会影响角度的定位，尤其是α(主轴颈跳动最高点与X轴的角度)难以确定，直接会导致微量的角度错误，同时在测量主轴径和连杆径的尺寸也会产生测量误差，人为因素影响较大，因此操作起来比较复杂。

第二种方法由于只在一个连杆径上进行，只需要工件旋转180°（转动可在MDI方式下用程序进行），不需要进行关联尺寸的测量和计算，相对来说比较简单，可靠性较高；同时测量结果较为直观。

通过以上分析，确定使用第二种方法进行连杆颈的定位角度方法。此方法四年的实际应用，在进行加工验证后，操作简单，准确可靠，可以满足曲轴的加工工艺要求；同时还可用于无线测量仪检测后人工进行验证，以确保零件加工质量。