如何解决曲轴主轴颈和连杆颈磨削出现振纹

　如何解决曲轴主轴颈和连杆颈磨削出现振纹?
　　磨削电主轴厂家讯：众所周知，曲轴是内燃机的关键部件，其轴颈的表面质量、圆度误差都会影响到发动机的配合精度、旋转精度、甚至引起振动和噪声。汽车市场的激烈竞争，用户对汽车质量的更高要求，促进着汽车工业的发展，因而也对曲轴的制造精度、效率和质量提出了更高的要求。
　　EG二期曲轴生产线在调试期间，有一个问题一直被困扰：磨床精磨曲轴主轴颈和连杆颈时出现振纹，无手感，是一种目视明显的可视缺陷。将振纹曲轴装机磨合试验，6h后，目视有振纹的表面出现有规则的光带。曲轴轴颈的振纹影响表面质量，装机后带来机械噪声，影响发动机的性能。此问题使生产无法正常进行，长时间停线，影响产能，损失惨重。
　　究竟什么原因造成了轴颈的磨削振纹，分析了曲轴连杆颈的磨削方式——非圆磨削，即磨床主轴c轴带动工件旋转，旋转中心为曲轴主轴颈轴线;连杆颈不是围绕自身轴线旋转，而是围绕主轴颈轴线旋转，由于连杆颈自身中心和旋转中心不重合，为了保持砂轮与连杆颈之间的持续磨削状态，砂轮——X轴必须根据控制指令跟踪连杆颈方能有效地进行磨削。这种跟踪磨削导虽然是连续的，但砂轮与连杆颈的相对位置是不断变化的，这就导致了连杆颈圆周各点的磨削状态不同、磨削力不同、磨削负荷也不同;这也使砂轮各部分所承受的磨削负荷不同，因而砂轮的磨损也不均匀，由于砂轮质量沿圆周的分布也非绝对均匀，则进一步导致砂轮工作时各部分回转力矩不等、动载荷不等，所承受的磨削负荷也不同，这更进一步造成了砂轮的不均匀磨损，使砂轮轴向断面形状不断变化，这一切导致了系统的强迫振动和自激振动，这种强迫振动和自激振动是一种高频的低振幅振动，因而反映在曲轴的轴颈上就是目视明显、无手感的振纹，甚至粗糙度检测也检测不出振纹引起的粗糙度变化。
　　为进一步摸清强迫振动和自激振动产生的系统原因，对所用磨床进行了分析，该磨床为英国LANDIS公司的高精度数控磨床，床身选用高强度耐磨铸铁，为高刚性整体床身，具有良好的抗振性及热稳定性。砂轮径向进给(X轴)和横向移动(Z轴)都是静压导轨，直线电机驱动;砂轮主轴为高频电主轴，无级变速;尾架采用滚珠丝杠和静压导轨。磨床的定位精度≤0.006mm，重复定位精度≤0.004mm，最大砂轮线速度120m/s，砂轮主轴轴向窜动≤0.005mm，砂轮主轴颈向跳动≤0.005mm，进给速度： X、Z轴最大均为3.6mm/s，最小分辨率：X、Z轴均为0.001mm。无论机床结构还是机床精度都不是产生振纹的原因。对CBN砂轮进行了分析——高硬度、高韧性立方氮化硼(CBN)是人类合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料，耐高温、热稳定性好，可以承受12501350℃的高温;耐磨性好、寿命长。选用的是适合加工铸铁件的陶瓷结合剂的CBN砂轮，直径为600mm。这种砂轮早已被成功地应用于各种铸铁零件的高精度磨削，显然CBN砂轮本身不是产生高频振纹的原因。检查砂轮法兰螺钉紧固扭矩是否正确：遵循对角原则分三次拧紧螺栓，第一次力矩为30Nm ， 第二次力矩为50Nm，第三次力矩为70Nm。经检测合格。
　　1.砂轮应无损害，端面外缘处跳动应在0.025 mm 以内，经检测合格。
　　2.砂轮与工件转速：砂轮转速与工件转速不成倍率关系。砂轮和工件速度与机床安装时应一致，经检验，一致。
　　3.检查中心架"抬起量”和"推进量”，多次进给和后退，重复检查，两块千分表上读值都应为零，经检测合格。
　　4.检查金刚滚轮的跳动，实测≤0.006mm;测量金刚滚轮和金刚滚轮设定块之间的距离，以便确定金刚滚轮的磨损量。
　　5.喷嘴位置，冷却液流量，经检测合格。
　　6.头架、尾架顶尖经检测合格;且最大跳动≤0.005mm，完全满足加工需要。
　　7.经检查，机床与周围的振动源已有效隔离。通过对机床、砂轮等整个磨削系统的排查，认识到振纹的产生在于砂轮的不均匀磨损，并且修整的不及时，以及磨削工艺参数的不恰当。根据生产线的实际情况，在不影响整条生产线加工节拍的前提下，(1)调整了砂轮修整参数，降低金刚滚轮的修整速度，由0.16mm/R改为0.07mm/R，对砂轮进行了精心修整。使砂轮的工作表面更均匀，更细致，使砂轮回转时整个圆周回转力矩均等，磨削时砂轮与工件能有效地均匀接触。(2)在砂轮进给不变的情况下，将磨削时砂轮的线速度从100m/s降低到70m/s。精心修整了砂轮，提高了砂轮的修整质量;放慢了磨削速度，减小了磨削力;奇迹出现了——振纹消失，外观目视质量完全合格。经检测主轴颈和连杆颈的圆度≤0.003mm，圆柱度≤0.005mm，轴颈平行度≤0.008mm，至此多日的曲轴轴颈振纹的故障彻底解决。