1 概述

      在研發在線發動機曲軸全自動圓角（jiǎo）滾壓機床過程中，筆者遇到了（le）需要對曲軸直線度進（jìn）行精確（què）測量的問題。機床在完（wán）成各軸徑的（de）滾壓後，需要（yào）對圓角滾（gǔn）壓後的曲軸變形量自動進行測量和分析（xī），需（xū）要自動測（cè）量曲軸各主軸徑的徑向跳動，並將所測量的數（shù）據提供給計算機校直（zhí）專家係統分析後給出滾壓校直參數，機床（chuáng）根據計（jì）算機專家係統提（tí）供的校直參（cān）數對曲軸（zhóu）進行滾壓校直［1］。曲軸滾壓校直的（de）效果如何直接取決於測量數據。由於機（jī）床自（zì）動加工的需要，機床上檢測時曲軸采取的是中心孔兩端定位的方式，但是（shì）被加工曲軸的圓角滾壓強化是產品最終加工工序，曲軸的精加工基（jī）準頂尖孔已經被（bèi）破壞，軸（zhóu）端大頭頂尖頂（dǐng）在曲（qǔ）軸大端的軸承孔倒角上［2］。曲軸直線度檢測布（bù）置（zhì）圖如圖1 所（suǒ）示。

      由於（yú）采（cǎi）用大（dà）頭（tóu）頂尖頂住裝配用的倒角對曲軸定位，而曲軸（zhóu）大端定位用（yòng）的裝配倒角的中心與主軸頸的加工中心孔基準的同心度不高，其偏心情況如圖2 所示。采用該孔作為定位基準，機床測量曲軸直線度時會（huì）產生較大誤差，使得曲軸在機床上校直後無法通過V 型塊的台架檢測和ADCOL檢測儀的檢測。因此找出一種能消除曲軸大端定位誤差並且能將中（zhōng）心孔定位轉（zhuǎn）換為對應的V 架檢測的（de）方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（liàng）基準變化的方法較好（hǎo）地解決了這個（gè）問題。

2 模型分（fèn）析（xī）

      2. 1 測量係統模型

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

      該測量值包含第5 主軸徑大（dà）頭（tóu）頂尖的偏心和曲（qǔ）軸（zhóu）軸線擺動的綜合影（yǐng）響。

      2. 2 係統分析

      在第1 和第5 主軸頸為測量基準的V 架曲軸直線度檢測係統中（zhōng）［5］，考慮到曲軸主軸頸加工（gōng）采用精磨，軸頸的圓柱度在0. 01 mm 以內，為了分析問題方便，可以將1、5 主軸（zhóu）頸在（zài）V 架測試跳動幅值視（shì）為0，即認為（wéi）軸線跳（tiào）動擺差完全由軸線誤差引起。為了減小大端（duān）倒角偏心造成的曲軸各主軸頸擺差測（cè）量結果（guǒ）的影響，並且使所測得的結果盡可能接近V 架測（cè）量情況，對模型作如下處（chù）理:將曲軸在機床實際測量軸線定義為Ⅰ，大端（duān）倒角偏心引起的曲軸（zhóu）中線（xiàn）為Ⅱ［6］。由於第1 主軸頸靠（kào）近（jìn）尾座頂尖，其擺差一般（bān）很（hěn）小，而且在台架測量時是V 架的支點，可（kě）以認為（wéi）第1 主軸頸的擺差主要是由（yóu）於大端倒角偏心引起的。為了消除大端倒角偏心（xīn）對第（dì）1 主軸頸的影響，將軸線（xiàn）Ⅱ平（píng）移到第1主軸頸中心，如圖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（de）測量值（zhí）可根據圖4 得到［7］。根據（jù）圖4 可推（tuī）導出:

     求出以Ⅲ軸為軸線的第i 軸擺差後，繼續消除（chú）大端頂尖偏心對第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圖如圖5 所示。

3 測量結果

      利用上述方法編程在（zài）全自動曲（qǔ）軸圓角滾壓機上和V 鐵台架以及ADCOL 檢測儀對（duì）滾壓強化並進行校直的樣本曲軸（zhóu）上進行（háng）測試，所測到的主軸（zhóu）徑最大（dà）跳動量如表1 所示。

     樣（yàng）本曲軸經ADCOL 檢（jiǎn）測儀檢（jiǎn）測的直線度報（bào）告（gào）界麵圖如圖6 所示。

4 結論

     對（duì）檢測結果進行分析，發現用（yòng）該方法處理後機床測量係統測量的主軸頸最大跳動量與V 架和美國ADCOL 檢測儀檢測結（jié）果極為相近。采用該方法成功地處理了（le）在線（xiàn）發動機曲軸全（quán）自（zì）動圓角滾壓機直線度檢測問（wèn）題，取得了滿意的（de）結果。實踐（jiàn）證明，該方法在工程（chéng）實際應用中可滿足使用要求的精度，是完全可行的。