西馬克曲軸是出口產品西馬克切頭剪床中，噸位（wèi）最大的（de）零部件，也是最難加工的關鍵件。其特點是噸位大（淨重19.8t，長（zhǎng）6.1m）、軸心多（共有8個軸心（xīn），其（qí）中7個是偏心（xīn））、圖樣技術要求高。國外靠專業的（de）曲軸機床加工，國（guó）內曲軸機床較少，一般是以車床和磨床配合加工，而且（qiě）軸心最多不超過三個。為此我們大膽創新，解決了（le）曲軸定心問題、平衡問題和表麵粗糙度問（wèn）題（tí）。

      1. 曲軸加工的技術難（nán）點

      （1）該曲軸共有8個定位中（zhōng）心，其中7個是（shì）偏心。

      （2）偏心距e =75mm、e =175mm的軸心線與、基準線平行度（dù）≤φ 0.1mm/6 110mm，偏心距（175、±0.2）mm、（75±0.2）mm、（37.5±0.2）mm，如何保證平行精度和定（dìng）位（wèi）精度（dù）問題（tí）。

      （ 3）各（gè）配合軸頸尺寸公差0.05mm、圓度0.05mm，這對機床精度有個（gè）適應和選擇（zé）問題。

      （4）零件最大（dà）偏心（xīn）距e =175mm時，經計算零件淨（jìng）重最（zuì）大偏重積為3.896t·m，如何解決配重平衡問題。

      （5）如何（hé）解決各配合軸頸、相關端麵、圓（yuán）根表麵粗糙度值R a=0.8 μm問題及各圓根R橫向紋理方向問題。

      針對西馬克曲軸軸心多（duō）、技術要（yào）求高的特點采取了各（gè）種有效實施（shī）辦法，集中解決以下幾個方麵問題。

      2. 曲軸加工工藝（yì）

      （1）曲軸軸心特點 軸心特點（diǎn）是所有軸心均在一個垂直於軸線的平麵上，各軸心相（xiàng）鄰最近的17.5mm，最遠的175+75=250mm，如果每個中心（xīn）孔定為75°，D =100mm，那麽8個中（zhōng）心孔在（zài）軸頭端麵一條中線上根本無法定心（見圖1）。同時，一些（xiē）精度要求，如偏心距e =（75±0.2）mm，e =（175±0.2）mm軸（zhóu）心線與主軸中心線平行度≤φ 0.1mm/6 010mm等 ，也無法保證。

      （2）曲軸常規定心（xīn）方法 過去加工曲軸、偏心軸軸心較少（shǎo），一般2~3個軸心，精度要求不高，在（zài）零件兩端軸頭上，由（yóu）鏜床定心。這是傳統的定心（xīn）方法，沿（yán）用至今。精度要求高的都要依賴數控鏜床或采用銑基麵（miàn）的方法定心，以保證精度（dù）和（hé）偏心距的準確性。不過數控鏜床定心成本比普通鏜床定心成（chéng）本高三倍多。因此，在定心問題上必須找（zhǎo）到最（zuì）佳定心方案。

      （3）可調式定心夾具和調心方法 當認識到定心的重要性，以保證精（jīng）度為前提，優先研究解（jiě）決曲軸定心方法是至關重要（yào）的。於（yú）是我們破常規提出采用可調式定心夾具，用於曲軸精加工，方案經論證是可（kě）行的（可調式定心夾具見圖2，下文（wén）簡稱夾具）。這種（zhǒng）準（zhǔn）用夾具兩套為（wéi）一組，隻要一（yī）次性的（de）定位，按工藝要求準確地分別安裝在曲軸兩端（duān）工（gōng）藝軸頭上，將中心孔滑塊置於夾具長槽內，8個軸心分別用（yòng）特製的成對等高偏心墊塊進行調正，就可以加工了（夾具與曲軸工藝夾頭（tóu）組（zǔ）合形式見圖3）這一技術措施（shī）對保證曲軸加工精度起到了關鍵性作用（yòng）。

