1 概述

      在研發在線發動機曲軸全自動圓角滾（gǔn）壓機床過程中，筆者遇到了（le）需要對曲軸直線度進行精確測量的問題。機床在完成各軸徑的滾壓後，需要對（duì）圓角滾壓後的曲（qǔ）軸變形量自（zì）動進行測（cè）量和分析，需要自動測量曲軸各主軸徑的徑向（xiàng）跳動，並將所測量的數據提供（gòng）給計算機校直專家係統分析後給出滾壓校（xiào）直參數，機床根據計算（suàn）機專家係統提（tí）供的校直參數對曲軸進行滾壓校直［1］。曲軸滾壓校直的效果如何直接取決於測量數據。由於機床自動加（jiā）工的需要，機床上檢測時曲軸采（cǎi）取的是中心孔兩（liǎng）端定位的（de）方式，但是（shì）被加工曲（qǔ）軸的圓角滾壓強化（huà）是產品最終加工工序，曲軸的精加工（gōng）基準頂尖孔已經被（bèi）破壞，軸端大頭（tóu）頂尖頂在曲軸大端的（de）軸承孔倒角上（shàng）［2］。曲軸直線度檢測布置（zhì）圖如圖1 所示。

      由於采用大頭頂尖頂住裝配用的倒角對（duì）曲軸定位，而曲軸（zhóu）大端定（dìng）位用（yòng）的裝（zhuāng）配倒角的中心（xīn）與主軸頸的加工中心孔基準的同心度不高，其（qí）偏心情況如圖2 所示。采用該孔作（zuò）為定位基準，機（jī）床（chuáng）測量曲軸直線度時會產生（shēng）較大誤差，使（shǐ）得（dé）曲軸在機床上校直後無（wú）法通過V 型（xíng）塊的台架檢測和ADCOL檢測儀的檢測。因此找出一種能消（xiāo）除曲（qǔ）軸大端定位誤差並（bìng）且能將中心孔定位轉換（huàn）為對應的V 架檢測的方（fāng）法對曲軸直線度檢測（cè）是非常重要的［3］。筆者采用了一種直線度測量基（jī）準變化的方法較好地解決了這個問（wèn）題。

2 模型分析（xī）

      2. 1 測量係統模（mó）型

      考察圖1 所示四缸曲軸檢測情況。四缸曲軸被測主（zhǔ）軸頸共5 個［4］，要測量的是主軸徑的徑向跳動(擺（bǎi）差)及其相位，將擺差A 和相位角 的向量記成為:

      該測量值包含第（dì）5 主軸（zhóu）徑大頭（tóu）頂尖的偏心和曲軸軸（zhóu）線擺動的綜合影響。

      2. 2 係統分析（xī）

      在第（dì）1 和（hé）第5 主軸頸為測量基準的V 架曲軸直線度檢測係統中［5］，考慮到曲（qǔ）軸主（zhǔ）軸頸加（jiā）工采用精磨，軸（zhóu）頸的圓柱度在0. 01 mm 以內，為了分析問題方便，可以將1、5 主軸頸在V 架（jià）測試（shì）跳動幅（fú）值視（shì）為0，即認為軸線（xiàn）跳動擺差完全由（yóu）軸線誤差引起。為了減小大端倒角偏（piān）心造成的（de）曲軸各主軸頸擺差測量結果的影響，並且使所測得的結果盡可能接近V 架測量情況，對模型作如下處理:將曲軸在機床實際測量軸線定義為Ⅰ，大端倒角偏心引起的曲軸中線為Ⅱ［6］。由於第1 主（zhǔ）軸頸靠（kào）近尾座頂尖，其擺差一般很小，而且在台（tái）架（jià）測量時是V 架的支點，可以認為第1 主軸（zhóu）頸的擺差（chà）主要是由於（yú）大（dà）端倒角偏心引起的（de）。為了（le）消除大端倒角偏心（xīn）對第1 主（zhǔ）軸頸的影響，將軸線Ⅱ平移到第1主軸頸中心，如圖（tú）3 所示。

     平移後考察任意主軸頸i 和大端主軸頸5 相對於平移後的軸線Ⅲ的測量值可根據圖4 得到［7］。根據圖4 可推導出:

     求出以Ⅲ軸為軸線（xiàn）的第i 軸擺差後，繼（jì）續消除大端頂尖偏心對（duì）第i 主軸頸的影響［8］。求出大端主軸頸偏心引起的擺差A′5在第i 個主軸頸的分量A′5i，轉化後實際擺差計算（suàn）圖如圖5 所示。

3 測量結果（guǒ）

      利用上述方法編程在全自（zì）動曲軸圓角滾壓機（jī）上和（hé）V 鐵台（tái）架以及ADCOL 檢測儀對滾壓（yā）強化並進行校（xiào）直的樣本（běn）曲軸上進行測試，所測到的主軸徑最大（dà）跳（tiào）動量如表1 所示（shì）。

     樣本曲軸經ADCOL 檢測儀檢（jiǎn）測的（de）直線度報告界麵圖（tú）如圖6 所（suǒ）示。

4 結論

     對檢測結果（guǒ）進行（háng）分析，發現用該方法處理後機床測量係統測量的主軸頸最（zuì）大跳動（dòng）量與V 架和美（měi）國ADCOL 檢測儀檢測結果極為相近。采用該方法成功地處理了在線發（fā）動機曲軸全自動圓角滾壓機直線度檢測問（wèn）題，取得了滿意的結果。實踐證明，該方法（fǎ）在工程（chéng）實際應用中可滿足使用要求的精（jīng）度，是完全可行的。