王輝、曲軸車床ss-10b機(jī)械部分的修理工藝

1、美國(guó)曲軸車床ss-10b機(jī)械部分的修理工藝王輝 東風(fēng)（十堰）精密設(shè)備有限公司摘要：曲軸連桿頸車床的兩根靠模軸是該機(jī)床的心臟部分，它 的外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜精度要求很高。它的修理質(zhì)量將直接影響到 整臺(tái)機(jī)床的精度及使用壽命、此外機(jī)床上的墻板也直接影響到零件的 加工精度和設(shè)備的使用壽命、下面將主要介紹靠模軸及墻板的修理t 藝。關(guān)鍵詞；曲軸，靠模軸，墻板，跟刀架，屮心架1引言東風(fēng)公司發(fā)動(dòng)機(jī)廠曲軸連桿頸車床原來(lái)為曲軸一車間設(shè)備，后搬 至西城作業(yè)部。制造廠家美國(guó)crankshaft machine groupo制造時(shí) 間：1994年6月。該設(shè)備運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到汽油機(jī)總成均衡 生產(chǎn)和汽油機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量，為

2、關(guān)鍵單臺(tái)設(shè)備，無(wú)機(jī)械部分的圖紙資料設(shè) 備復(fù)雜維修難度大。該設(shè)備為加工eq6100曲軸1、2、3、4、5、6連桿頸車床。經(jīng)過(guò) 檢測(cè)現(xiàn)設(shè)備上的主、副靠模軸、軸瓦的磨損嚴(yán)重，軸瓦間隙有的達(dá)到 0. 46mmo副靠模軸6個(gè)連桿軸頸磨損后產(chǎn)生溝槽磨損量達(dá)到0. 28m mo難以保證兩靠模軸的同步及連桿頸的平行度。刀架運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性 差，機(jī)床切削震動(dòng)和噪?yún)鸫?、加tt件圓度，端面跳動(dòng)超差，是工件 表面有波紋的主要原因之一，也是較大的設(shè)備故障及安全隱患，墻板磨損。此外機(jī)床的頭尾架傳動(dòng)箱部件磨損，屮心架活動(dòng)支板定位面 與本體磨損使中心架活動(dòng)支板夾緊后間隙達(dá)到015nnn。現(xiàn)該設(shè)備加 工的零件達(dá)不到加工工藝要求，給

3、下道工序精磨連桿頸造成很大工序 負(fù)擔(dān)。2該設(shè)備加工的零件工藝技術(shù)要求2.1零件號(hào)：10q42-05020b零件名稱：曲軸零件零件材料：qt700-22. 2加工工藝要求2.2. 1全部主軸頸直徑為：75. 9876.03 （參考）2. 2. 2全部連桿軸頸圓角為:r3. 75±0. 252.2.3連桿軸臺(tái)肩直徑為：75±052.2.4第二連桿軸臺(tái)肩到第三連桿軸臺(tái)肩的距離為：2445±0. 152.2.5第五連桿軸臺(tái)肩到第u!連桿軸臺(tái)肩的距離為：2445±0. 152. 2. 6第二連桿軸臺(tái)肩到第四主軸臺(tái)肩的距離為:146. 50±0. 15 2

4、. 2. 7第五連桿軸臺(tái)肩到第四主軸臺(tái)肩的距離為：146. 50±0. 15 2. 2. 8第一連桿軸臺(tái)肩到第四主軸臺(tái)肩的距離為：268. 55±0. 152. 2. 9第六連桿軸臺(tái)肩到第四主軸臺(tái)肩的距離為：268. 55±0. 15 2. 2. 10全部連桿的曲柄半徑為57. 5±0. 15±3, 2. 2. 11 一、六連桿的對(duì)稱度為：0. 10 2. 2.12連桿頸端面跳動(dòng)不大于0. 20,同相位的兩個(gè)連桿頸角位度為0。±5',加工表面粗糙度為ra6. 32.2. 13 （一、六）連桿頸、（二、五）連桿頸、（三、四）連桿

