CN108817872A - 一种发电机曲轴的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴加工工艺，尤其是一种发电机曲轴的加工工艺，属于曲轴加工制造技术领域；所述分段曲轴包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通过各段连杆颈的轴颈锥度与连接臂配合的锥孔连接装配而成，采用先整体粗加工，锯断后再分段半精加工，最后再通过装配后对整体进行精加工得到完整的曲轴连杆总成；相比于采用各段独立下料和加工的工艺，在整体粗加工中，能够最大限度的避免各段独立加工中定位基准不一致而导致加工精度降低，本发明在加工中容易控制曲轴的相位角，为各段的精确装配连接奠定基础，这种加工工艺在加工过程中采用的均为普通加工设备，有效降低了对加工设备的要求，提高了加工效率。

Description

一种发电机曲轴的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种曲轴加工工艺，尤其是一种发电机曲轴的加工工艺，属于曲轴加工制造技术领域。

背景技术

曲轴是发动机的重要零部件，一般曲轴由曲轴大小头、主轴颈、扇形板和连杆颈组成的整体结构，常规的曲轴加工为整体式加工，由粗加工到半精加工，再到精加工，这些常规的曲轴由于相应的装配件(如连杆)是采用螺栓连接在曲轴的连杆颈上，这类曲轴结构没有特殊之处，其扇形板内侧的轴颈上没有减重孔等，采用传统的工艺就能加工出来。

还有一种分段曲轴结构，与一般的分段曲轴在主轴颈的分段连接方式不同，这种分段曲轴结构的分段位置在连接臂与连杆颈的连接处，分为前、中、后三段，前、中、后三段分别有一体结构的连杆颈，该连杆颈端部设置有轴颈锥度。所述前段结构上包括曲轴前端部带花键的主轴颈、扇形板和扇形板上带锥度的连杆颈，所述中段结构上包括中段主轴颈、主轴颈两侧的扇形板和每块扇形板上带锥度的连杆颈，所述后段结构上包括曲轴后端部带键槽的主轴颈、扇形板和扇形板上带锥度的连杆颈。相邻的两段通过连接臂连接为一个曲轴整体，所述连接臂上设置与各相邻段轴颈锥度配合的有两个锥孔，其装配过程也于传统曲轴有别：先装配连杆，再整体组装曲轴；同时，这种分段曲轴的扇形板内侧的主轴颈和连杆颈均还设置有中心孔，扇形板也设置有减重孔，这种分段曲轴由于其结构的特殊性，其机械性能和本身重量都得到了相当有效的优化和提高。

上述分段曲轴对各段的加工精度和整体装配的匹配度要求很高，一般的加工采用各段分别进行粗加工至精加工的工艺，即：将曲轴的前、中、后三段各段作为单独的零部件，采用三块毛胚料进行独立下料直至加工成各段最终产品，再各段进行最后总装，这样的加工工艺中，各段在粗精加工采用的是不同的基准面定位，容易导致各段装配后精密度不高，影响曲轴的整体性能，而且这种加工方式效率低。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种针对上述分段曲轴的加工工艺，能够有效的提高这种分段曲轴加工的成品率和加工质量，并提高加工效率，降低加工工艺对加工设备的依赖，控制加工成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种发电机曲轴的加工工艺，所述分段曲轴包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通过各段连杆颈的轴颈锥度与连接臂上配合的锥孔连接装配而成，所述连接臂独立加工，其特征在于包括以下步骤：

