1 概述

      在研發在線發動機曲軸全自動圓角滾壓機床過程中，筆者遇到了需要（yào）對曲軸直線度進行精確測量的問題。機床在完成各軸徑的滾壓後，需要對圓角滾壓後的曲軸變形量自動進行測量（liàng）和分（fèn）析，需要自動（dòng）測量曲（qǔ）軸各主軸徑的徑向跳動，並將所測量的數（shù）據提供給計算機校直（zhí）專家係（xì）統分析後給出滾（gǔn）壓校直參數，機床根據（jù）計算機（jī）專（zhuān）家係統提供的校直參數對曲軸進行滾壓校直（zhí）［1］。曲軸滾壓校直的效果如何直接取決於測量數據。由於機床自（zì）動加工的需要，機床（chuáng）上檢測時（shí）曲軸采取的是中心孔兩端定位的方式，但（dàn）是被加工曲軸的圓角滾（gǔn）壓強化是產品最終加工工序，曲軸的精加工基準頂尖孔已經（jīng）被（bèi）破壞（huài），軸端（duān）大頭（tóu）頂尖頂在曲軸大端的軸承孔倒角上［2］。曲軸（zhóu）直線度檢測布置圖如圖1 所示（shì）。

      由（yóu）於采用大頭頂尖頂住裝（zhuāng）配用的倒角（jiǎo）對曲軸定位，而曲軸大端定（dìng）位用（yòng）的裝配（pèi）倒角的中心與主（zhǔ）軸頸的加工中心孔基準的同心度不高，其偏（piān）心情況如圖2 所示。采（cǎi）用（yòng）該（gāi）孔作為定（dìng）位基準，機床（chuáng）測量曲軸（zhóu）直線度時會產生較（jiào）大誤差，使得曲軸在（zài）機床上校直後無法通過V 型（xíng）塊的台架檢測和ADCOL檢測儀的（de）檢測（cè）。因（yīn）此（cǐ）找（zhǎo）出（chū）一種能消除曲軸大端定位誤差並且（qiě）能將中心孔定位轉換為對（duì）應的V 架檢測的方（fāng）法對曲軸直線度檢測是非常（cháng）重要的［3］。筆者（zhě）采用了（le）一種直線度測量基（jī）準變化的方（fāng）法較好地解決了這個問題。

2 模型分析

      2. 1 測量係統模型

      考察圖1 所（suǒ）示（shì）四缸（gāng）曲軸檢（jiǎn）測情況。四缸曲軸被測主軸頸共5 個［4］，要測（cè）量的是主軸徑的（de）徑向跳動(擺差)及（jí）其相（xiàng）位，將擺差A 和相位（wèi）角 的向量記成為:

      該測（cè）量值包含第5 主軸徑大頭頂尖的偏（piān）心和（hé）曲軸（zhóu）軸線擺動的綜合影響。

      2. 2 係統分析

      在第（dì）1 和第5 主軸頸為測量基準的V 架曲軸直線（xiàn）度檢測係統中［5］，考慮到曲（qǔ）軸主軸頸加工采用精磨，軸頸的圓柱度（dù）在0. 01 mm 以內，為了分析問題方便，可以將1、5 主軸頸在V 架測試跳動幅值視（shì）為0，即認為軸（zhóu）線跳動擺差完全（quán）由軸線誤差引起。為了減小大端倒（dǎo）角偏心造成的曲（qǔ）軸各（gè）主軸頸擺差測量結果的（de）影響，並且使所測得的結果盡可能接近V 架測量情況，對模型作如下處理:將曲軸在機床實際測量軸線定義為Ⅰ，大端倒角偏心（xīn）引起的曲軸中線為Ⅱ［6］。由於第1 主軸（zhóu）頸靠（kào）近尾座頂尖，其擺差（chà）一般很小，而且在台架測量時是V 架的（de）支點，可以認為第1 主（zhǔ）軸頸的（de）擺差主要是由於大端倒角偏心引起的。為了消除大端倒角（jiǎo）偏心對第1 主軸頸的影響，將軸線Ⅱ平移到第1主軸頸中心，如圖3 所示。

     平移後（hòu）考（kǎo）察任（rèn）意主軸頸i 和大端主軸頸5 相對於平移後的軸線Ⅲ的測量值可根據圖4 得到［7］。根（gēn）據圖4 可推導出:

     求出（chū）以Ⅲ軸為軸（zhóu）線的第i 軸擺差後，繼續消除大端頂（dǐng）尖偏心對第i 主軸頸的（de）影響［8］。求出（chū）大（dà）端主軸頸偏心引起的擺差（chà）A′5在第i 個主軸頸的分量A′5i，轉化後實際擺差計算圖如圖5 所示。

3 測量結果

      利用上述方法編程在全自動曲軸圓（yuán）角滾壓（yā）機上和V 鐵台架以及ADCOL 檢測儀對滾壓強化並進行校直的樣本曲軸（zhóu）上進行測試，所測到的主軸徑最大（dà）跳動量如表1 所示。

     樣本曲軸經ADCOL 檢測儀檢測的直線度報告界（jiè）麵圖如圖6 所（suǒ）示。

4 結論

     對檢測結果進行分析，發現用該方法處理後機床測量係統測量的主（zhǔ）軸頸（jǐng）最大跳動量與V 架和美國ADCOL 檢測儀檢測結果極為相近。采用該方法成功地處理了在線發動機曲軸全自動圓角（jiǎo）滾壓機直線度檢測問題，取得了滿意的結果（guǒ）。實踐證明，該方法在工程實際（jì）應用中可滿足使用要求的（de）精（jīng）度，是（shì）完全可行的。