通过外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法以及实施该方法的装置制造方法及图纸

技术编号:4420086 阅读:169 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在圆形研磨曲柄的主轴承和连杆轴承时,连杆轴承在主轴承之前研磨。其优点在于,在研磨连杆轴承时通过释放应力产生的变形在研磨主轴承时再次被顾及到且被平衡掉。连杆轴承在摆动往复研磨进程中CNC控制地进行研磨,曲轴在转轴中被夹紧,该转轴通过两个仅切削加工的支撑位置在曲轴-主轴承的纵向延长线上被确定。该实际的转轴与曲轴的定义的几何纵轴的偏差在摆动往复研磨进程中被纳入研磨机的计算机中。研磨完成的连杆轴承具有与主轴承的精确的参照关系,该主轴承严格按照曲轴的定义的几何纵轴研磨。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种M31外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法。
技术介绍
由钢或浇注材料制成的曲轴大量用于汽车的内燃机中。为此,除了经 济地大批量生产之外主要注重于最大可能的在直径、圆度、同轴度和中心 度方面的精确度。因此,对所述类型的研磨过程提出了非常高的要求。根据EP1181132B1,可以通过在完全确定的顺序下研磨曲轴的主轴承和连杆轴承来改善研磨效果。在研磨首先只切削加工的曲轴时,在研磨期间导致曲轴坯的变形的应 力为零。在研磨连杆轴承之后变形特别强烈。根据EP1181132B1,尽可能 早地完成连杆轴承的研磨。因此,应该首先预研磨主轴承,然后预研磨以 及完全研磨连杆轴承,最后完全研磨主轴承。该公知的方法的优点在于, 曲轴的由研磨连杆轴承导致的变形在完全研磨主轴承时部分被排除。此 外,该公知的方法可以在曲轴的唯一夹紧的情况下实施。该公知的方法从 预研磨主轴承开始,由此在准确定义的转轴上、即其定义的几何纵轴上为 了研磨连杆轴承而夹紧曲轴。该定义的几何纵轴必须被提供用作针对连杆 轴承的加工的参考轴。在完成了研磨的曲轴上,所有主轴承以及其它与主 轴承同轴设置的曲轴的区域必须在直径、圆度、同轴度以及中心度方面精 确地按照定义的曲轴的几何纵轴定位。同样的还适用于曲轴颈的中线,其 也是连杆轴承的定义的几何纵轴。此外,已有的几何纵轴借助于中心孔固定在曲轴的端面上。曲轴被夹 紧在中心孔的端部之间,且通过驱动装置旋转地驱动。此类夹紧形式的缺 点在于,必须在曲轴上施加一定的轴向力,由此产生了额外的变形的风险, 这是因为曲轴在轴向力的作用下弯曲。因此,必须设置一个或多个中心架。还尝试了在曲轴的夹紧过程中在曲轴上施加轴向拉力。但还存在风险,使得在根据EP1181132B1的方法的第一阶段中就已经产生了额外变形。因此难以获得最佳的研磨效果。此外,公知的方法还由此变得更复杂。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的在于,改善公知的用于研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法,使得在还保持经济地制3^31程的 下继续改#^磨结果的准确性。 该目的ilil具有权利要求1的全部特征的方法实现。按照本专利技术的用于研磨主轴承和连杆轴承的方法的优点在于,在第一工艺步骤中就已经通过CNC控制的外圆研磨将曲轴的所有连杆轴承直到成品尺寸进行 研磨。因此,根据经验曲轴的最强烈的由应力释放产生的娜发生在研磨开始时。 然后,曲轴中的应力完全被解除,不再产生其它的值得注意的变形。此后才开始 研磨主轴承,其中,还存在很大的修正可能性。在研磨主轴承时产生相比研磨连 杆轴承时小得多的变形。本专利技术以令人惊喜的方式如此实现该结果,即放弃在研磨连杆轴承时就已经 使曲轴围绕定义的几何纵轴旋转。该纵轴当然是公知的且通过位于曲轴的端面的 中心孔确定。曲轴在两个未被研磨的支承位置夹紧,其以一定的相互间距位于主 轴承的共同的纵向延长线上。夹紧通过比如壳夹头实现,在任何情况下都不在曲 轴上施加轴向力,其中壳夹头包括两个未研磨的支承位置。两个支承位置定义实 际的转轴,其与曲轴的定义的几何纵轴的偏差M测量获得。已知的偏差在研磨 连杆轴承时作为修正函数被纳入研磨机的CNC控制装置的计算机中。研磨完成 的连杆轴承与曲轴的严格按照定义的几何纵轴研磨的主轴承具有精确的参照关 系。在研磨完成连杆轴孝Ct后紧接着进行曲轴的夹紧的更换且实施第二夹紧,其中,曲轴在其轴向端部被夹紧且被驱动围绕其定义的几何纵轴旋转;在第二夹紧中所有的主轴孝通过外圆研磨被研磨到成品尺寸。在按照本专利技术的方法中,放弃了在唯一一个夹紧中进行研磨。不过这种缺陷 通过在直径、圆度、同轴度以及中心度方面的研磨结果中的高精确度很大程度地 得以平衡。