      可調式定心夾具中心孔定位調整方法，必須按工藝規定（dìng）的加工順序進行調整，比如車（chē）主軸頸時，將可調中心孔滑塊放置0位，兩端（duān）同時加厚度為175mm的墊塊，將螺釘、壓緊螺栓擰緊，並檢查間隙，0.02mm塞尺不入。如果車偏心（xīn）（75±0.2）mm軸頸時，將可調中心孔滑塊從0位下調至75mm，上（shàng）墊的墊塊尺寸為232.5+17.5=250（mm），將（jiāng）楔板、壓緊螺栓固緊即可，檢查方法同上。如果車偏（piān）心（175±0.2）mm軸頸時，將中心孔滑塊（kuài）從0位下調到底，下墊墊塊厚度不限，將（jiāng）中心孔塊頂擠住（zhù）即可。其餘的偏心圓加工時，中心孔調整（zhěng）方法（fǎ）以（yǐ）此類推。

      （4）可調式定心夾具精度要求 定心方法確（què）定以後，要想達到曲軸的（de）技術要求，e =（17.5±.02）mm，曲軸中心線與主軸頸中心（xīn）線平行度≤φ 0.1mm/6 110mm，必（bì）須靠可調中心夾具的設（shè）計、製造精度來保證。因而可調式定心夾具在設計（jì）時，要注意以下問題（tí）。

      第一，要考慮定位精度問題。夾具本體的設計精度如圖（tú）4所示。夾具中（zhōng）φ 140k6定位台，是（shì）夾具（jù）與軸頭兩者的定位基準，保（bǎo）持夾具裝好之後，兩端同軸度≤0.05mm。

      第二，要求夾具長（zhǎng）槽440mm×193mm深度85mm三個麵相互垂直誤差≤0.05mm，槽寬193mm兩側平行度（dù）≤0.05mm，定位台φ 140mm至長槽上平麵為（250±0.04）mm，兩個夾具應做成一致。

      第三，要求每調整（zhěng）一次中心，所用的（de）一組2個墊塊厚度公（gōng）差為±0.01mm並（bìng）要同時加工。中心滑塊與墊塊的（de）製造誤差應（yīng）該一致。

      第四，要（yào）求夾具上的楔板與中心孔滑（huá）塊、等高墊塊上的10°斜麵接觸率不少於（yú）80%，見圖（tú）5，目的讓中心孔滑塊在夾具長槽內紋絲不動。

      第（dì）五， 要求夾具與曲軸工藝軸頭組合互相平行度≤0.05mm，而兩端軸頭端麵上的止口φ 140mm同軸度≤0.05mm。夾具與工藝軸頭組合之後，兩（liǎng）端夾（jiá）具長槽側麵必須平行（háng），平行度≤0.05mm。上述要求均由鏜床保證。

      根據上述五項技（jì）術要求，夾具（jù）本身的製造精度和組合精（jīng）度一定要嚴（yán）格控製，保證質量，否則即使工藝方案、夾具設計再先進，曲軸的最終加工精度也無法實現，導致前功盡棄。

      可調（diào）式定心夾具在西馬克曲軸精度加工的實踐中證明，這一工藝措施是有效的，是（shì）可靠的。不僅取得了三根曲軸精加工的成功（gōng）經驗，經中德雙方共同檢驗，完全達到了西（xī）馬克公（gōng）司圖樣要求。

      3. 設（shè）備（bèi）選擇

      從曲軸精度上看（kàn），最理想（xiǎng）的加工設備為曲軸車床或曲（qǔ）軸（zhóu）磨床，但我公司沒有大型專用設備，隻能（néng）對現有機床進行篩選、利用。開始想（xiǎng）利（lì）用德國磨床磨削曲軸，它有磨3150e熱模（mó）鍛偏心軸的先例，圖 3圖 4圖 5效果很（hěn）好（hǎo）。經考察後，終因磨床砂（shā）輪有效半徑不足而被（bèi）否定。研究重點還得放在重型車床上。我公司當時所用重車多數役齡長而老化，精度喪失，精度較高的唯有1M675重車。其機床床頭、床尾圓度0.02mm，負荷100t，基本能滿（mǎn）足曲軸加工的精度要求，不過該機床卡盤不能裝配重，這給曲軸加工中（zhōng）如何（hé）解（jiě）決旋轉平衡提出了新問題。由於篇幅有限，配重方（fāng）法不再介紹。