(1)整体粗加工:

a.圆钢整体下料打中心孔，控制两中心孔在圆柱轴心上误差≤0.8mm，粗车加工前、中、后段主轴颈及两端轴颈，配合偏心夹具粗车加工前、中、后段连杆颈，并粗铣扇板外形；

b.将粗加工件热处理调质至30-35HRC，调质后对工件变形量进行检测，对超标的变形量进行校直；

c.精车加工前、中、后段主轴颈及两端轴颈，然后光磨加工前、中、后段主轴颈，再配合偏心夹具精车加工前、中、后段连杆颈；

d.加工件热处理去应力，去应力后对工件变形量进行检测，对超标的变形量进行校直；

e.半精磨加工主轴颈及两端轴颈，再半精磨加工前、中、后段连杆颈，并精铣曲轴扇板外形，最后车加工曲轴的两端面、精镗两端孔；

(2)锯断半精加工：

a.将步骤(1)的粗加工件从各段连杆颈连接处锯断，得到所述分段曲轴前、中、后三段，分段车加工前、中、后段主轴颈中心孔，并配合偏心夹具分段车加工前、中、后段连杆颈中心孔，再车加工前、后段连杆颈的扇板减重孔，并钻前、中、后段的直油孔和斜油孔；

b.用外圆磨床精磨前、中、后段连杆颈的轴颈锥度，所述轴颈锥度为1:100；

(3)工艺装配精加工：

a.将步骤(2)半精加工后的前、中、后段通过连接臂工艺装配成曲轴整体，进行曲轴的整体动平衡检测，如残余不平衡量过大，通过打磨的方式去重；

b.光磨加工曲轴前、中、后段主轴颈及两端轴颈，配合偏心夹具精磨加工前、中、后段连杆颈，再精磨加工曲轴前、中、后段主轴颈、两端轴颈、扇板外圆和后段轴颈锥度，最后铣前段花键和后段两键槽；

(4)将各段拆卸进行清洗和氮化、抛光各个轴颈并油孔倒角、装配各段堵头及防锈处理。

进一步的，所述步骤(1)b步检测工件弯曲变形量﹤1.2mm，所述步骤(1)d步检测工件弯曲变形量﹤0.8mm。

所述步骤(1)c步中精车加工前、中、后段的连杆颈、步骤(1)e步中半精磨加工前、中、后段的连杆颈和步骤(3)b步精磨加工前、中、后段的连杆颈中，曲轴的相位角﹤15分。

所述步骤(1)b步和d步后，进一步还对工件两端的中心孔进行研磨。

所述步骤(3)a步中，动平衡检测检测曲轴整体的不平衡量﹤5g.cm。

所述步骤(4)中，所述氮化处理后，曲轴各段的氮化层深度≥0.3mm,维式硬度650-700HV。

由于采用了上述技术方案，前段、中段和后段整体下料加工，采用摇臂钻床将圆钢固定于钻端面夹具上，在圆钢的两侧打中心孔，控制两中心在圆柱轴心上误差≤0.8mm，能够有效的提高整体加工精度，并保证曲轴扇形板的加工余量，提高加工装夹精度，减少不必要的切削量，中心孔的深度为8±1mm，以确保装夹的精确；整个加工过程采用的加工设备及加工基准面如下：

先采用卧式车床顶尖顶一端的中心孔，三爪卡盘夹持圆钢的另一端部，先车中段止推基面，以止推基面为基准面定位粗车加工前段和后段的主轴颈及曲轴两端部的轴颈，然后用偏心夹具两钳口分别定位前段和后段两主轴颈，调整偏心夹具的偏心量，以中段主轴颈的基准面定位粗车加工各段连杆颈；再采用立式升降台铣床，以分度头三爪定位前段外圆，尾顶尖定位另一端中心孔依样板划线粗铣各扇板外形。

经加工后的工件热处理调质至硬度30-35HRC，能够保证曲轴芯部硬度30-35HRC，确保曲轴整体机械性能，在热处理调质中工件可能发生变形，需对变形量进行检测，并对变形量超标的工件进行校直处理，保证后期加工的精确性。