5、頸2.2. 14全部連桿軸頸開(kāi)擋為:37. 56±0. 102.2. 15全部連桿軸頸直徑為：63±0.102. 2. 16全部連桿軸頸軸肩2. 2±0. 1024.45血5146.5010j5 -(5)268551115-(5)2210.1一1om<§>-3101*0x90kdbip63 ss-1ob機(jī)床主要部件現(xiàn)狀報(bào)告及分析3. 1主、副靠模軸、瓦的磨損情況：主靠模軸主軸頸軸瓦的間隙（固定在床體上的四個(gè)軸瓦）: 第一軸瓦為：0. 07mm;第二為軸瓦：0. 20mm； 第三軸瓦為：0. 20nun；第四軸瓦為：0. 08mm主靠模軸連桿頸

6、軸瓦的間隙: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副靠模軸6個(gè)連桿軸頸磨損后產(chǎn)生溝槽磨損量達(dá)到0. 28mm。由于以上原因影響兩靠模軸的同步及連桿頸的平行度，難以 保證刀架運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，是機(jī)床切削震動(dòng)和噪音、加工工件園度, 端面跳動(dòng)超差，工件表面有波紋的主要原因之一3. 2中心架活動(dòng)支板定位而與本體磨損使中心架活動(dòng)支板夾緊 后間隙達(dá)到0. 15mm,加上中心架滾輪受到結(jié)構(gòu)限制及本身 定位面包容面小，自身定位不穩(wěn)定，在加工過(guò)程中受到強(qiáng) 人切削力的作用匚 隨著曲軸的震動(dòng)及變形而擺動(dòng)也是造 成加tt件園度

7、、端面跳動(dòng)超差原因3. 3墻板磨損，加上和mx-4相比，墻板本身的剛度就存在問(wèn)題, 在加工過(guò)程中，明顯看到固定墻板在沿工件軸向方向左右 擺動(dòng)。從而也影響工件加工精度。3. 4靠模軸修理方案確定靠模軸在工作時(shí)，環(huán)境較差，靠模軸承受很大的摩擦力 和大的沖擊力。通過(guò)前后反復(fù)論證決定先對(duì)靠模軸的表面先 進(jìn)行修復(fù)。如果采用傳統(tǒng)的電鍍、等離子、屯弧噴涂技術(shù)修復(fù)的表面在承受較人的摩擦力、沖擊力時(shí),表面會(huì)產(chǎn)生金局顆料脫落，鍍層剝離。如果采用上述兒種修復(fù)方式可能會(huì)使 靠模軸與軸瓦研傷和抱死。于是決定選擇用激光熔焊表面修 復(fù)工藝，這種修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)先要對(duì)被修復(fù)材料的金相組織 進(jìn)行分析后。盡量將修復(fù)材料做到和原材料

8、相近，并使其達(dá) 到冶金結(jié)合，材料的結(jié)合率可達(dá)到500n/mm2,修復(fù)層硬度可 達(dá)到hrc63以上，并且耐沖擊，耐磨性能好。將修復(fù)的軸頸表面硬度進(jìn)行測(cè)試后留岀粗精磨量，最后 先粗磨靠模軸，上三座標(biāo)檢測(cè)各項(xiàng)精度合格后，最后再精磨 使其達(dá)到圓度0. 008mm,臟 <0. 008mm,主軸徑跳0. 008mmo 連桿的曲柄半徑為57. 5±0. 05,連桿相位角誤差為120° 士， 同相位的兩個(gè)連桿頸角位度為0±3，各軸徑的平行度 <0. 008mm,粗糙度<rao. 4o修磨副靠磨軸連桿頸外圓，保證 其圓度、跳動(dòng)和相位。修磨主靠模軸的主軸頸外圓，保證

