王辉、曲轴车床ss-10b机械部分的修理工艺

1、美国曲轴车床ss-10b机械部分的修理工艺王辉 东风（十堰）精密设备有限公司摘要：曲轴连杆颈车床的两根靠模轴是该机床的心脏部分，它 的外形尺寸大，结构复杂精度要求很高。它的修理质量将直接影响到 整台机床的精度及使用寿命、此外机床上的墙板也直接影响到零件的 加工精度和设备的使用寿命、下面将主要介绍靠模轴及墙板的修理t 艺。关键词；曲轴，靠模轴，墙板，跟刀架，屮心架1引言东风公司发动机厂曲轴连杆颈车床原来为曲轴一车间设备，后搬 至西城作业部。制造厂家美国crankshaft machine groupo制造时 间：1994年6月。该设备运行的可靠性直接关系到汽油机总成均衡 生产和汽油机产品质量，为

2、关键单台设备，无机械部分的图纸资料设 备复杂维修难度大。该设备为加工eq6100曲轴1、2、3、4、5、6连杆颈车床。经过 检测现设备上的主、副靠模轴、轴瓦的磨损严重，轴瓦间隙有的达到 0. 46mmo副靠模轴6个连杆轴颈磨损后产生沟槽磨损量达到0. 28m mo难以保证两靠模轴的同步及连杆颈的平行度。刀架运动的稳定性 差，机床切削震动和噪咅大、加tt件圆度，端面跳动超差，是工件 表面有波纹的主要原因之一，也是较大的设备故障及安全隐患，墙板磨损。此外机床的头尾架传动箱部件磨损，屮心架活动支板定位面 与本体磨损使中心架活动支板夹紧后间隙达到015nnn。现该设备加 工的零件达不到加工工艺要求，给

3、下道工序精磨连杆颈造成很大工序 负担。2该设备加工的零件工艺技术要求2.1零件号：10q42-05020b零件名称：曲轴零件零件材料：qt700-22. 2加工工艺要求2.2. 1全部主轴颈直径为：75. 9876.03 （参考）2. 2. 2全部连杆轴颈圆角为:r3. 75±0. 252.2.3连杆轴台肩直径为：75±052.2.4第二连杆轴台肩到第三连杆轴台肩的距离为：2445±0. 152.2.5第五连杆轴台肩到第u!连杆轴台肩的距离为：2445±0. 152. 2. 6第二连杆轴台肩到第四主轴台肩的距离为:146. 50±0. 15 2

4、. 2. 7第五连杆轴台肩到第四主轴台肩的距离为：146. 50±0. 15 2. 2. 8第一连杆轴台肩到第四主轴台肩的距离为：268. 55±0. 152. 2. 9第六连杆轴台肩到第四主轴台肩的距离为：268. 55±0. 15 2. 2. 10全部连杆的曲柄半径为57. 5±0. 15±3, 2. 2. 11 一、六连杆的对称度为：0. 10 2. 2.12连杆颈端面跳动不大于0. 20,同相位的两个连杆颈角位度为0。±5',加工表面粗糙度为ra6. 32.2. 13 （一、六）连杆颈、（二、五）连杆颈、（三、四）连杆

5、颈2.2. 14全部连杆轴颈开挡为:37. 56±0. 102.2. 15全部连杆轴颈直径为：63±0.102. 2. 16全部连杆轴颈轴肩2. 2±0. 1024.45血5146.5010j5 -(5)268551115-(5)2210.1一1om<§>-3101*0x90kdbip63 ss-1ob机床主要部件现状报告及分析3. 1主、副靠模轴、瓦的磨损情况：主靠模轴主轴颈轴瓦的间隙（固定在床体上的四个轴瓦）: 第一轴瓦为：0. 07mm;第二为轴瓦：0. 20mm； 第三轴瓦为：0. 20nun；第四轴瓦为：0. 08mm主靠模轴连杆颈

6、轴瓦的间隙:笫一:0. 30mm；第二:0. 35mm；第三:0. 31mm；第卩q： 0. 65mm；第五：0. 37mm；第六：0. 36mm副靠模轴6个连杆轴颈磨损后产生沟槽磨损量达到0. 28mm。由于以上原因影响两靠模轴的同步及连杆颈的平行度，难以 保证刀架运动的稳定性，是机床切削震动和噪音、加工工件园度, 端面跳动超差，工件表面有波纹的主要原因之一3. 2中心架活动支板定位而与本体磨损使中心架活动支板夹紧 后间隙达到0. 15mm,加上中心架滚轮受到结构限制及本身 定位面包容面小，自身定位不稳定，在加工过程中受到强 人切削力的作用匚 随着曲轴的震动及变形而摆动也是造 成加tt件园度

