曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及曲軸軸向加工的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法。加工余量的分配反應(yīng)在數(shù)控設(shè)備上就是工件零點(diǎn)的確定，利用加工中心的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，編制自動(dòng)測(cè)量程序和計(jì)算方法，能夠快速完成對(duì)曲軸各開檔尺寸的檢查，利用一個(gè)算法，求得各檔工件零點(diǎn)相對(duì)實(shí)際開檔中心的差值，再次利用一個(gè)比較算法，找到工件零點(diǎn)的最佳補(bǔ)償數(shù)值及補(bǔ)償方向，進(jìn)而對(duì)工件零點(diǎn)的零點(diǎn)偏移進(jìn)行補(bǔ)償，就實(shí)現(xiàn)了曲軸軸向加工余量的自動(dòng)分配。這種方法可保證軸向各處都有加工余量，且相對(duì)立的兩側(cè)最小加工余量相等，與傳統(tǒng)余量分配方法結(jié)果一致。
【專利說(shuō)明】
曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種曲軸加工方法，尤其涉及一種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的曲軸在加工前，首先由人工對(duì)毛坯進(jìn)行軸向尺寸檢查，手工檢查所有主軸頸開檔尺寸、所有連桿頸開檔尺寸、所有曲柄厚度等，測(cè)量部位如圖1所示，然后根據(jù)實(shí)測(cè)尺寸進(jìn)行下工序余量的分配。所有測(cè)量的數(shù)據(jù)均存在相關(guān)性，一個(gè)尺寸變動(dòng)將影響其余所有尺寸，同時(shí)，曲柄左右兩側(cè)余量又存在對(duì)立性，一側(cè)余量多，另一側(cè)余量肯定減少。所以整根曲軸需統(tǒng)籌考慮，既要保證各處都有加工余量，同時(shí)也要保證曲柄左側(cè)的最小加工余量和右側(cè)最小加工余量相等，故至少需進(jìn)行兩次分配才能最終確定下工序的加工余量。最后由操作者在普通車床上根據(jù)分配好的加工余量進(jìn)行加工。此方法的特點(diǎn)是:測(cè)量數(shù)據(jù)多，計(jì)算量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重影響了加工效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述缺陷，提供一種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法。
[0004]為了克服【背景技術(shù)】中存在的缺陷，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:這種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法,該方法包括，
第一步、根據(jù)曲軸理論軸向尺寸，大致計(jì)算出曲軸右端面至機(jī)床零點(diǎn)的距離，進(jìn)而確定工件零點(diǎn)的位置；
第二步、根據(jù)理論尺寸，以第一步確定的工件零點(diǎn)為參考點(diǎn)，將每個(gè)主軸頸和連桿頸建立各自的零點(diǎn)位置，均設(shè)置在理論上的開檔中間部位；
第三步、測(cè)量某一檔主軸頸或者連桿頸時(shí)，首先將測(cè)量頭定位在該檔的零點(diǎn)位置，然后進(jìn)行左右側(cè)面的長(zhǎng)度測(cè)量，在零點(diǎn)位置左側(cè)的測(cè)量值為負(fù)值，即-Zl ;在零點(diǎn)位置右側(cè)的測(cè)量值為正值，即+Z2，對(duì)兩個(gè)數(shù)值取算數(shù)平均值，即Λ Z= (-Ζ1+Ζ2) /2，所得Δ Z即是理論零點(diǎn)位置與實(shí)際開檔中點(diǎn)位置的差值，數(shù)值符號(hào)代表差值方向，+號(hào)代表Z正向，-號(hào)代表Z負(fù)向，若要保證兩開檔面加工余量相等，則必須將零點(diǎn)位置與實(shí)際開檔中點(diǎn)位置重合，即移動(dòng)Δ Z距離；