此后再采用卧式车床的三爪夹持前段的外圆，顶尖顶另一端中心孔，精车加工中段止推基面，以该面为基准面按工艺尺寸精车加工主轴颈、前段和后段的开档、轴向及直径；采用外圆磨床卡箍定位前段的外圆，两顶尖顶两端中心孔，光磨前段、中段和后段的主轴颈；再采用卧式车床以偏心夹具两钳口装夹前段和后段的两主轴颈,调整夹具的偏心量，以中段基准面为基准精车加工前段、中段和后段的连杆颈，精车前段、中段和后段的连杆颈的过程中，需保证加工精度，以确保曲轴的相位角符合加工要求。

加工后的工件热处理去应力，此过程中注意回火温度以防止工件发生变形，还需对变形量进行检测，并对超标变形的工件进行校直处理。

再采用外圆磨床卡箍定位前段的外圆，两顶尖顶两端中心孔，半精磨各主轴颈、前段端部和后段端部；采用曲轴磨床两偏心三爪夹持前段和后段的外圆，半精磨各连杆颈，半精磨过程中需确保曲轴的相位角符合加工要求；再采用立式加工中心夹具三爪夹持前段，顶尖顶另一端中心孔，精铣曲轴扇板外形；再采用卧式车床，三爪卡盘夹持前段主轴颈外圆，顶尖顶另一端中心孔，安装中心架支撑后段主轴颈，车加工曲轴的后段的端面并精镗端孔，加工完成后，曲轴调头，按同样的方法加工前段的端面并精镗端孔。

本发明与传统工艺的显著区别在于上述加工过程为整体加工，先整体粗加工完成后再进行锯断和分段半精加工，粗加工件从各段连杆颈连接处锯断，得到分段曲轴的前、中、后三段，采用卧式车床三爪卡盘对各段进行装夹分段车加工前、中、后段的主轴颈中心孔，其中，前段和后端加工三爪夹持部位为主轴颈外圆，中段三爪夹持部位为扇形板外圆；并配合偏心夹具分段车加工前、中、后段的连杆颈中心孔，其中偏心夹具夹持前、后段主轴颈外圆，三爪夹持中段连杆颈进行加工，再用卧式车床车配合偏心夹具夹持前、后段主轴颈外圆具加工前、后段连杆颈的扇板减重孔，并用摇臂钻床钻前、中、后段的直油孔和斜油孔。

最后用外圆磨床精磨前、中、后段连杆颈1:100的轴颈锥度，轴颈锥度作为整个曲轴的连接部分，其加工中工件必须顶紧，冷却液要充分冷却磨削区，修整砂轮的修整器在磨床上应固定牢靠，走刀必须平稳；新修整砂轮首先检验其磨削工件的表面粗糙度及过渡圆角，前、后段加工时磨床偏心夹具对其主轴颈进行夹持，中段加工时以连杆颈两中心孔定位。

半精加工完后对各段修整、去毛刺、清洗及防锈，加工后的前、中、后段通过连接臂工艺装配成曲轴整体，用精平衡机进行曲轴的动平衡检测，如残余不平衡量过大，可通过打磨的方式去重，但必须保持各处均匀。

动平衡检测后进入整体精加工，用外圆磨床的卡箍定位前段外圆，两顶尖顶两端中心孔，光磨曲轴前、中、后段主轴颈及两端轴颈；用曲轴磨床配合偏心夹具夹持前、后段主轴颈外圆精磨前、中、后段连杆颈，此过程需注意保证加工的准确，以确保曲轴的相位角符合加工要求，保证加工精度；再用外圆磨床卡箍定位前段外圆，两顶尖顶两端中心孔，精磨曲轴前、中、后段主轴颈、两端轴颈、扇板外圆和后段轴颈锥度，最后用加工中心铣前段花键和后段两键槽。

