曲轴的修磨机床和修磨方法

曲轴是一种几何形状非常复杂、承受强烈动载荷的零件。勇克公司是一家拥有国际领先技术水平的高速磨床生产企业，从20世纪90年代初期就开始研制JUCRANK系列的曲轴磨床。

该系列的机床采用随连杆颈摆动磨削的原理进行磨削，并在汽车工业及其零备件供应领域中获得了巨大的成功。该机床采用的是具有高科技含量的磨削方案:可在一次装夹中利用高硬度、高耐磨的CBN砂轮完成曲轴主轴颈、连杆颈、法兰和轴头的粗磨和精磨。

如果磨削锻造或铸造的曲轴，则曲轴的磨量是已知的，并且各个部位的磨量几乎是一致的。新曲轴的价格很高，因此，从发动机修理者方面来看，对用过的二手曲轴进行修复有着非常大的兴趣。由于旧曲轴各个部位的磨损程度不同，所以每根曲轴都有“独特的”几何形状。因此，在开始磨削之前，必须进行认真的测量，采集各个部位的尺寸数据，然后再进行磨削。这样可确保所有主轴颈、连杆颈以及轴端获得所希望的形位公差。迄今为止，一般都是以曲轴的轴线为基准测量曲轴的径向跳动。然后，必要时对曲轴进行手工校直。后，各个轴颈以其轴线为基准中心(利用偏心夹具)进行磨削。采用上述曲轴磨削方法是非常费时费工的，因为曲轴在磨削过程中必须进行多次装夹。另外，这种方法也不能达到改善曲轴连杆颈(曲柄半径)位置度的目的。

为了提高曲轴的加工效率，勇克公司研制开发了集成有测量装置的磨床，用于修磨二手曲轴。这种新型磨床的使用证明，可以省掉在专用测量设备上对旧曲轴进行磨前尺寸预测和磨削过程中的中间测量。

同样，也省略了在磨削过程中与这些检测有关的工件装夹过程。由于磨削过程中的尺寸监控是实时监控，从而大大提高了曲轴的磨削质量。工艺技术摆动磨削连杆颈的工艺，可在一次装夹中对具有对称排列的连杆颈进行磨削，并可获得极高的精度和经济效益。

连杆颈的直径尺寸通过C轴(工件的旋转运动)和X轴(进给轴)插补磨削而成。而X轴的摆动行程正是发动机活塞的行程。这一工艺技术和机床配备的控制软件相互配合，可以确保1~8缸发动机的旧曲轴能在一次装夹中完成尺寸测量与修磨。变形品种的加工方案该机床的设计方案可以实现大量不同类型曲轴的整体磨削。

曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮在修理装配时是一个十分关键的环节，其装配质量的高低直接关系到汽车的动力性和经济性，必须引起足够的重视。在装配时，若两正时齿轮均有正时标记，由于齿轮与曲轴的位置关系已由键槽确定，因此只需将两齿轮正时标记对准装入即可。当发现两正时齿轮的正时记号模糊不清或无记号时，如果知道进排气门的配气相位角度，则可采用下述方法装配(该方法对大小车型及柴油车均适用，只是测量部位和安装方法有所不同)。在测量之前准备一个磁力表座和一个百分表，将整个配气相位各连接关系及气门间隙调整好，把曲轴正时齿轮脱开，装配时可按下列4步进行。

(1)将第一缸活塞置于排气行程上止点位置。撬动曲轴飞轮，使飞轮与飞轮壳上的正时标记点对齐，这时可通过顺时针和逆时针撬动飞轮观察第一缸进排气门摇臂的变动情况来判定第一缸活塞是处于压缩行程上止点还是排气行程上止点。当进排气门摇臂均无变动时，即处于压缩行程上止点。当处于压缩行程上止点时，将飞轮转动360°，使飞轮和飞轮亮上的正时标记点重新对齐，第一缸活塞位置即为排气行程上止点。

(2)确定第一缸排气门位置关闭点。转动凸轮轴正时齿轮，当看到第一缸排气门由开启到关闭后即停止转动，把磁力表座靠在排气门附近，装上百分表，将百分表触针抵靠在气门摇臂上，然后按照关闭时相反的方向转动凸轮轴正时齿轮，当百分表开始转动的一瞬间即停止转动，这就是排气门的关闭位置点。

(3)确定排气门处于关闭位置时，对应活塞所处的位置。因为曲轴和凸轮轴的传动比为2:1，所以排气门迟闭角所对应的弧长为720/2πRθmm(其中R为曲轴半径，θ角为排气门迟闭角)，此时顺时针转动飞轮，使飞轮由排气正时标记点转过720/2πRθmm的弧长，这时活塞所处的位置和排气门关闭时的位置相对应。

(4)转动凸轮轴，使第一缸的进气门杆和挺杆相接触，装上曲轴正时齿轮，这时即可确保两正时齿轮的正确装配位置。

若不知道进排气门的开闭角度，也可采用下述方法加以确定。转动曲轴正时齿轮，使第一缸活塞位于上止点(排气行程上止点或压缩行程上止点)位置，然后将曲轴正时齿轮取下，转动凸轮轴正时齿轮，使第一缸的进排气凸轮顶点都向上或向下，两凸轮轮廓线保持水平线，并成为“上八字”或“下八字”形状，在此位置装上曲轴正时齿轮即可确保正确的装配位置。

当的弯曲度小于0. 05mm时，可结合磨修曲抽得以修整，当曲轴的弯曲度超过0.05mm时，则需采用以下三种方法得以修正:

1、热点矫正法(或火陷焰正法)，利用氧一乙炔焰小而积迅速加热曲轴变形后凸起的一侧，然后快速冷却，利用材料的热胀冷缩作用，将曲轴矫正过来。

2、冷压轿正法将曲轴置一于压床上，两端主轴颈用V型铁支撑，在曲轴弯曲后承受拉应力的轴颈侧加压〔一般选在中间主轴颈)，使其发生反方向变形(反方向变形量:中碳钢

曲轴为弯曲度的30^-40倍)，去除压力后，利用材料的弹性后效作用将变形抵消。当曲轴的弯曲变形度较大时，必须分次进行，以防压矫时，反向弯曲变形量过大，而使曲轴折断。

3、冷作矫正法根据曲轴弯曲的方向和程度，使用球形手锤或气锤，沿曲柄臂的左右两侧进行敲击(锤击区应选在弯曲后曲柄臂受压应力的一侧)，由于冷却而产生残余应力，使曲柄臂敲击侧伸长变形，使曲轴轴线产生位移，在各个曲柄臂变形的综合作用下，达到矫直曲轴的目的。