第四步、測(cè)量頭對(duì)所有主軸頸和連桿頸進(jìn)行測(cè)量，將每檔的Λ Z計(jì)算出來(lái)，并利用機(jī)床自帶變量進(jìn)行保存；
第五步、利用找最大值和最小值的算法，找出Λ Z中的最大值Λ Zmax和最小值Δ Zmin ；
第六步、將第五步中找到得最大值Λ Zmax和最小值Λ Zmin取算數(shù)平均值Δ Zave= Δ (Zmax+ Δ Zmin)/2,將Λ Zave補(bǔ)償?shù)焦ぜ泓c(diǎn)的零點(diǎn)偏移中，就實(shí)現(xiàn)了曲軸軸向的自動(dòng)分檔。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:這種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法相比于人工分檔，提高了分檔效率，減少了認(rèn)為誤差，解決了在數(shù)控設(shè)備上軸向加工余量的合理化分配。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]圖1是本發(fā)明曲軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明曲軸局部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明測(cè)量的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明另一測(cè)量的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖6是本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、曲柄位置,2、曲柄位置,3、曲柄位置,4、曲柄位置,5、曲柄位置,6、曲柄位置,7、曲柄位置，8、曲柄位置，9、零點(diǎn)，10、零點(diǎn)，11、零點(diǎn)，12、機(jī)床零點(diǎn)，13、工件零點(diǎn)，14、主軸頸開檔，15、連桿頸開檔，16、零點(diǎn)位置，17、測(cè)量頭，18、曲柄厚度。

【具體實(shí)施方式】
[0013]隨著自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，曲軸的加工也轉(zhuǎn)移到數(shù)控設(shè)備上來(lái)，加工余量的分配反應(yīng)在數(shù)控設(shè)備上就是工件零點(diǎn)13的確定，見圖2。這種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法就是利用加工中心的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，編制自動(dòng)測(cè)量程序和計(jì)算方法，能夠快速完成對(duì)曲軸各開檔尺寸的檢查，通過方法計(jì)算，求得各檔工件的零點(diǎn)位置16相對(duì)實(shí)際開檔中心的差值，再次利用一個(gè)比較算法，找到工件零點(diǎn)13的最佳補(bǔ)償數(shù)值及補(bǔ)償方向，進(jìn)而對(duì)工件零點(diǎn)13的零點(diǎn)偏移進(jìn)行補(bǔ)償，就實(shí)現(xiàn)了曲軸軸向加工余量的自動(dòng)分配。這種方法可保證軸向各處都有加工余量，且相對(duì)立的兩側(cè)最小加工余量相等，與傳統(tǒng)余量分配方法結(jié)果一致。
[0014]這種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法包括:
第一步、根據(jù)曲軸理論軸向尺寸，大致計(jì)算出曲軸右端面至機(jī)床零點(diǎn)12的距離，進(jìn)而確定工件零點(diǎn)13的位置；如圖2所示。
[0015]第二步、根據(jù)理論尺寸，以第一步確定的工件零點(diǎn)13為參考點(diǎn)，將每個(gè)主軸頸14和連桿頸15建立各自的零點(diǎn)位置16，均設(shè)置在理論上的開檔中間部位，如圖2所示，便于測(cè)量某一檔時(shí)，測(cè)量頭17粗略定位在該檔零點(diǎn)位置。
