曲轴磨床在加工过程中出现的精度不达标问题, 从根本原因上来分析, 主要是因为操作人员未能对砂轮进给量、修整参数以及主轴转速这三个关键要素设置得准确无误。
目前存在不少制造企业在购置高端曲轴磨床方面投入了大量资金, 然而至终生产出的产品, 其主轴颈表面的粗糙度数值依然稳定高于 Ra 1.6μm 这一标准, 始终无法达到柴油发动机曲轴所明确要求的 Ra 0.4μm 这一技术指标。
不能因为设备本身存在缺陷就进行抱怨, 核心问题在于相关参数没有得到严密的监控, 具体的表现是磨削液的温度未能被控制在低于35°C的有效范围内, 由于热变形现象的直接作用导致圆度指标遭受破坏, 至终磨制出来的工件呈现出全部为鼓形的状态。
曲轴磨床专门负责干的事情, 就是对已经锻造好了、并且经过了粗磨加工的曲轴进行处理, 把主轴颈以及连杆颈进行精磨, 使之达到设计尺寸的精确要求。
通常来说, 一个拥有四个气缸的发动机曲轴上面包含4个主轴颈和4个连杆颈加起来总共有8面需要被磨削的地方, 每一个面都必须要将其圆度控制在一圈微米以内, 同时圆柱度也都要控制在同样的范围之内, 也就是说精度都得压在两级微米这个数值里面才行。
在进行打磨作业的时候, 砂轮要进行高速旋转, 而被加工的工件则是比较低速地转动, 主要依靠这种微量的切削作用, 来逐步地把剩余的那点尺寸量给去除干净, 这个需要逐渐去除的余量范围是百分之零点零二到百分之零点零五毫米这么一段厚度。
这干活儿乍一看像是那种很普通的磨削操作, 但实际上它对工件刚度方面的要求是非常高的, 和一般的外圆磨床所处的一个层次完整不是一个量级, 要是处理得不好, 轴颈这个地方就会直接受到让刀的影响而产生变形现象, 至终结果是整根曲轴都会被报废。
砂轮进给量: 每转进给0.005~0.015mm, 如果给大一点了之后, 转速是变快了, 但是磨削热会产生, 而磨削热会把工件的圆度直接改变成4μm, 这样的结果就是超过了标准, 导致产品报废。
砂轮修整周期是, 每磨削五十到八十根曲轴就必须重新进行一次修整动作, 若是不执行修整操作, 砂轮就会出现钝化现象, 导致磨削痕迹及纹路变得完整混乱无序, 表面粗糙度指标会回升至半个等级幅度, 同时工件表面会出现起毛刺的状态, 进而引发在装配环节出现异响问题。
主轴与砂轮架同轴度的要求是装配时的数值必须小于或者等于0.005mm, 如果超过了这个数, 磨削出来就会全是锥度, 零件装进机体之后抱瓦间隙会偏大, 早期磨损的概率以及烧瓦的概率都会直接翻番。
不可以做到。通用外圆磨床在处理直轴的时候性能还算可以, 可是面对拥有凸轮轮廓轴颈的曲轴, 其整体刚性相对薄弱且悬伸量非常大, 使用通用的机械设备根本无法抵御产生的让刀力因素。曲轴专用磨床是配备了专门的三爪支撑结构以及液压夹紧机构的, 这样的设计能够把工件的刚性充分地提升上来。
如果在实际上硬行采用通用的设备去进行操作的话, 主轴颈部分至终磨出来的椭圆度误差能够达到五微米这个数值, 这样的零件会直接被划入废品行列, 整根曲轴的加工都将成为无效劳动, 材料成本与人工费用都会全部损失掉而没有任何回收的可能。
汽油机生产工厂里面的曲轴转速是比较高的, 而且主轴颈的直径相对比较小, 常见的尺寸是在40到55毫米这个范围内。在这样的工况下, 曲轴磨床的重点是要死死盯着砂轮的线速度。砂轮的速度必须得跑到80米每秒以上, 才能达到那种能动起来的磨削力度。
同时, 磨削液是需要用到合成型的液体, 目的是为了把温度控制在合理范围内。柴油机生产工厂那边的曲轴则是比较粗大的, 主轴颈的尺寸能够超过90毫米。这时候工作的重心就在于怎么样抵抗让刀现象以及做好热补偿。在这里, 砂轮的弹性模量, 其重要性甚至比磨削效率还要高一些。
关于磨料的使用, 是必须要用CBN超硬砂轮, 普通的棕刚玉根本扛不住这种很大的负载。
曲轴磨床不是接上电就能直接启动操作的, 参数的详细调校, 还有砂轮的严格选型, 以及机器支撑部分必须保持足够的刚度状态, 这三者缺一不可并且需要同时在线运行。
需要加工出八个不同的磨削面, 每个面的圆度误差都必须强制控制在两微米这一微小范围以内, 这项工作在完成高质量的标准后, 发动机的配重平衡性能与噪声振动粗糙度即NVH的各项关键指标都会随之变得优秀出色。
请不要嫌弃参数调节过程存在令人厌烦的繁琐程度，如果在至表层的工作环节磨削工艺处理不当不正确, 那么导致车辆后续装配阶段出现剧烈抖动的隐患是必然发生的, 由此产生的返工修复成本金额将会比额外多增加两分钟磨削时间所花费的成本高出整整十倍之多。
