一種去除曲軸油孔毛刺的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其是一種去除曲軸油孔毛刺的方法 和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 曲軸作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零部件，它將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為周期旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并對(duì) 外輸出做功。曲軸主要由主軸頸、連桿軸頸、曲柄臂、平衡重等組成，通常采用壓力潤(rùn)滑。為 保證主軸承、連桿軸承的有效潤(rùn)滑需求，需要在曲軸上加工潤(rùn)滑油孔，主要由主軸頸上的直 油孔和連桿軸頸上的斜油孔組成。
[0003] 采用鉆頭加工曲軸主軸頸和連桿頸上的油孔時(shí)，油孔表面發(fā)生塑性變形產(chǎn)生金屬 毛刺。毛刺清理不掉，一方面會(huì)引起曲軸軸瓦刮傷，嚴(yán)重時(shí)造成軸瓦粘濁的現(xiàn)象，另一方面 毛刺會(huì)隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入油道，損壞零部件，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
[0004] 傳統(tǒng)的曲軸油孔端部去毛刺，首先采用锪圓角處理，然后采用人工手持安裝圓錐 砂輪磨頭的直柄風(fēng)動(dòng)砂輪機(jī)，對(duì)锪完圓角的油孔口沿圓弧軌跡去毛刺，最后采用風(fēng)槍清理 油孔端面的毛刺，完成曲軸油孔端部去毛刺工序，曲軸去毛刺工序通常采用人工操作，去毛 刺的質(zhì)量受操作人員的因素影響，質(zhì)量不穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種去除曲軸油孔毛刺的方法和裝置， 解決目前曲軸油孔表面去毛刺效果不佳，效率低等問(wèn)題；采用耐油橡膠橢圓的磨具，能實(shí)現(xiàn) 油孔圓角的光滑過(guò)度，減少對(duì)曲軸油孔端面的破壞；運(yùn)用磨具高速可控自轉(zhuǎn)和縱向磨削力 并結(jié)合相貫線理論建立磨具運(yùn)行的線性軌跡，采用編程方式精確控制磨具的運(yùn)行軌跡并結(jié) 合自動(dòng)化控制，可減小操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)曲軸去毛刺工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，保證曲軸 油孔表面去毛刺的質(zhì)量。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007] -種去除曲軸油孔毛刺的方法，所述油孔分為主軸頸上的直油孔和連桿軸頸上的 斜油孔，將磨具按下述線性軌跡運(yùn)行；
[0008] (1)磨具在所述主軸頸上的直油孔上的軌跡方程為
其中R1為油孔半徑，為R 2為主軸頸半徑，Θ為XY坐標(biāo)系平面內(nèi)相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的任意角 度；
[0009] (2)磨具在所述連桿軸頸上的斜油孔上的軌跡方程為 CN 105150047 A ^ ΗΠ T> 2/4 貞
其中R3為斜油孔的半徑，R4為主軸頸半徑，α為鉆頭在 鉆連桿軸頸表面斜油孔時(shí)與連桿軸頸表面的夾角，β為XY坐標(biāo)系平面內(nèi)相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn) 的任意角度。
[0010] 進(jìn)一步，所述磨具還進(jìn)行自轉(zhuǎn)，所述磨具的加工為立式縱向磨削，對(duì)所述磨具施加 一個(gè)平行于磨具主軸的縱向磨削分力，所述縱向磨削分力為F,= G±F q，其中G為去毛刺機(jī) 構(gòu)的自重，F(xiàn)q為去毛刺機(jī)構(gòu)在移動(dòng)臺(tái)上移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，土為根據(jù)F j需要給定。
[0011] 模具自轉(zhuǎn)速度和毛刺的量有關(guān)，在調(diào)試之后預(yù)先設(shè)定程序，確定特定材料對(duì)應(yīng)的 磨具轉(zhuǎn)速Vs、磨削深度ap和進(jìn)給速度Vf在最適宜的數(shù)值范圍內(nèi)。
[0012] 本發(fā)明還包括一種去除曲軸油孔毛刺的裝置，包括曲軸、移動(dòng)臺(tái)、工作臺(tái)和控制裝 置，所述曲軸通過(guò)夾具固定在所述工作臺(tái)上，所述夾具與所述電機(jī)連接，所述工作臺(tái)上設(shè)有 移動(dòng)槽，所述移動(dòng)臺(tái)下端位于所述移動(dòng)槽中，所述控制裝置與所述移動(dòng)臺(tái)連接；