[0016]第三步、測(cè)量某一檔主軸頸或者連桿頸時(shí)，首先將測(cè)量頭17定位在該檔的零點(diǎn)位置16，然后進(jìn)行左右側(cè)面的長(zhǎng)度測(cè)量，如圖3所示。在零點(diǎn)位置16左側(cè)的測(cè)量值為負(fù)值，即-Zl ;在零點(diǎn)位置16右側(cè)的測(cè)量值為正值，即+Z2，對(duì)兩個(gè)數(shù)值取算數(shù)平均值，即Λ Z=(-Ζ1+Ζ2)/2，所得Λ Z即是理論零點(diǎn)位置與實(shí)際開檔中點(diǎn)位置的差值，數(shù)值符號(hào)代表差值方向，+號(hào)代表Z正向，-號(hào)代表Z負(fù)向，若要保證兩開檔面加工余量相等，則必須將零點(diǎn)位置與實(shí)際開檔中點(diǎn)位置重合，即移動(dòng)Λ Z距離，測(cè)量連桿頸與測(cè)量主軸頸類似，如圖4所示。
[0017]第四步、測(cè)量頭17對(duì)所有主軸頸14和連桿頸15進(jìn)行測(cè)量，將每檔的Λ Z計(jì)算出來(lái)，并利用機(jī)床自帶變量進(jìn)行保存。
[0018]第五步、利用找最大值和最小值的算法,找出Λ Z中的最大值Λ Zmax和最小值Δ Zmin0
[0019]第六步、將第五步中找到得最大值Λ Zmax和最小值Λ Zmin取算數(shù)平均值Δ Zave= Δ (Zmax+ Δ Zmin) /2,將Λ Zave補(bǔ)償?shù)焦ぜ泓c(diǎn)13的零點(diǎn)偏移中，就實(shí)現(xiàn)了曲軸軸向的自動(dòng)分檔。這種方法可保證軸向各處都有加工余量，且相對(duì)立的兩側(cè)最小加工余量相等，與傳統(tǒng)余量分配方法結(jié)果一致。避免了人為測(cè)量誤差，也實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)籌考慮的思想。
實(shí)施例
[0020]假設(shè)曲軸毛坯的主軸頸14開檔理論尺寸為98mm，連桿頸15開檔為198mm，曲柄厚度18為52mm。成品的主軸頸開檔理論尺寸為100mm,連桿頸開檔為200mm,曲柄厚度為50mm,即理論上，從毛坯到成品，曲柄內(nèi)外側(cè)加工余量均為1mm。圖5為一根曲軸中兩檔連桿頸和一檔主軸頸的實(shí)測(cè)尺寸。
[0021]人工余量分配方案:第一次余量分配如下:按照從中間向兩端分配的原則，試分配曲柄位置4余量為I，則曲柄位置3余量為54-50-1=3，曲柄位置2余量為200-197-3=0，曲柄位置I余量為53-50-0=3，曲柄位置5余量為100-97-1=2，曲柄位置6余量為53_50_2=1，曲柄位置7余量為200-197-1=2，曲柄位置8余量為55-50-2=3。具體見表I。
[0022]表1:第一次余量分配方案
■曲柄位置丨1丨2丨3丨4丨5丨6丨7丨8
人工分配I_Ι?Ι?ΙΙΙΙ
從表I可看出，曲柄2位置加工余量為0，即沒有加工余量。表中的曲柄位置1、曲柄位置3、曲柄位置5、曲柄位置7均為曲柄左側(cè)加工余量，表中曲柄位置2、曲柄位置4、曲柄位置6、曲柄位置8均為曲柄右側(cè)加工余量，兩側(cè)存在對(duì)立性，一邊大，另一邊就會(huì)變小。左側(cè)最小值為2，右側(cè)最小值為0，為保證左側(cè)最小余量和右側(cè)最小余量相等，則需向左側(cè)借1mm。故曲柄位置1、曲柄位置3、曲柄位置5、曲柄位置7處余量可減1mm，曲柄位置2、曲柄位置4、曲柄位置6、曲柄位置8處余量需加1mm。第二次余量分配見表2。
[0023]表2:第二次余量分配方案
■曲柄位置丨1丨2丨3丨4丨5丨6丨7丨8
人工分配22~2 2~2~4
上表中曲柄左側(cè)最小加工余量為I，右側(cè)最小加工余量也為I，兩者相等，且各處均有加工余量，則表2為人工分配的最佳余量分配方案。
[0024]自動(dòng)測(cè)量余量分配方案:
具體見圖6，假設(shè)測(cè)量頭檢測(cè)到零點(diǎn)9距離曲柄位置2端面的距離為97mm，則距離曲柄位置3端面的距離為197-97=100mm ;根據(jù)零點(diǎn)間距200mm，測(cè)量頭可方便檢測(cè)出零點(diǎn)10距離曲柄位置4端面的距離為200-100-54=46mm，零點(diǎn)10距離曲柄位置5端面的距離為97-46=51mm，零點(diǎn)11距離曲柄位置6端面的距離為200-5l_53=96mm，零點(diǎn)11距離曲柄位置7端面的距離為197-96=101mm。
