[发明专利]研磨曲拐轴的曲柄连杆颈的方法和研磨机

说明书

本发明涉及一种借助研磨机以及砂轮光后研磨曲拐轴的曲柄连杆颈的方法，在此种方法中，有两个中间轴承颈被夹紧的曲拐轴围绕分别将要研磨的曲柄连杆颈的轴旋转。本发明还涉及为实施上述方法的一种专用研磨机。

在一种已知研磨曲柄连杆颈的方法中，曲拐轴的最外端的两个中间轴承颈由工件主轴箱的夹头偏心夹紧，曲柄连杆颈通过一个砂轮先后研磨。在此种方法的研磨过程中，如果曲拐轴的长度和/或者重量超过一定值时，曲拐轴因只在两端夹紧，其弯曲行为将会成问题。曲拐轴因本身自重产生的弯曲必然导致要研磨的曲柄连杆颈范围出现弹性变形，使其圆度和宽度的公差达不到要求。在此种情况下，由于曲柄连杆颈研磨精度不够，也不能获得为实孔汽缸里最佳燃烧而要求的精确的活塞冲程高度。因此，为降低因弯曲导致的尺寸偏差，在采用已知的方法进行研磨的过程中借助一种专用的扶架分别支承要研磨的曲柄连杆颈，该扶架也承受着工件的一部分重量。然而，安装此种扶架费事并且只能部分地补偿轴的弯曲。因此，尤其是在大批量加工时，人们转而采用另外办法，即使用多台不同的研磨机先后研磨曲拐轴的曲柄连杆颈，其间，每次只研磨与作夹紧用途的中间轴承颈内侧紧邻的曲柄连杆颈。由两个砂轮同时在紧邻夹紧位置的外边两个曲柄连杆颈开始研磨。继续朝内侧的另外两个曲柄连杆颈则须用另外一台研磨机研磨。研磨时要将曲拐轴的要研磨的曲柄连杆颈外侧的中间轴承颈夹紧。由于在要研磨的曲柄连杆颈附近直接用夹头夹紧，每次均保证有足够的支承，因此不再需要扶架。用此种方法生产一根六节位的曲拐轴就需要三台双轮研磨机。此种方法对于大批量生产或许适用，但是对于小批量的加工就不适宜了。

因此，本发明的任务是，进一步研究一种方法以使机械加工花费少但尺寸偏差却相当小。根据本发明，完成此项任务主要是通过下面方法，即在曲拐轴的两个相邻的曲柄连杆颈或中间轴承颈或者从轴向相互错位夹紧位置的四倍距离处有不同的中间间距，但每次只有与作夹紧用途的中间轴承颈紧邻的曲柄连杆颈被研磨。研磨时，由于在紧邻的将要研磨的曲柄连杆颈附近夹紧，保证了曲拐轴具有很好的支撑作用，从而使要研磨的曲柄连杆颈的弯曲公差保持在可接受的范围内。附加的支撑措施，如采用扶架就不再需要。一根曲拐轴的所有的曲柄连杆颈由一台相同的研磨机研磨，并且在加工大曲拐轴（比如载重汽车用）时也可获得较高的精度。首先由于工件导向机构刚性很好且所有的曲柄连杆颈的研磨情况稳定，使特别重要的冲程高度公差值明显改善;其次在圆度和圆柱度方面也有进一步提高。总之，采用本发明方法，对于操作马达以控制曲柄连杆颈对各有关相邻的中间轴承颈的重要位置要比传统的研磨技术好掌握。

为了控制曲拐轴夹紧位置的数目，以便尽可能缩短加工时间，在制定本发明时规定，在曲拐轴的一次夹紧位置上将分别研磨两个轴柄连杆颈。

首先，曲拐轴从一次（第一次）夹紧位置沿轴向只错动两相邻曲柄连杆颈或中间轴承颈的中间间距并沿轴向进入另一夹紧位置。由此夹紧位置间的返回行程可尽量保持小距离，从而进一步减少加工时间。

为了使砂轮和曲拐轴之间实现轴向的准确的矫正位置，在曲拐轴放入（第一次）夹紧位置或者换位到（另一）夹紧位置粗调定位之后，将沿轴向对相关的砂轮和沿径向对相应的旋转轴进行精调。

其向先分别在要研磨的曲柄连杆颈颈肩处轴向夹紧。为保证要研磨的曲柄连杆颈处于砂轮的旋转中心，要按本发明的规定，曲拐轴在放入（第一次）夹紧位置后要转入首先要研磨的曲柄连杆颈的正确的旋转位置（分位），以及在研磨另外的曲柄连杆颈之前，要与先已研磨好的曲柄连杆颈比较以转移到正确的旋转位置（分位）。通过每次与第一次研磨的曲柄连杆颈的比较就避了分位时出现偏差。

为了在尽量短的时间里获得所需求的精度，在进一步研究本发明时规定，砂轮先快速驶向轴拐轴进入预定位置，然后从起动研磨曲柄连杆颈开始分级减慢给进速度，直至获得最终直径。最后，砂轮快速返回原始位置。

研磨过程表明，曲拐轴以不同的转速与砂轮的给进速度相匹配是合理的。

为了保证曲拐轴完全转移，根据本发明，曲拐轴在置入和沿轴向从一个夹紧位置换到后面三个中间轴承去蛙要固定夹紧。

在研磨期间，砂轮首先要矫正成环形以重新形成规定的研磨断面的几何形状，从而避免砂轮因磨损出现的质量问题。