淺談車曲軸時的變形及克服方法

陳國慶

（江蘇省昆山第二中等專業學校，江蘇 昆山 215316）

曲軸是多種發動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，發動機五大件中最難以保證的加工質量。由于曲軸工作條件的惡劣，因此對曲軸材質以及毛坯的加工技術、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環節質量沒有得到保證，則可嚴重影響曲軸的使用壽命和整機的可靠性。

在車曲軸時工件的變形是始終存在的，變形越大，則工件的質量就越差，因此減少變形是我們提高曲軸加工質量的一個重要關鍵，在加工時，我們只要正確了解變形的原因，掌握克服的方法，就能使變形盡量減少直至消除。（如圖1）

1 曲軸變形的主要原因

1.1 工件靜平衡差異對曲軸變形的影響

在加工時，工件的靜平衡差異會產生一個離心力，使工件回轉軸線彎曲；和使工件外圓各處車削深度不等，從而使工件外圓產生不圓整度誤差（如橢圓度誤差等），靜平衡差異越大，則工件的不圓整度誤差越大。

1.2 頂針及支撐螺栓的松緊對曲軸變形的影響

在加工曲軸時，特別是加工細長類曲軸時，頂針或支撐螺栓頂得過緊，會使工件回轉軸線彎曲，增大曲拐軸頸軸線對支承軸頸軸線的不平行度。

1.3 中心孔鉆得不正確對曲軸變形的影響

圖1

在加工曲軸時，中心孔鉆得歪斜（兩端中心孔不在同一條直線上或兩端中心孔的軸線歪斜），使曲軸在回轉時產生輕微搖晃，造成軸頸不圓整度誤差，增大曲拐軸頸和支撐軸頸的不平行度，有時還會損壞中心孔和頂針，甚至發生事故。

此外車床精度和切削速度也會影響曲軸變形，車床精度越差，則由靜平衡差異所造成的離心力對加工質量的影響越大。切削速度越高，離心力就越大，工件的變形也就越嚴重。

2 克服曲軸變形的幾種方法

2.1 認真對待鉆各個中心孔的工序，使兩端相對應的中心孔盡量在同一軸線上，并且盡量不歪斜。

2.2 認真校正工件的靜平衡，在加工時先用兩頂針輕輕頂住，使曲軸在每個回轉位置都能起步和停止，當粗車后發現工件靜平衡差異增大，就應該重新校正，但須注意保證工件有足夠的精車余量。當余量過少時，就不能重新校正工件的靜平衡，否則會由于工件變形而車不出，造成廢品。

2.3 裝夾時適當頂緊曲軸中心孔，注意不宜頂得過緊。如裝夾條件許可，可將工件尾端裝夾由頂針改為外圓支撐，以避免頂緊力的影響。

2.4 在車削時，除了需要車削的部分外，其余部分都要盡可能用支撐螺栓頂住或壓板壓牢，但不宜過緊，否則也會產生工件變形。

2.5 車削時，切削速度不宜選得過高。同時，變化范圍也不宜過大。

2.6 注意調整車床主軸的間隙，特別是當車床精度較差時，更顯得重要。

2.7 中心架偏心套的使用

在加工曲拐軸頸時，為了減少產生橢圓度和軸線彎曲等誤差，除了在偏心家具中將頂針改成尾座主軸支承外，老師傅們還采用了中心架偏心套的支承方法。偏心套的側面做有校正用的平面，要求與偏心夾具的偏心體相同，使用時與偏心體的相應校正面一起校對，工件由對合孔支承，用螺栓壓住上蓋得以緊固，即可搭上中心架進行車削，同時在偏心套的內圈裝有四個調節螺釘，可以根據工件的橢圓誤差方向，調整中心架爪腳的支承圓周，能夠有效地消除曲拐軸頸的橢圓度。（圖2）

圖2

2.8 主軸頸外圓的車削

車削主軸頸外圓時，采用中心架支承。為減小主軸頸的橢圓度誤差，可用適當“引”的方法，即先車靠近車頭處的主軸頸外圓，如有橢圓度誤差，則用手工修整，隨后搭中心架支承，車靠近的另一檔主軸頸外圓，并移動中心架支承。如該牌樓檔橢圓度誤差仍較大，則還須修整，如此類推，使中心架支承在中間的主軸頸外圓的牌樓檔上，并使車削主軸頸外圓時的橢圓度誤差控制在允差范圍內。校正中心架三爪的支承中心時可采用拐檔表，使用時把拐檔表放在曲拐扇板之間，由板簧定牢，隨后開低速觀察百分表指針擺動幅度，調整中心架三爪，使指針擺動小于0.01mm，即可開始車削。

[1]孫小孟.微車曲軸精密鍛造成形工藝及模具的研究[D].重慶：重慶大學，2006.