[0025]計(jì)算各檔算數(shù)平均值如下:
Δ Z9= (-97+100)/2=1.5mm
Δ ZlO= (-46+51)/2=2.5mm
Δ Zll= (-96+101)/2=2.5mm
取其中最大值和最小值:
Δ Zmax=2.5mm
Δ Zmin=L 5mm
可求得Λ Zave= (2.5+1.5)/2=2mm，即零點(diǎn)向Z正向補(bǔ)償2_。
[0026]則零點(diǎn)9距離曲柄位置2端面的距離變?yōu)?9mm，距離曲柄位置3端面的距離變?yōu)?8mm ;零點(diǎn)10距離曲柄位置4端面的距離變?yōu)?8mm,距離曲柄位置5端面的距離變?yōu)?9mm ；零點(diǎn)11距離曲柄位置6端面的距離變?yōu)?8mm，距離曲柄位置7端面的距離變?yōu)?9mm。當(dāng)以更變后的工件零點(diǎn)為基準(zhǔn)加工至成品尺寸時(shí)，曲柄位置2端面處加工余量為100-99=lmm，曲柄位置3端面處加工余量為100-98=2mm，曲柄位置4端面處加工余量為50_48=2mm，曲柄位置5端面處加工余量為50-49=lmm,曲柄位置6端面處加工余量為100-98=2mm,曲柄位置7端面處加工余量為100-99=lmm，曲柄位置8端面處加工余量為55-50_l=4mm，曲柄位置I端面處加工余量為53-50-1=2_，具體見表3。
[0027]表3:自動(dòng)余量分配方案.曲柄位置丨1丨2丨3丨4丨5丨6丨7丨8
人工分配2_ΙΙΙΙΙΙ--
表3和表2數(shù)據(jù)一致，再次驗(yàn)證了自動(dòng)余量分配的正確性。
【權(quán)利要求】
1.一種曲軸軸向加工余量自動(dòng)分配方法，其特征在于:該方法包括， 第一步、根據(jù)曲軸理論軸向尺寸，大致計(jì)算出曲軸右端面至機(jī)床零點(diǎn)(12)的距離，進(jìn)而確定工件零點(diǎn)(13)的位置； 第二步、根據(jù)理論尺寸，以第一步確定的工件零點(diǎn)(13)為參考點(diǎn)，將每個(gè)主軸頸(14)和連桿頸(15)建立各自的零點(diǎn)位置(16)，均設(shè)置在理論上的開檔中間部位； 第三步、測(cè)量某一檔主軸頸或者連桿頸時(shí)，首先將測(cè)量頭(17)定位在該檔的零點(diǎn)位置(16)，然后進(jìn)行左右側(cè)面的長(zhǎng)度測(cè)量，在零點(diǎn)位置(16)左側(cè)的測(cè)量值為負(fù)值，即-Zl ;在零點(diǎn)位置(16)右側(cè)的測(cè)量值為正值，即+Z2，對(duì)兩個(gè)數(shù)值取算數(shù)平均值，即Λ Z= (-Zl+Z2)/2,所得Λ Z即是理論零點(diǎn)位置與實(shí)際開檔中點(diǎn)位置的差值，數(shù)值符號(hào)代表差值方向，+號(hào)代表Z正向，-號(hào)代表Z負(fù)向，若要保證兩開檔面加工余量相等，則必須將零點(diǎn)位置與實(shí)際開檔中點(diǎn)位置重合，即移動(dòng)Λ Z距離； 第四步、測(cè)量頭(17)對(duì)所有主軸頸(14)和連桿頸(15)進(jìn)行測(cè)量，將每檔的Λ Z計(jì)算出來(lái)，并利用機(jī)床自帶變量進(jìn)行保存； 第五步、利用找最大值和最小值的算法，找出Λ Z中的最大值Λ Zmax和最小值Δ Zmin ； 第六步、將第五步中找到得最大值Λ Zmax和最小值Λ Zmin取算數(shù)平均值Δ Zave= Δ (Zmax+ Δ Zmin)/2,將Λ Zave補(bǔ)償?shù)焦ぜ泓c(diǎn)(13)的零點(diǎn)偏移中，就實(shí)現(xiàn)了曲軸軸向的自動(dòng)分檔。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104209811SQ201410454345
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】劉德嶺, 宣俊才, 劉剛 申請(qǐng)人:南車戚墅堰機(jī)車有限公司