[0013] 所述移動(dòng)臺(tái)上設(shè)有磨具，所述磨具底端的磨砂輪為橢圓形，所述磨砂輪內(nèi)部為耐 油橡膠層、外部為磨砂層。
[0014] 采用耐油橡膠橢圓磨具，磨具采用SiC材料加工而成，在磨具內(nèi)部鑲嵌耐油橡膠 層，橢圓磨具前端直徑為曲軸油孔直徑的三分之一，可以保證磨具依靠自身的彈性變形，與 油道孔口軌跡形成良好的接觸；橢圓磨具在去毛刺過(guò)程中采用耐油橡膠橢圓磨具可以實(shí)現(xiàn) 磨具與曲軸油孔端面的彈性接觸，緩沖去毛刺接觸過(guò)程中產(chǎn)生的作用力，實(shí)現(xiàn)油孔圓角的 光滑過(guò)度，減少對(duì)油孔端面的破壞。
[0015] 進(jìn)一步，所述磨砂輪的直徑為所述曲軸油孔直徑的1/3。
[0016] 在上述方案中，所述工作臺(tái)上設(shè)有更換裝置，所述更換裝置用于更換所述磨砂輪。
[0017] 在上述方案中，所述裝置上還設(shè)有急停開(kāi)關(guān)和手動(dòng)方向盤，所述急停開(kāi)關(guān)與所述 控制裝置連接，所述手動(dòng)方向盤與所述電機(jī)連接。
[0018] 在上述方案中，所述曲軸四周設(shè)有擋板，所述擋板固定于所述工作臺(tái)上。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明所述去除曲軸油孔毛刺的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明所述的磨具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3為本發(fā)明所述的曲軸上主軸頸表面直油孔與連桿軸頸表面斜油孔結(jié)構(gòu)示意 圖及計(jì)算模型圖。
[0022] 附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[0023] 1-電機(jī)，2-夾具，3-曲軸，4-磨具，5-磨砂輪，6-移動(dòng)臺(tái)，7-控制裝置，8-移動(dòng)槽， 9-工作臺(tái)，10-急停開(kāi)關(guān)，11-手動(dòng)方向盤，12-更換裝置，13-擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0025] 如圖1所示的去除曲軸油孔毛刺的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圓形夾具2將曲軸3兩端固 定在工作臺(tái)9上，夾具2與所述電機(jī)1連接，電機(jī)1帶動(dòng)夾具2旋轉(zhuǎn)至曲軸3油孔去毛刺端 面，工作臺(tái)9上設(shè)有移動(dòng)槽8,所述移動(dòng)臺(tái)6下端位于所述移動(dòng)槽8中，所述控制裝置7與所 述移動(dòng)臺(tái)6連接，通過(guò)控制裝置7設(shè)置曲軸油孔中心坐標(biāo)以及選定曲軸所用材料的種類，移 動(dòng)臺(tái)6通過(guò)移動(dòng)槽8水平移動(dòng)至距離最近的曲軸主軸頸直油孔位置，通過(guò)移動(dòng)臺(tái)6上端的 移動(dòng)裝置，將磨具4移動(dòng)至磨砂輪5與主軸頸直油孔的中心位置對(duì)應(yīng)處，磨具4開(kāi)始高速自 轉(zhuǎn)達(dá)到程序設(shè)定的適宜值，如圖2所示，磨具4底端的磨砂輪5為橢圓形，磨砂輪5內(nèi)部為 耐油橡膠層、外部為磨砂層，對(duì)于一種材料，結(jié)合磨具參數(shù)（如粗糙度），在調(diào)試之后預(yù)先設(shè) 定程序，確定特定材料對(duì)應(yīng)的磨具轉(zhuǎn)速Vs、磨削深度ap和進(jìn)給速度Vf在最適宜的數(shù)值范圍 內(nèi)。另外，該加工為立式縱向磨削，還應(yīng)附加上一個(gè)平行于磨具主軸的縱向磨削分力F,，其 公式=Fj= G±Fq，其中G為去毛刺機(jī)構(gòu)的自重，F(xiàn)q為去毛刺機(jī)構(gòu)在移動(dòng)臺(tái)（6)上移動(dòng)的驅(qū) 動(dòng)力，公式中的正負(fù)號(hào)根據(jù)F,需要給定。
[0026] 根據(jù)控制裝置7上設(shè)置的主軸頸上的直油孔軌跡，磨砂輪5沿著相貫線理論建立 的油孔端面軌跡運(yùn)動(dòng)，緊貼著油孔表面高速運(yùn)轉(zhuǎn)，縱向磨削力遵循程序預(yù)先設(shè)定值（在不 影響加工表面質(zhì)量前提下，在較小范圍內(nèi)波動(dòng)），進(jìn)行去除毛刺操作。
[0027] 如圖3 (a)為主軸頸上的直油孔計(jì)算模型圖，油孔半徑為R1，主軸頸半徑為R2，油孔 在主軸頸表面形成的軌跡存在兩個(gè)最高點(diǎn)4和A 2，以Ap A2建立垂直于油孔平面的截面M， 以油道中心線與截面M的交點(diǎn)0為坐標(biāo)原點(diǎn)，以點(diǎn)A1A2連接的直線為Y軸，在截面M上垂直 于A1A2直線為X軸，油道中心線為Z軸，Θ為X