7、、端面跳动超差原因3. 3墙板磨损，加上和mx-4相比，墙板本身的刚度就存在问题, 在加工过程中，明显看到固定墙板在沿工件轴向方向左右 摆动。从而也影响工件加工精度。3. 4靠模轴修理方案确定靠模轴在工作时，环境较差，靠模轴承受很大的摩擦力 和大的冲击力。通过前后反复论证决定先对靠模轴的表面先 进行修复。如果采用传统的电镀、等离子、屯弧喷涂技术修复的表面在承受较人的摩擦力、冲击力时,表面会产生金局颗料脱落，镀层剥离。如果采用上述儿种修复方式可能会使 靠模轴与轴瓦研伤和抱死。于是决定选择用激光熔焊表面修 复工艺，这种修复技术的优点先要对被修复材料的金相组织 进行分析后。尽量将修复材料做到和原材料

8、相近，并使其达 到冶金结合，材料的结合率可达到500n/mm2,修复层硬度可 达到hrc63以上，并且耐冲击，耐磨性能好。将修复的轴颈表面硬度进行测试后留岀粗精磨量，最后 先粗磨靠模轴，上三座标检测各项精度合格后，最后再精磨 使其达到圆度0. 008mm,臟 <0. 008mm,主轴径跳0. 008mmo 连杆的曲柄半径为57. 5±0. 05,连杆相位角误差为120° 士， 同相位的两个连杆颈角位度为0±3，各轴径的平行度 <0. 008mm,粗糙度<rao. 4o修磨副靠磨轴连杆颈外圆，保证 其圆度、跳动和相位。修磨主靠模轴的主轴颈外圆，保证

9、其 圆度、跳动和相位。修配刮主、副靠模主轴颈、连杆颈轴瓦。4 靠模轴修理工艺主靠模轴外形尺寸大，结构复杂精度要求很高，结构及尺寸见（图一）主靠模轴的主轴径表面上镀了一层niwd材料，厚度约为0. 1 mni,硬 度是hrc62,经过多年使用表面己磨损了 0.0501伽之间。连杆径 为两半可拆式，中间是方孔它和主轴用5个螺钉把合成一体，表面硬 度为hrc60以上。表面的磨损量为0. 05-0. 2 nun之间。1、修理前要先对靠模轴进行修磨。2、对各轴径面进行激光熔焊，进行尺寸增厚。3、再对轴进行二次精磨。第一次修靠模轴的目的去掉表面磨损部分及疲劳层用以检测机床加工后的精度。在第一次修磨靠模轴前

10、还要加工儿个用来保证精度的辅具一见（图二）丄其余v- 图二39.2150o;两件图二将图二中的附具一装在靠模轴的两端压紧后用卧式坐标锂在端 面上钻镇四个中心孔，如图以所示。钻镇中心孔时要先分别找正对应 轴径的中心线，下一步就是要加工辅具二如（图三）«i;三件zii图三将辅具二分成均布120°装在主轴径上，中心要保证与曲拐中心同心。如（图四）图四所示先用两顶尖分别顶在各自对应的屮心孔上，检查三个偏心 辅具的外圆跳动在0. 03 mm以内，这样就可以磨削靠模轴，磨削前也 要先找正辅具二的外圆跳动，通过这样试磨后的躺轴上三座标检测精 度均小于靠模轴公差。下一步就是在大型外圆磨床先

11、磨削主轴颈外圆，然后再一次装 配找正好辅具二，进行精磨连杆径外圆，精磨后的靠模轴各外圆圆度 均小于0. 008 mm,相位角误差 2,各曲拐半径误差003価，粗糙 度ra 0. 8o需要注意的是在磨削前要对旋转的曲轴进行动平衡。辅助靠模轴用同样的方式进行修复。5 靠模轴瓦的配刮研主轴靠模轴修复好以后，根据各轴径尺寸制造卩l|个芯棒分别是主靠模主轴颈芯棒、连杆颈芯棒、辅助靠模主轴径芯棒、连杆颈芯棒。芯棒的材料为铸铁空心的。粗加工完要经过时效处理，磨削芯棒时尺 寸确定为靠模轴径实际尺寸加上间隙。如主轴径尺寸为0203. 4时,它的芯棒就是(q203. 40 mni + 0. 05 mm)二0203