9、其 圓度、跳動(dòng)和相位。修配刮主、副靠模主軸頸、連桿頸軸瓦。4 靠模軸修理工藝主靠模軸外形尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜精度要求很高，結(jié)構(gòu)及尺寸見(jiàn)（圖一）主靠模軸的主軸徑表面上鍍了一層niwd材料，厚度約為0. 1 mni,硬 度是hrc62,經(jīng)過(guò)多年使用表面己磨損了 0.0501伽之間。連桿徑 為兩半可拆式，中間是方孔它和主軸用5個(gè)螺釘把合成一體，表面硬 度為hrc60以上。表面的磨損量為0. 05-0. 2 nun之間。1、修理前要先對(duì)靠模軸進(jìn)行修磨。2、對(duì)各軸徑面進(jìn)行激光熔焊，進(jìn)行尺寸增厚。3、再對(duì)軸進(jìn)行二次精磨。第一次修靠模軸的目的去掉表面磨損部分及疲勞層用以檢測(cè)機(jī)床加工后的精度。在第一次修磨靠模軸前

10、還要加工兒個(gè)用來(lái)保證精度的輔具一見(jiàn)（圖二）丄其余v- 圖二39.2150o;兩件圖二將圖二中的附具一裝在靠模軸的兩端壓緊后用臥式坐標(biāo)鋰在端 面上鉆鎮(zhèn)四個(gè)中心孔，如圖以所示。鉆鎮(zhèn)中心孔時(shí)要先分別找正對(duì)應(yīng) 軸徑的中心線，下一步就是要加工輔具二如（圖三）«i;三件zii圖三將輔具二分成均布120°裝在主軸徑上，中心要保證與曲拐中心同心。如（圖四）圖四所示先用兩頂尖分別頂在各自對(duì)應(yīng)的屮心孔上，檢查三個(gè)偏心 輔具的外圓跳動(dòng)在0. 03 mm以內(nèi)，這樣就可以磨削靠模軸，磨削前也 要先找正輔具二的外圓跳動(dòng)，通過(guò)這樣試磨后的躺軸上三座標(biāo)檢測(cè)精 度均小于靠模軸公差。下一步就是在大型外圓磨床先

11、磨削主軸頸外圓，然后再一次裝 配找正好輔具二，進(jìn)行精磨連桿徑外圓，精磨后的靠模軸各外圓圓度 均小于0. 008 mm,相位角誤差 2,各曲拐半徑誤差003価，粗糙 度ra 0. 8o需要注意的是在磨削前要對(duì)旋轉(zhuǎn)的曲軸進(jìn)行動(dòng)平衡。輔助靠模軸用同樣的方式進(jìn)行修復(fù)。5 靠模軸瓦的配刮研主軸靠模軸修復(fù)好以后，根據(jù)各軸徑尺寸制造卩l(xiāng)|個(gè)芯棒分別是主靠模主軸頸芯棒、連桿頸芯棒、輔助靠模主軸徑芯棒、連桿頸芯棒。芯棒的材料為鑄鐵空心的。粗加工完要經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，磨削芯棒時(shí)尺 寸確定為靠模軸徑實(shí)際尺寸加上間隙。如主軸徑尺寸為0203. 4時(shí),它的芯棒就是(q203. 40 mni + 0. 05 mm)二0203

12、. 45,為了保證主軸頸軸瓦的同軸度要把機(jī)床的墻板裝配調(diào)整好以后再進(jìn)行刮研。將芯棒裝 進(jìn)軸瓦，壓上瓦蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)芯棒研點(diǎn)子，如果轉(zhuǎn)不動(dòng)則將幾片瓦蓋輕輕 的松開(kāi)一點(diǎn)再轉(zhuǎn)，刮瓦時(shí)要經(jīng)常改變刮刀方向，直到上下瓦蓋的端面 完全斥合在一起，芯棒且剛能轉(zhuǎn)動(dòng)才算完成，刮研好的軸瓦接觸血積 要在80%以上，測(cè)量芯棒與墻板，側(cè)面縱橫向垂直度在0.01 mm,最 后還要修整油槽，以保證潤(rùn)滑油通暢。輔助靠模軸瓦用芯棒刮研測(cè)量合格以后，將輔助靠模軸裝配上，再用配磨好的主靠模軸芯棒來(lái)配刮 研主靠模軸的主軸徑各個(gè)軸瓦，刮研完畢后測(cè)量主輔兩靠模軸的主軸 中心線平行度要小于0. 03 rnmo主靠模軸的連桿頸瓦配刮時(shí)可將活動(dòng)墻板

