曲軸端面孔系加工機床的夾具結構設計

（煤科集團沈陽研究院，遼寧 沈陽 113122）

一、曲軸端面孔系的加工內容

曲軸的端面孔包含前端的中心孔、正時齒輪鍵槽和法蘭端的飛輪安裝孔、定位銷孔、主軸承座孔等。前端中心孔在一般加工成帶沉孔的螺紋孔，正時時齒輪鍵槽加工時需保證與主軸頸軸心的平行。飛輪安裝孔和定位銷孔加工時須保證對前后主軸頸公共軸心的位置度以及前序作為定位基準的連桿頸的角向位置度要求。主軸承座孔則需保證對主軸頸的同軸度要求。

二、機床夾具的布置形式

根據機床形式，曲軸夾具可分為以下幾種布置形式：

（一）雙軸同向

一般在臥式加工中心上采取此種夾具形式。在生產線的曲軸加工節拍中，上下料、機床開關門、更換刀具等輔助時間占了很大一部分，為節省輔助時間，一般采取一次裝夾兩根曲軸，一把刀具可完成兩個相同工序加工。使輔助時間縮短1/2。

（二）雙軸異向

一般在兩個主軸加工單元的專用機床中采用此種夾具形式。相較雙軸同向，這種夾具布置方式可使純切削時間縮短1/2，且為固定工作臺，可節省旋轉工作臺的動作時間。因兩個主軸單元的加工內容一致，不會造成其中一側的閑置等待。在加工節拍緊張的情況下，此種加工方案是一種很好的選擇。

三、具體夾具設計方案

（一）主軸頸夾持

曲軸主軸頸夾持一般分為兩種形式：

1.對于主軸頸已經進行過精加工工序的曲軸，因主軸頸已為最終狀態，可作為定位基準。一般采取圖（一）所示的V形支架定位，壓桿壓緊。需注意的是壓桿上的壓塊需采用黃銅等較軟的材質，防止壓傷主軸軸頸。

2.對于主軸頸尚未進行精加工的曲軸，一般采取自定心夾具夾持，即圖（二）所示。如采用V形支架定位，則會因為主軸頸的直徑公差導致軸心產生豎直方向的偏移，導致最終孔系加工完成后與主軸頸不同軸。而采用自定心夾具時，左右兩個夾爪通過齒輪齒條機構同步運動，無論曲軸主軸頸偏大或偏小，都不會對夾具的定位中心產生影響。對于未配備三坐標測頭的機床，可在首次加工前，利用檢棒調整好夾具的中心位置，就可保證夾具夾持中心與曲軸主軸頸軸心的一致。需注意的是，兩個V形夾爪為過定位結構，一般采用將其中一個設計成為帶活動軸的形式。

（二）角向定位

加工曲軸定位銷孔和正時齒輪鍵槽時必須以曲軸連桿軸頸為基準，使其與主軸頸-連桿軸頸公共平面成工藝要求的角度。 下面介紹其中兩種定位形式：

1.固定平面定位。此種結構適用于連桿軸頸已完成精加工工序的曲軸，在下圖（三）中，右側墊塊立面即為定位面，通過左側彈簧壓力使得連桿頸緊貼在定位面上。圖示為帶凸輪手動壓緊的結構。在連桿頸放入時，抬起凸輪手柄，使左側壓塊收縮退回，連桿頸到位后放下凸輪手柄，彈簧釋放壓力，壓迫連桿頸靠緊右側墊塊定位立面。其目的是為防止因彈簧壓力導致連桿軸頸的劃傷。

2.自定心定位。此種結構適用于連桿頸未精加工的曲軸，如下圖（四）所示。此種定位機構兩定位塊呈V形結構布置，可消除連桿頸軸頸公差在水平方向的影響。V形支架下側采用伸縮導向的套筒，可在一定行程范圍內上下浮動，利用壓縮彈簧自動適應連桿頸軸心位置。可防止因連桿頸的直徑加工誤差，導致自定心機構未與連桿軸頸貼緊或主軸頸抬起與定位機構的脫離或過定位。

結束語：

以上僅就常用的幾種曲軸端面孔系加工機床的夾具形式加以設計和介紹，為保證加工工藝需要、曲軸精度要求，要根據具體情況具體設計，利用最簡單、可靠的結構來實現復雜的加工要求。汽車曲軸作為社會需求量大，加工工藝復雜，加工精度要求高的零件，對其夾具進行詳細、嚴謹的設計很大的必要性。隨著技術的進步，曲軸結構形式及加工內容必然會發生變化，加工機床的夾具設計也將隨之發展和進步。