最后将各段拆卸进行清洗和氮化、抛光各个轴颈并油孔倒角、装配各段堵头及防锈处理，得到完整的曲轴装配件，安装连杆后进行总装，得到曲轴连杆总成。

整个加工过程中，由于均采用的普通加工设备，加工设备加工参数、选用刀头和各部分的加工余量根据设备性能状况而异，作为公知常识在本发明中不做过多阐述，本发明重点在于加工总体思路和各个加工部位的加工步骤，但由于这种分段曲轴对加工精度要求较高，粗车加工优选的直径上单边预留1.5mm的余量，在轴向开档端面单边留余量0.5mm的余量，便于后续加工的进行，同时能有效的降低精加工中的切削量和加工时间，保证加工效率，半精加工后直径上留余量0.5mm，轴向开档端面单边留余量0.2mm；精加工后直径上留抛光余量0.005mm-0.007mm，轴向开档端面抛光即可。

本发明中对热处理后需对工件进行校直，能保证后续加工的精确，避免工件形变导致的产品不合格，严格曲轴的相位角﹤15分，能够有效的保证1:100锥度和锥孔连接的精密性，保证在曲轴运转中的稳定；所述步骤(1)b步和d步后进一步还对工件两端的中心孔进行研磨也是为了提高加工的精确度，避免热处理后中心孔对加工精度的不良影响；动平衡检测检测控制曲轴整体的不平衡量﹤5g.cm，也是为了提高这种分段曲轴连接的稳定性和运行的可靠性；曲轴各段的氮化层深度≥0.3mm,维式硬度650-700HV，能够有效的保证曲轴耐磨性。

本发明的连接臂，设置有与相邻两段连杆颈轴颈锥度配合的两个锥孔，两个锥孔的锥度为1:100，其独立加工工艺按如下步骤：采用20Cr独立下料锻打后，进行热处理调质至22-28HRC，此过程中检测弯曲变形量，如弯曲量超过0.5mm需进行校直，将连接板的外形及两锥孔进行粗加工和半精加工后，对工件进行渗碳淬火，保证渗碳层深度0.9-1.1mm，淬火硬度为56-62HRC，最后采用万能型内、外圆磨床精磨两内孔以加工锥孔。

连接臂的两内孔加工锥孔过程如下：使用万能型内、外圆磨床配的专用夹具定位加工，以专用夹具的一定位光轴定位连接臂其中一孔，用压板压紧零件端面，调整磨床锥度为1:100标准锥度，用磨头精磨该孔锥度，自动往复加工最终保证加工锥孔的1:100装配锥度，锥度使用国标锥度环规进行检测；经检测合格后将零件调头，采用有1:100标准锥度的定位轴插入已加工的锥度中进行定位，压板压紧工件的端面，根据互为基准的原则精磨另一孔锥度，自动往复加工最终保证加工锥孔1:100装配锥度，两锥孔的平行度需控制在0.01mm内。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：分段曲轴的加工采用先整体粗加工，锯断后再分段半精加工，最后再通过装配后对整体进行精加工得到完整的曲轴连杆总成，相比采用各段独立下料和加工的工艺，本发明在整体粗加工中，能够最大限度的避各段独立加工中定位基准不一致而导致加工精度降低，且加工中容易控制曲轴的相位角，为各段的精确装配连接奠定了基础，这种加工工艺在加工过程中采用的均为普通加工设备，有效降低了对加工设备的要求，还节省了加工时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的分段曲轴加工工艺，能够有效的提高这种分段曲轴加工的成品率和加工质量，并提高加工效率，降低加工工艺对加工设备的依赖，控制加工成本。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明的一种发电机曲轴的加工工艺，所述分段曲轴包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通过各段连杆颈的轴颈锥度与连接臂配合的锥孔连接装配而成，包括独立的连接臂加工，曲轴加工采用先整体粗加工，锯断后再分段半精加工，最后再通过装配后对整体进行精加工得到完整的曲轴连杆总成。

首先采用40CrNiMoA材质的圆钢前段、中段和后段整体下料加工，采用摇臂钻床将圆钢固定于钻端面夹具上，在圆钢的两侧打中心孔，中心孔深度8±1mm，控制两中心在圆柱轴心上误差≤1mm保证曲轴扇形板的加工余量。