12、. 45,为了保证主轴颈轴瓦的同轴度要把机床的墙板装配调整好以后再进行刮研。将芯棒装 进轴瓦，压上瓦盖，转动芯棒研点子，如果转不动则将几片瓦盖轻轻 的松开一点再转，刮瓦时要经常改变刮刀方向，直到上下瓦盖的端面 完全斥合在一起，芯棒且刚能转动才算完成，刮研好的轴瓦接触血积 要在80%以上，测量芯棒与墙板，侧面纵横向垂直度在0.01 mm,最 后还要修整油槽，以保证润滑油通畅。辅助靠模轴瓦用芯棒刮研测量合格以后，将辅助靠模轴装配上，再用配磨好的主靠模轴芯棒来配刮 研主靠模轴的主轴径各个轴瓦，刮研完毕后测量主辅两靠模轴的主轴 中心线平行度要小于0. 03 rnmo主靠模轴的连杆颈瓦配刮时可将活动墙板

13、拆下立放在大平板上 装上连杆颈芯棒，进行配刮研。刮研完成测量芯棒与墙板侧面纵横的 垂直度002俪，接触面积在80%以上。辅助靠模轴连杆瓦的结构原结构有设计上的不足，油槽占用有 效面积太大，瓦的接触面积较小，这次修理将辅助靠模轴的轴瓦加宽 了 4 mm,又改进的油槽的结构使连杆瓦的使用寿命可有较大的提高， 这样整个轴瓦就算刮研修理完成了，经过以上修理机床的靠模轴及轴 瓦间隙配合得到完全修复，使设备的这部分又能恢复原始精度。6 滑动墙板的制造由于整个滑动墙板rtitrtit多年摩擦磨损，故相互间隙较大,机床墙板间的距离是固定的，所以想修复墙板是不可行的，需要更换新的。墙板原材料为t8a。淬硬达hr

14、62,由于结构复杂，精度要求相当高，现对其进行测绘并重新进行设计，改用38grmoala氮化钢，经 过几次热处理后，既能保证材料的高硬度和高耐磨性又能保证零件的 变形量，这样能很好的保证墙板的精度，墙板的尺寸根据图纸实物确 定。修磨墙板装配后俩俩墙板间隙配为0. 02mmo新制造墙板检测报告 活动墙板墙板号厚度平面度平行度光洁度检验结果允差实测允差实测允差实测允差实测159. 9-60. 159. 990.0150. 020.80.8合格0. 020. 03259. 9-60. 159. 9920.0120. 020.80.8合格0. 020. 03359. 9-60. 160. 02$0.0

15、120. 020.80.8合格0. 020. 03459. 9-60. 160. 07三0.01520.010.80.8合格0. 020. 03559. 9-60. 159. 9820.01520.010.80.8合格0. 020. 03659. 9-60. 160.0120.01520. 020.80.8合格0. 020. 03固定墙板墙板号平面度平行度光洁度检验结果允差实测允差实测允差实测20. 020.01520. 030. 020.80.8合格3$0. 020.0120. 030. 020.80.8合格4$0. 020.0120. 030. 020.80.8合格520. 020.015

16、20. 030. 020.80.8合格6上0. 020.015$0. 030. 020.80.8合格7 机床其他部分7. 1跟刀架：71. 1更换磨损和损坏跟刀架，参照装配图纸和现场实际情况正确调 整装配跟刀架滚轮与主轴及中心架相互关联尺寸关系。7.2中心架:7. 2.1更换屮心架所有运动部件；7. 2. 2修磨中心架活动支板定位面及本体支承面和上盖，检测中心架 活动支板夹紧后间隙要求0. 02以内；7.2.3更换下中心架前梁、后梁保证调整灵活可靠。7. 3头尾架卡盘：7. 3.1更换头尾架卡盘运动部件及定位元件；7. 3. 2保证两夹盘同心度在0. 03mm以内,且方向一致；7. 3. 3左

17、右夹盘用夹紧芯棒紧后，用1. 5磅铁锤用5-8公斤的力敲击, 无松动现象，方位正常；7. 3.4保证头尾两卡盘角位度不大于0。±3o7.4传动箱：7. 4. 1更换所有轴承（d级）；7. 4. 2保证主轴轴向、径向跳动0. 03mm；7.4.3更换磨损齿轮；7.4.4测绘并更换传动箱蜗轮、蜗杆、轴、齿轮等；7. 4. 5四个传动箱装配后累计传动间隙造成的相位误差不大于5?；75防护装置:7. 5.1恢复所有防护罩保证防护装置完好可靠。8 结语通过以上对机床的全面修理，经过精密装配调试后，通过试车， 机床调试调整后加工零件全部达到工艺要求。机床运转震动极小改进的润滑良好。除了精度恢复外还增加了以下几项改进：&1靠模轴