      4. 采用大直徑氈輪（lún）以拋代磨

      西（xī）馬克曲軸凡（fán）有配合的主軸頸、偏心軸（zhóu）頸、相關端麵、圓角（jiǎo）、圓弧表麵粗糙值都是R a=0.8 m，特別是φ 680mm軸頸兩端R 20mm表麵紋理（lǐ）方向均要求橫向拋（pāo）光。上述要求在一（yī）般軸類件，是容易達到的，對曲軸來說就難了（le）。單靠車床刀具加工隻能達到R a=3.2 m，如果用砂帶拋光，不能（néng）拋圓（yuán）角及端麵，況且砂帶太長，剛性太差，振動大而加工表麵質量低（dī），又因受偏（piān）心軸擋距窄和工作條件所限，砂帶拋光機無法使用。如何解決（jué）表（biǎo）麵粗糙度問題（tí），也是曲軸加工的一大難題。

      經過反複研究並查閱已有（yǒu）的超精手段，認為采用（yòng）大直徑氈輪拋（pāo）光，以拋代（dài）磨是比較（jiào）理想的加工方法。過去氈輪隻限於拋光軸（zhóu）類件圓根，效果很好，但用（yòng）它拋光軸頸代（dài）替磨頭還是第一次。所以拋光機（jī）在設計上（shàng）選（xuǎn）用大功率、支架剛性好的專用拋光機克服氈輪直（zhí）徑大易振（zhèn）動的弊病。

      實（shí）踐結果證明，以拋代磨的軸頸（jǐng），經表麵粗糙度儀鑒定可達到R a=0.4~0.8 m，完（wán）全可與磨床加工的表麵媲美。采用氈輪拋光代替磨頭有以下（xià）四（sì）個方麵的優點：

      （1）氈輪具有彈性、體輕、振動小等特點。在拋（pāo）光中（zhōng）能起到磨削（xuē）的作用，實踐證明用粒度100的氈（zhān）輪，每拋磨一次，零（líng）件直徑減小0.020.05mm；用粒度240的（de）氈（zhān）輪拋光一次，零件直徑減小0.005 0.01mm，因為（wéi）氈（zhān）輪線速度高30m/s，切削用量即吃刀（dāo）深度0.005 0.01mm，進給量810mm/r，產生的摩（mó）擦熱量非常小，所以拋光時不用冷（lěng）卻，沒有燒傷現（xiàn）象（xiàng），拋後檢查鑒定均達到要求。

      （2）曲軸各配合軸頸公差非常小（0.0440.05mm），操作者不易控製，為保證質量（liàng），工藝規定精車時留出0.06mm拋光餘量，R a=3.2 m以（yǐ）下，采（cǎi）用以（yǐ）拋代磨的辦法，在提高表麵質量的基礎上操作者（zhě）就比較容易控製公差（chà）了。

      （3）采用氈（zhān）輪拋光，將R a=0.8 m軸頸及端麵、圓根（gēn）均一次拋（pāo）光，個個達到圖樣要求，質量（liàng）好、效率高，這（zhè）與用珩磨、砂帶拋光相（xiàng）比可提高效率2~3倍。

      （4）西馬克曲軸要求圓根R 20mm處理成橫向紋理，在此之（zhī）前（qián）從未遇到這種要（yào）求。它要求圓根拋痕與軸頸的拋痕方向垂直，也就是拋輪在圓根處的旋轉中心線（xiàn）與零件轉動中心線成（chéng）90°。我們的處理方法是，先用氈輪拋光圓根R 20mm表麵粗糙值達R a=0.8 m，打（dǎ）好基礎，再用φ 40mm紗布與S40風動機組合（hé）後夾在刀架上，沿圓（yuán）根（gēn）作橫向拋（pāo）光，零件隻需轉2 3轉即可將環狀的紋理（lǐ）方向改變成橫向紋理，達到圖（tú）樣要求（qiú）。

      5. 結語（yǔ）

      西馬克曲軸自（zì）製成功之舉，主要在於大膽（dǎn）地采用（yòng）可調式中心夾具解決了（le）最關鍵性的技（jì）術難（nán）題（tí），即（jí）定心方法和定心精度的問題，同過去曲軸定心（xīn）由鏜床打出固定中心孔的方（fāng）法相比，取得了創造性的突破。