发动机曲轴轴颈中鼓度磨削的研究

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1、发动机曲轴轴颈中鼓度磨削的研究：主要探讨曲轴轴颈中鼓度磨削的三种方法：成型切入式磨削、成型切点跟踪式磨削和矢量切点跟踪式磨削。前两种磨削方法已经批量应用于曲轴磨削制造过程中，目前矢量切点跟踪式磨削方法实现中鼓度磨削还只是一种概念，从磨削原理、磨削控制、磨削验证三个方面进行分析验证，最终试磨成功，确认矢量切点跟踪式磨削方法可实现曲轴轴颈中鼓度磨削。　　关键词：曲轴；中鼓度；磨削　　：U464.3文献标志码：A：1005-2550（2013）03-0062-04　　在内燃机的运转过程中，曲轴轴颈与轴瓦之间的配合间隙影响润滑油膜的形成，而通

2、过曲轴轴颈中鼓度可降低曲轴轴瓦两侧的边载负荷，有利于轴瓦两侧润滑油膜厚度的形成及保持，避免内燃机滑动轴承过早的侧边磨损失效，提升发动机可靠性。曲轴轴颈中鼓度即轴颈中间截面直径分别减去轴颈两侧截面直径，所得差值求和后再平均，一般大马力柴油发动机曲轴轴颈中鼓度要求为1～5μm。　　1曲轴轴颈中鼓度磨削的主要方法　　根据机床结构、磨削技术和数控技术的差异，现阶段曲轴轴颈中鼓度磨削主要有成型切入式磨削法和成型切点跟踪式磨削法。　　1.1成型切入式磨削法　　传统曲轴磨削方法由两道工序完成，在曲轴主轴颈磨床上，以曲轴中心孔定位，以主轴颈中心连线为

3、回转中心加工主轴颈；在曲轴连杆颈磨床上，以调偏心法磨削连杆颈，即以主轴颈定位，以被加工连杆颈的轴心线为回转中心加工连杆颈。机床装配砂轮磨料为棕刚玉、白刚玉或棕白玉混等普通砂轮，成型切入式磨削工艺为满足轴颈中鼓度要求，砂轮宽度与被磨削轴颈最终档宽一致，机床修整器通过走仿形或数控轨迹在成型砂轮外径上修整出一定的中凹量，砂轮宽度与所磨削轴颈最终档宽一致，采用切入式磨削。由于曲轴连杆颈磨床要用到偏心装夹、曲拐分度，需增加加工工艺面或工艺孔等辅助工序作为曲拐分度的基准。该磨削工艺所用机床工装结构复杂、加工效率低、加工机床或工序多、换型调整时间长

4、，已有被逐步淘汰的趋势。　　1.2成型切点跟踪式磨削法　　随着磨削技术和数控技术的发展而出现的一种新型工序集中式的曲轴类零件的磨削加工方法，切点跟踪磨削也称曲轴连续轨迹数控磨削，其磨削主轴颈的方式同普通外圆磨削，磨削连杆颈的实现方式是采用计算机数控（C）技术，根据建立的连杆轴颈磨削运动的数学模型，控制砂轮的横向进给（X轴）和工件回转（C轴），见图1。切点跟踪磨削工艺要求砂轮始终能与工件连杆切点接触，保持磨粒形状，普通磨料砂轮很难在跟踪运动和承受挤压的情况下保持磨料颗粒完整且砂轮不破碎。最新型的CBN磨料砂轮能很好的满足这个要求，保证连

5、杆颈的磨削尺寸精度和表面质量。成型切点跟踪式磨削法为满足轴颈中鼓度要求，CBN砂轮宽度与被磨削轴颈最终档宽一致，类似普通砂轮修整方式，在成型CBN砂轮外径上修整出一定中凹量，采用切入式磨削。CBN砂轮保持磨料颗粒形状能力很高，可以很好的保持轴颈中鼓度要求，但是CBN砂轮采购成本很高，在实际使用过程中因为工艺的不足，如CBN砂轮在进刀时会造成侧面和圆角受力过大，一方面曲轴容易产生磨削裂纹，另一方面曲轴端面和圆角区域容易起台，此时只能通过砂轮修整解决问题，CBN砂轮的修整次数增多，造成CBN砂轮正常使用寿命的降低，降低了CBN砂轮的性价比

6、，影响成型切点跟踪式磨削法的使用和推广。　　2矢量切点跟踪式磨削法　　由于成型切入式磨削法所用机床工装结构复杂、加工效率低；而成型切点跟踪式磨削法所用成型CBN砂轮使用成本高；在切点跟踪式磨削法的基础上，国外提出了一种新的曲轴轴颈磨削法，即矢量切点跟踪式磨削法，而运用该磨削方法磨削轴颈中鼓度在国内曲轴制造厂家还没有案例。　　2.1磨削原理　　2.3磨削验证　　3结束语　　矢量切点跟踪式磨削法，不依靠修整砂轮形状磨削出中鼓度，创新出一种通过CBN砂轮基体结构修改，调整砂轮线速度，使用砂轮在不同线速度下的微量形变完成曲轴轴颈中鼓度磨削，将

7、该理论应用于实际磨削，最终试磨获得成功。　　：主要探讨曲轴轴颈中鼓度磨削的三种方法：成型切入式磨削、成型切点跟踪式磨削和矢量切点跟踪式磨削。前两种磨削方法已经批量应用于曲轴磨削制造过程中，目前矢量切点跟踪式磨削方法实现中鼓度磨削还只是一种概念，从磨削原理、磨削控制、磨削验证三个方面进行分析验证，最终试磨成功，确认矢量切点跟踪式磨削方法可实现曲轴轴颈中鼓度磨削。　　关键词：曲轴；中鼓度；磨削　　：U464.3文献标志码：A：1005-2550（2013）03-0062-04　　在内燃机的运转过程中，曲轴轴颈与轴瓦之间的配合间隙影响润滑油

8、膜的形成，而通过曲轴轴颈中鼓度可降低曲轴轴瓦两侧的边载负荷，有利于轴瓦两侧润滑油膜厚度的形成及保持，避免内燃机滑动轴承过早的侧边磨损失效，提升发动机可靠性。曲轴轴颈中鼓度即轴颈中间截面直径分别减去轴颈两侧截面直径，所得差