空压机曲轴箱轴承孔镗刀杆设计

摘 要 曲轴箱是空气压缩机重要的零件，曲轴箱的前、后轴承孔尺寸精度、同轴度、粗糙度要求高，加工难度大，尤其是规格品种多，刀具不通用。在大批量生产时，制约了成本的降低和生产效率的提高。为了改变这种状况，现设计了一种整体式镗刀杆，能同时完成多种型号规格两轴承孔加工，取得了很好的应用效益。

关键词 空压机；曲轴箱；轴承孔；镗刀杆

中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）93-0186-01

1 概述

活塞式空气压缩机是风动机械的主要设备，机头部分是空气压缩机核心部件，曲轴箱是机头部件的核心零件。机头工作时，将电动机提供的机械能转换为空气的压力能。曲轴箱前后轴承孔是用来安装轴承并与曲轴连接，通过曲轴的旋转，带动活塞在气缸内往复运动，配合气阀的开启和关闭，产生高压气体。

目前我公司曲轴箱规格20多种，小轴承孔径d范围Φ62mm～Φ130mm，大轴承孔D范围Φ130～Φ300mm，两轴承孔轴向距离L在200mm～300mm。各类曲轴箱综合年生产纲领6万只，生产类型属于大批量生产。曲轴箱专机线生产，作为配套工艺装备自行设计了复合镗刀杆（加工曲轴箱轴承孔、倒角），以满足多种型号规格的加工。如HW20007型曲轴箱主要参数：d=Φ110K6（+0.004-0.018）mm，D=Φ232H7（+0.0460）mm，L=280JS11（±0.16）mm，孔口倒角2×45°，两轴承孔同轴度0.04mm，大端面对两轴承孔轴线垂直度0.06mm。

2工艺方法分析

曲轴箱材料为HT200，硬度HB170～220，各种型号壁厚一般为5mm～7mm，与形腔相比整体较薄，轴承孔毛坯加工余量5mm～6mm。在镗刀杆设计时，通过对整个加工系统的切削分析，零件本身的刚性是影响整个轴承孔加工精度的主要因素。经过多次尝试，当单个轴承孔两把刀头体同时切削或者前、后两个轴承孔同时切削，工艺系统切削力太大，易引起曲轴箱发振或变形，产生失圆、喇叭口，退刀时有明显螺旋线痕迹。现设计新型整体式镗刀杆，用单刃镗削，分粗镗和精镗两道工序。粗镗时，镗刀杆走刀一次，两把刀头体先后切削；精镗时，镗刀杆走刀一次，两把刀头体先后切削。通过计算，加工顺序按先大孔后小孔切削，加工工时最短。镗刀杆内部掏空，减少因自重引起对加工的影响，安装、拆卸方便。由于铸件加工余量不均匀，切削力变化大，吃刀量大，粗镗用焊接刀；考虑到校刀时间及尺寸的稳定性，精镗用机夹刀。经过生产实践证明，粗镗孔时焊接刀的使用成本是机夹刀的1/2-1/3。

3 镗刀杆和刀头体设计

如下图所示镗刀杆，选用材料40Cr，热处理调质HB250-280。镗刀杆大直径处铣出四根均布的宽20装刀槽和夹紧槽，刀槽用来定位刀头体，夹紧槽上的M12螺钉夹紧刀头体，通过M8螺钉和千分表进行径向和轴向精确微量调节。镗刀杆小直径处有两根20*20刀槽，来定位装夹刀头体，M12螺钉夹紧刀头体，通过M8内六角平端紧定螺钉和千分表可对刀头体径向精确微量调节。镗刀杆整体由6-M16螺栓固定在专机主轴上，采用2-Φ16圆柱销定位，以保证镗刀杆可靠、安全切削运行。目前我公司设计的单把镗刀杆能适用4～5种型号加工。镗刀杆加工工序：下料——锻造——退火——粗车——调质——精车——钻6-Φ17，铰2-Φ16——铣宽20刀槽和夹紧槽及各加工面——钻、攻各夹紧螺钉孔及线切割钼丝孔——线切割20×20刀槽——去毛刺——发黑。

粗、精镗刀头体截面尺寸一样，如下图所示，刀头体截面尺寸20*20。主偏角采用45°～60°，以降低工艺系统的变形与振动，表面质量好，刀具耐用度高。刀杆上攻有3-M8*0.75螺纹孔，结合千分表微调。为了能使一把镗刀杆满足多种型号曲轴箱的加工，减少更换镗刀杆的次数，我们摒弃A型刀夹，A型刀夹直径方向调整有限，已不再使用。粗镗用硬质合金焊接刀，刀片型号A320（镗大、小轴承孔）；精镗刀片采用日本三菱产硬质合金可转为刀片，刀片型号：SCMT120508（镗大轴承孔）和SCMT090408（镗小轴承孔）。

考虑到产品质量和加工生产节拍：粗、精镗切削用量参数：

通过批量生产实践，镗刀杆装夹可靠性好，刀头体的轴向和径向调整方便。而且加工工艺性好，结构简单，实用性强，能满足两班5000只/月的产能，给企业带来可观的经济效益。

参考文献

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