自动测量程序在曲轴加工中的应用

摘 要：机车柴油机曲轴由数个不同角度的曲拐组成，其作为特殊的细长轴，结构复杂，加工质量较难控制，特别是轴向尺寸的控制。本文通过对加工工艺的综合分析，编写自动测量程序，对曲轴各开档进行科学的测量和计算，初步形成了一套高质高效的加工工艺方法，既保证了产品质量又提高了加工效率。

关键词：自动测量；分档

1 引言

随着中国铁路建设的高速发展，对机车的整体性能都有了更高的要求。中国南车集团总公司更是提出了建设双效企业的要求，即效率高，效益高。

我车间承担了柴油机心脏部件曲轴从毛胚粗加工到成品的全部加工过程。提升曲轴的加工质量和加工效率，是我们义不容辞的责任。曲轴结构复杂，工序繁多，主要是采取车削工艺完成加工。与箱体件最大的区别是，加工过程中，工件也参与运转，无形中增加了制造的难度。曲轴加工余量的分配需统筹考虑，不能顾此失彼，这就是本文所要介绍的众多难点之一。

2 传统加工工艺

传统的曲轴加工，为保证加工质量，一般在加工前需有划线工序，确定定位基准及轴向分档尺寸。操作人员所要进行的第一件事就是测量，检查所有的主轴颈开档、所有连杆颈开档及其曲柄厚度，然后根据每档轴颈实际尺寸进行重新计算，确定下工序的加工余量。整根曲轴需统筹考虑，既要保证每档主轴颈都有加工余量，也要保证每档连杆颈也有加工余量。有时也要考虑曲柄厚度是否也有加工余量。此方法的特点是：测量数据多，计算数据多，费时费力，严重影响了加工效率。

3 工艺改进措施

随着公司自动化设备的应用，曲轴的精加工也转移到数控加工中心上来。加工中心（WFL曲轴车铣加工中心）大大减少了人为误差，如何利用先进的加工设备实现余量的合理化分配也变成了我们攻关的目标。

为降低辅助时间，提升生产能力，特编写了工件自动测量分档程序。首先将曲轴的特征尺寸读入程序，便于测量头的粗略定位。然后将测量头移至曲轴端部，测量轴向零点偏移，此为粗略零点。

为降低端部加工误差对其余曲拐的影响，在测量程序中，每个曲拐中心也建立相应的工件零点。这样探头测量随着不同的曲拐自动建立工件原点，并进行左右侧面的长度测量，通过计算左右数值的平均值，可以很方便的知道每档相对工件零点的误差及误差方向。待所有曲拐都测量完毕后，利用查找最大值和最小值的算法，找到其中的正向偏移最大值和负向偏移最大值，两者取平均值，并补偿到轴向零点偏移中，就实现了曲轴轴向的自动分档。避免了人为测量误差，也实现了统筹考虑的思想。周向零点的确定与轴向零点一致，在此不在赘述。

传统人工分档的方法，需半个班次才能完成这一复杂工作，并且很容易计算错误。利用自动测量程序，只需5分钟的时间。效率大大提高。

4 结语

通过上面的描述，可以看到利用自动测量程序可以解决前工序机加工带来的轴向尺寸累积误差和连杆颈角度误差。有效防止了由于前工序加工误差导致曲轴局部加工不出而报废的严重后果。另外，通过自动测量程序可以减少人工划线这道工序，提高了加工的效率，提升了产品的加工质量。