先采用卧式车床顶尖顶一端的中心孔，三爪卡盘夹持圆钢的另一端部，先车中段止推基面，以止推基面为基准面定位粗车加工前段和后段的主轴颈及曲轴两端部的轴颈，一端完成后曲轴调头，采用相同的方式装夹，止推基面为基准面定车加工另一端轴向和直径；然后用偏心夹具的两钳口分别定位前段和后段两主轴颈，调整偏心夹具的偏心量，以中段主轴颈的基准面定位粗车加工前段和后段的连杆颈，完成以后松开夹紧螺母，曲轴翻转180°，按上述方式车出中段的两连杆颈，上述主轴颈和连杆颈的加工中，均以中段的止推基面为基准；再采用立式升降台铣床，以分度头三爪定位前段主轴颈，尾顶尖定位另一端中心孔，依划线样板划扇板外形线，旋转分度头找正各扇板外形线，依此粗铣各扇板外形；曲轴主轴颈和连杆颈的粗加工中，直径上单边预留1.5mm的余量，在轴向开档端面单边留余量0.5mm的余量。

经加工后的工件热处理调质至硬度30-35HRC，保证曲轴芯部硬度30-35HRC，同根硬度差≤4HRC，确保曲轴整体机械性能，在热处理调质中工件可能发生变形，需对变形量进行测量，并对超标变形的工件进行校直处理，控制变形量﹤1.2mm，在热处理调质后用卧式车床对工件的中心孔进行研磨。

经上述加工后，再采用卧式车床三爪夹持前段的外圆，顶尖顶另一端中心孔，精车中段止推基面，以该面为基准面精车加工主轴颈、前段的开档、轴向及直径，当一端加工完毕以后，曲轴调头，按同样的装夹定位加工另一端开档、轴向及直径；再采用外圆磨床卡箍定位前段的外圆，两顶尖顶两端中心孔，光磨前段、中段和后段的主轴颈；再采用卧式车床，配合偏心夹具两钳口装夹前段和后段的两主轴颈，调整夹具的偏心量，以中段基准面为基准精车加工前段、和后段的扇形板侧面连杆颈，加工完后，松开夹紧螺母，曲轴翻转180°，按上述步骤精车加工中段两扇形板侧面的连杆颈，精车前段、中段和后段的连杆颈的过程中，需注意保证加工的准确，以控制曲轴的相位角﹤15分，确保符合加工要求，保证加工精度。

加工后的工件热处理去应力，操作中意回火温度，以保证该曲轴的硬度为30-35HRC，此过程中工件可能发生变形，需对变形量进行测量，控制工件弯曲变形量﹤0.8mm，对超标变形的工件进行校直处理，在热处理调质后用卧式车床对工件的中心孔进行研磨。

再采用外圆磨床卡箍定位前段的外圆，两顶尖顶两端中心孔，半精磨各主轴颈、前段端部和后段端部；采用曲轴磨床，配合两偏心夹具三爪夹持前段和后段的外圆，校正前段扇形板侧的连杆颈外圆后，半精磨各连杆颈及开档面，半精磨过程中需保证曲轴的相位角﹤15分，半精磨中直径上留余量0.5mm；再采用立式加工中心，三爪夹具夹持前段，顶尖顶另一端中心孔，按程序精铣扇板外形，保证粗糙度；再采用卧式车床，三爪卡盘夹持前段主轴颈外圆，顶尖顶另一端中心孔，安装中心架支撑后段主轴颈，车加工曲轴后段端面，车加工后段端面，再钻螺纹底孔并攻丝，完成后将曲轴调头，采用相同的装夹，车加工前段端面，并精镗端孔。