申请人的比较试验得出,迄今为止,在通常的曲轴的中央主轴承上的同轴度的误差位于0.05mm,而按照本专利技术的方法能够将其改善到大约0.03mm。按照本专利技术的方法的有利的改进在权利要求2-13中记载。根据权禾頓求2有利地将曲轴坯通过切削加工进fi 页加工,然后在直径、圆 度和中心度方面测量为第一夹紧设置的支承位置且从测得的值与定义的几何纵轴的偏差中形成针对连杆轴承的摆动往复-研磨进程(Pendelhub-SchleifVerfahren)的修正函数。为了实际地实施戶脱方法,根据权利要求3有利的是,为了确定几何纵轴的 位置在曲轴的端面上设置中心孔,在中心孔上可以将曲轴居中地夹紧在研磨机 中。有利的还有,根据权利要求4将从定义的几何纵轴出发的径向延伸的直线确 定为测量值的角度位置的参考线且因此观糧在曲轴的端面中的参考孔。在研磨连杆轴承时还可以考虑将两个外部的主轴承或其它的端面的圆筒状 部分作为用于夹紧曲轴的支撑位置,其中,其它的端面的圆筒状部分位于与主轴 承同一个共同的纵向延长线上。在第一夹紧中,曲轴的两个可采用的支撑位置有利地支承在研磨机的壳夹头 中且因此在曲轴的两个端部旋转地驱动鹏由。此外,在曲轴的两个端部的驱动装 置(通常为工件主轴头和尾架)M机器控制装置精确同步地驱动。在摆动往复研磨进程中研磨连杆轴承可以用唯一一个磨盘实施,该磨盘用作 从粗磨直到完全研磨且依次被用于不同的连杆轴承。不过,特别经济的是同时使 用多个磨盘的摆动往复研磨进程。比如在四缸发动机中,各两个连杆轴承具有关 于定义的几何纵轴相同的相位。因此可以同时地以及以同一个向曲轴的径向进给 运动研磨各两个连杆轴承。因此可以首先研磨两个内部的连杆轴承,然后在两个 磨盘相互轴向驶离之后研磨两个外部的连杆轴承。还可以在唯一一个十字刀架上 引入两个研磨轴,其同时地、但以不同的径向进给在两个具有不同的或相同的相 位的连杆轴承上工作。主轴承的研磨也可以按照另一有利的改进采用CNC控制实现。主轴承的研磨在曲轴的第二夹紧中实现,其中,曲轴有利地在中心顶点之间 夹紧且至少在其工件主轴头侧的端部通过传动装置和驱动装置被旋转地驱动。传动装置和驱动装置有禾哋由平衡卡盘构成,其卡爪自动地贴靠在还未研磨的夹紧 位置上且同时平衡不规则性和尺寸偏差。此类平衡卡盘基于气动或液压的压力介 质的作用且是公知的。通过中心顶点与位于曲轴上的中心孔的配合,在任何情况下都保证了曲轴在第二夹紧中精确地围绕其定义的几何纵轴旋转。如果主轴承在连杆轴承之后进行研磨,曲轴在中心顶点之间的夹紧不会对研 磨结果产生不禾啲影响。因为由应力释放产生的曲轴的娜已经结束。如果变形影响到主轴承的精确度,非精确性Xiiiii轴承的完全研磨清除。因此,对于按照本专利技术的方法重要的是,曲轴在第一工艺步骤中在以一定间距位于共同的主轴 承的纵向延长线上的两个未研磨的支撑位置上夹紧,而无需S31中心顶点实现夹 紧。比如舰壳夹头实现曲轴的牢固的夹紧,不必在曲轴上施加轴向九因此, 对于按照本专利技术的方法重要的是,在两个工艺步骤中必须分别实施上述的不同的 夹紧。在第二夹紧中的主轴承的圆形研磨通ii多重磨盘组得以特别经济i也实现,多重磨盘组的磨盘位于共同的驱动的轴上且具有相同的直径。还可以用唯一一个、 向各主轴承依次进给的磨盘实现第二加工步骤。如果曲轴的设计需要,可以在第二工艺步骤中借助于一个或多个中心架(Luentten)实现支承。本专利技术还涉及一种用于实施按照本专利技术的方法的装置。原则上按照本专利技术的 方法不限于必须在特定本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于通过外圆研磨来研磨曲轴的主轴承和连杆轴承的方法,具有下列步骤: a)在第一夹紧中在两个未研磨的支撑位置夹紧曲轴(1),所述支撑位置相互间隔地位于主轴承(3、4)的共同的纵向延长线上; b)驱动曲轴(1)围绕转轴(51)旋 转,所述转轴通过两个支撑位置定义且与曲轴(1)的穿过主轴承延伸的定义的几何纵轴(10)偏移; c)在围绕转轴(51)旋转时,曲轴(1)的所有连杆轴承(5)在摆动往复研磨进程中通过CNC控制的外圆研磨被研磨至成品尺寸; d)在摆动 往复研磨进程中,磨盘的进给根据定义的几何纵轴(10)进行,定义的几何纵轴与转轴(51)的偏差作为修正函数被纳入CNC控制装置的计算机中; e)在完成连杆轴承(5)的研磨之后更换曲轴(1)的夹紧且实施第二夹紧,其中,曲轴(1)在其轴向端 部被夹紧且被驱动围绕其定义的几何纵轴(10)旋转; f)在第二夹紧中,所有主轴承(3、4)通过外圆研磨被研磨至成品尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:格奥尔格希梅尔斯巴赫
申请(专利权)人:埃尔温容克尔机械制造有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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