13、拆下立放在大平板上 裝上連桿頸芯棒，進(jìn)行配刮研。刮研完成測(cè)量芯棒與墻板側(cè)面縱橫的 垂直度002儷，接觸面積在80%以上。輔助靠模軸連桿瓦的結(jié)構(gòu)原結(jié)構(gòu)有設(shè)計(jì)上的不足，油槽占用有 效面積太大，瓦的接觸面積較小，這次修理將輔助靠模軸的軸瓦加寬 了 4 mm,又改進(jìn)的油槽的結(jié)構(gòu)使連桿瓦的使用壽命可有較大的提高， 這樣整個(gè)軸瓦就算刮研修理完成了，經(jīng)過(guò)以上修理機(jī)床的靠模軸及軸 瓦間隙配合得到完全修復(fù)，使設(shè)備的這部分又能恢復(fù)原始精度。6 滑動(dòng)墻板的制造由于整個(gè)滑動(dòng)墻板rtitrtit多年摩擦磨損，故相互間隙較大,機(jī)床墻板間的距離是固定的，所以想修復(fù)墻板是不可行的，需要更換新的。墻板原材料為t8a。淬硬達(dá)hr

14、62,由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求相當(dāng)高，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)繪并重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，改用38grmoala氮化鋼，經(jīng) 過(guò)幾次熱處理后，既能保證材料的高硬度和高耐磨性又能保證零件的 變形量，這樣能很好的保證墻板的精度，墻板的尺寸根據(jù)圖紙實(shí)物確 定。修磨墻板裝配后倆倆墻板間隙配為0. 02mmo新制造墻板檢測(cè)報(bào)告 活動(dòng)墻板墻板號(hào)厚度平面度平行度光潔度檢驗(yàn)結(jié)果允差實(shí)測(cè)允差實(shí)測(cè)允差實(shí)測(cè)允差實(shí)測(cè)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固定墻板墻板號(hào)平面度平行度光潔度檢驗(yàn)結(jié)果允差實(shí)測(cè)允差實(shí)測(cè)允差實(shí)測(cè)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 機(jī)床其他部分7. 1跟刀架：71. 1更換磨損和損壞跟刀架，參照裝配圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況正確調(diào) 整裝配跟刀架滾輪與主軸及中心架相互關(guān)聯(lián)尺寸關(guān)系。7.2中心架:7. 2.1更換屮心架所有運(yùn)動(dòng)部件；7. 2. 2修磨中心架活動(dòng)支板定位面及本體支承面和上蓋，檢測(cè)中心架 活動(dòng)支板夾緊后間隙要求0. 02以內(nèi)；7.2.3更換下中心架前梁、后梁保證調(diào)整靈活可靠。7. 3頭尾架卡盤：7. 3.1更換頭尾架卡盤運(yùn)動(dòng)部件及定位元件；7. 3. 2保證兩夾盤同心度在0. 03mm以內(nèi),且方向一致；7. 3. 3左

17、右?jiàn)A盤用夾緊芯棒緊后，用1. 5磅鐵錘用5-8公斤的力敲擊, 無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，方位正常；7. 3.4保證頭尾兩卡盤角位度不大于0。±3o7.4傳動(dòng)箱：7. 4. 1更換所有軸承（d級(jí)）；7. 4. 2保證主軸軸向、徑向跳動(dòng)0. 03mm；7.4.3更換磨損齒輪；7.4.4測(cè)繪并更換傳動(dòng)箱蝸輪、蝸桿、軸、齒輪等；7. 4. 5四個(gè)傳動(dòng)箱裝配后累計(jì)傳動(dòng)間隙造成的相位誤差不大于5?；75防護(hù)裝置:7. 5.1恢復(fù)所有防護(hù)罩保證防護(hù)裝置完好可靠。8 結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上對(duì)機(jī)床的全面修理，經(jīng)過(guò)精密裝配調(diào)試后，通過(guò)試車， 機(jī)床調(diào)試調(diào)整后加工零件全部達(dá)到工藝要求。機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)極小改進(jìn)的潤(rùn)滑良好。除了精度恢復(fù)外還增加了以下幾項(xiàng)改進(jìn)：&1靠模軸