本发明与传统工艺的显著区别在于上述加工过程为整体加工，先整体粗加工完成后再进行锯断和分段半精加工。采用双柱式液压带锯机的自带夹紧装置以压板压紧主轴颈外圆，简易垫块支顶前段连杆颈，从前段连杆颈与连接臂的连接处锯断得到曲轴前端，曲轴调头，压紧曲轴后段主轴颈，支垫后段段连杆颈，按上述方法从后段连杆颈与连接臂连接处锯断，得到曲轴后段，再压紧中段主轴颈，支垫中段两侧的连杆颈，按上述方法锯掉两端的连接臂板，留下部分为曲轴中段，得到分段曲轴的前、中、后三段。

在采用卧式车床三爪卡盘对各段进行装夹分段车加工前、中、后段主轴颈中心孔，其中，前段和后端加工中三爪夹持部位为主轴颈，中段三爪夹持部位为扇形板外圆；卧式车床配合偏心夹具分段车加工前、中、后段连杆颈中心孔，其中，前、后段加工采用偏心夹具夹持主轴颈外圆，中段加工采用三爪卡盘夹持连杆颈；再用卧式车床车配合偏心夹具夹持前、后段主轴颈外圆，加工前、后段连杆颈的扇板减重孔。

用摇臂钻床钻前、中、后段的直油孔和斜油孔，过程如下：各段加工中均平放，找正连杆颈最高点，预夹紧，再将主轴颈旋转45°，用定位块支垫连杆颈底部后夹紧主轴颈，用直径3.5的加长麻花钻钻主轴颈上的一侧的直油孔，直油孔至与主轴颈中间孔通连通，孔口倒角，松开夹具，旋转曲轴90°，用相同定位块定位，钻主轴颈上另一对称的直油孔，直至与轴颈中间孔通并倒角，加工后的两直油孔沿连杆与主轴中心线相互垂直；斜油孔的加工中，曲轴各段平放在摇臂钻床上，将连杆颈找正到最高点，预夹紧，再将主轴颈旋转45°，用定位块支垫连杆颈底部，夹紧轴颈，用直径3.5的加长麻花钻钻连杆颈上的斜油孔，直至与主轴颈的中间孔通，在直油孔和斜油孔加工中，注意保护轴颈及开档，不能磕碰伤开档面及其它精加工表面。

最后用外圆磨床精磨前、中、后段连杆颈1:100的轴颈锥度，轴颈锥度作为整个曲轴的连接部分，其加工中工件必须顶紧，冷却液要充分冷却磨削区，修整砂轮的修整器在磨床上应固定牢靠，走刀必须平稳；新修整砂轮首先检验其磨削工件的表面粗糙度及过渡圆角，前、后段加工时磨床偏心夹具对其主轴颈进行夹持，中段加工轴颈锥度时以连杆颈的两中心孔定位；轴颈锥度加工中先调整磨床锥度为1：100，磨头转速为10000-12000r/min，吃刀深度为0.005-0.015mm，自动往复运动最终保证加工轴颈锥度的1:100装配锥度，加工完成后，用标准1:100环规和红丹粉检验锥度加工尺寸及贴合度，其着色面积不小于80％。

半精加工完后对各段修整、去毛刺、清洗及防锈，加工后的前、中、后段配合独立加工的连接臂，采用压力机工艺装配成曲轴整体，用压力机装配夹具定位块定位连接臂，依次装配前段、中段及后段，并保证装配后的开档尺寸符合工艺要求，再用精平衡机进行曲轴的动平衡检测，控制不平衡量﹤5g.cm，如残余不平衡量过大，通过打磨的方式去重，但必须保持各处均匀。

动平衡检测后，再对曲轴整体进行精加工。用外圆磨床的卡箍定位前段主轴颈外圆，两顶尖顶两端部中心孔，光磨曲轴前、中、后段主轴颈及曲轴两端部轴颈，光磨中直径上留余量0.5mm，轴向开档端面单边留余量0.2mm；再用曲轴磨床配合偏心夹持前、后段主轴颈外圆精磨前、中、后段连杆颈，需注意保证加工的准确，以控制曲轴的相位角﹤15分以保证加工精度；再用外圆磨床卡箍定位前段主轴颈外圆，两顶尖顶两端中心孔，精磨曲轴前、中、后段主轴颈、两端轴颈、扇板外圆和后段轴颈锥度，所述后段轴颈锥度精磨中用卡箍定位前段主轴颈的外圆，两顶尖顶曲轴两端部中心孔，调对磨床锥度将后段轴颈锥度精磨加工至1：8，精磨后直径上留抛光余量为0.005mm-0.007mm，轴向开档端面无余量，见光即可；最后将曲轴整体安装在用加工中心的自备旋转夹头上，旋转夹头包裹夹套或铜皮，夹持并保护轴颈，顶尖支顶中心孔，全段在工作台左侧，找轴颈外侧母线，对刀铣外花键，且保证花键齿中心线与齿顶重合，依照程序铣前段花键，再采用相同的装夹方式，在加工中心中校找后段连杆轴颈的最高点，找后段主轴颈外侧母线，对刀铣后段两键槽至工艺尺寸。

上述过程加工完成后，还对工件进行磁粉探伤，以荧光磁粉探伤机的随机夹具定位曲轴两端，开动探伤机检查曲轴各加工表面有无裂纹及加工缺陷，磁粉探伤后立即退磁处理。

最后将各段拆卸进行清洗后，用井式氮化炉氮化各段，保证各段的氮化层深度≥0.3mm，维式硬度650-700HV；再用抛光机对主轴颈、连杆颈和各轴颈进行抛光，抛光选用600#砂带，同时对油孔进行倒角和抛光，最后装配各段主轴颈和连杆颈的堵头，堵头配好后用配好后用10#仪表油在常温下以0.59-0.78MPa的压力进行试漏试验，保证2分钟内漏油为宜；合格后对工件进行防锈处理，得到完整的曲轴装配件，再次拆卸并安装连杆后进行总装，得到曲轴连杆总成。

整个加工过程中，加工余量可以根据实际加工设备情况选择，本实施例中，在粗车中的直径上单边预留1.5mm的余量，在轴向开档端面单边留余量0.5mm的余量，便于后续加工的进行，并有效的降低精加工中的切削量和加工时间，保证加工效率，半精加工后直径上留余量0.5mm，轴向开档端面单边留余量0.2mm；精加工后直径上留抛光余量0.005mm-0.007mm，轴向开档端面无余量，抛光即可。

本发明的连接臂，设置有与相邻两段连杆颈轴颈锥度配合的两个锥孔，两个锥孔的锥度为1:100，其独立加工工艺有如下步骤：采用20Cr独立下料锻打后，进行热处理调质至22-28HRC，此过程中检测弯曲变形量，如弯曲量超过0.5mm需进行校直，将连接板的外形及两锥孔进行粗加工和半精加工后，对工件进行渗碳淬火，保证渗碳层深度0.9-1.1mm，淬火硬度为56-62HRC，最后采用平面磨床精磨两内孔加工锥孔，两内孔加工锥孔过程如下：使用万能型内、外圆磨床配的专用偏心夹具定位加工，以专用夹具的定位光轴定位连接臂其中一孔，用压板压紧零件端面，调整磨床锥度为1:100标准锥度，用磨头精磨另一孔锥度，磨头转速为10000-12000r/min，吃刀深度为0.005-0.015mm，自动往复运动最终保证加工锥孔的1:100装配锥度，锥度使用国标锥度环规进行检测；经检测合格后将零件调头，采用有1:100标准锥度的定位轴插入已加工的锥度中进行定位，压板压紧工件的端面，根据互为基准的原则精磨另一孔锥度，磨头转速为10000-12000r/min，吃刀深度为0.005-0.015mm，自动往复运动，最终保证加工锥孔1:100装配锥度，两锥孔的平行度应控制在0.01mm内。

本发明的分段曲轴加工工艺，采用先整体粗加工，锯断后再分段半精加工，最后再通过装配后对整体进行精加工得到完整的曲轴连杆总成，相比采用各段独立下料和加工的工艺，在整体粗加工中，能够最大限度的避各段独立加工中定位基准不一致而导致加工精度降低，本发明在加工中容易控制曲轴的相位角，为各段的精确装配连接奠定了基础，这种加工工艺在加工过程中采用的均为普通加工设备，有效降低了对加工设备的要求，提高了加工效率。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种发电机曲轴的加工工艺，所述分段曲轴包括前、中、后段三段，所述前、中、后段通过各段连杆颈的轴颈锥度与连接臂上配合的锥孔连接装配而成，所述连接独立加工，其特征在于包括以下步骤：

(1)整体粗加工:

a.圆钢整体下料打中心孔，控制两中心孔在圆柱轴心上误差≤0.8mm，粗车加工前、中、后段主轴颈及两端轴颈，配合偏心夹具粗车加工前、中、后段连杆颈，并粗铣扇板外形；

b.将粗加工件热处理调质至30-35HRC，调质后对工件变形量进行检测，对超标的变形量进行校直；

c.精车加工前、中、后段主轴颈及两端轴颈，然后光磨加工前、中、后段主轴颈，再配合偏心夹具精车加工前、中、后段连杆颈；

d.加工件热处理去应力，去应力后对工件变形量进行检测，对超标的变形量进行校直；

e.半精磨加工主轴颈及两端轴颈，再半精磨加工前、中、后段连杆颈，并精铣曲轴扇板外形，最后车加工曲轴的两端面、精镗两端孔；

(2)锯断半精加工：

a.将步骤(1)的粗加工件从各段连杆颈连接处锯断，得到所述分段曲轴前、中、后三段，分段车加工前、中、后段主轴颈中心孔，并配合偏心夹具分段车加工前、中、后段连杆颈中心孔，再车加工前、后段连杆颈的扇板减重孔，并钻前、中、后段的直油孔和斜油孔；

b.用外圆磨床精磨前、中、后段连杆颈的轴颈锥度，所述轴颈锥度为1:100；

(3)工艺装配精加工：

a.将步骤(2)半精加工后的前、中、后段通过连接臂工艺装配成曲轴整体，进行曲轴的整体动平衡检测，如残余不平衡量过大，通过打磨的方式去重；

b.光磨加工曲轴前、中、后段主轴颈及两端轴颈，配合偏心夹具精磨加工前、中、后段连杆颈，再精磨加工曲轴前、中、后段主轴颈、两端轴颈、扇板外圆和后段轴颈锥度，最后铣前段花键和后段两键槽；

(4)将各段拆卸进行清洗和氮化、抛光各个轴颈并油孔倒角、装配各段堵头及防锈处理。

2.根据权利要求1所述的一种发电机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(1)b步检测工件弯曲变形量﹤1.2mm，所述步骤(1)d步检测工件弯曲变形量﹤0.8mm。

3.根据权利要求1所述的一种发电机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(1)c步中精车加工前、中、后段的连杆颈、步骤(1)e步中半精磨加工前、中、后段的连杆颈和步骤(3)b步精磨加工前、中、后段的连杆颈中，曲轴的相位角﹤15分。

4.根据权利要求1所述的一种发电机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(1)b步和d步后，进一步还对工件两端的中心孔进行研磨。

5.根据权利要求1所述的一种发电机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(3)a步中，动平衡检测检测曲轴整体的不平衡量﹤5g.cm。

6.根据权利要求1所述的一种发电机曲轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，所述氮化处理后，曲轴各段的氮化层深度≥0.3mm,维式硬度650-700HV。