专利名称：曲轴外圆切削加工方法
技术领域：
本发明涉及金属切削加工，特别是涉及发动机曲轴这类零件的切削加工方法。
技术背景目前发动机曲轴外圆切削加工(如车削)的方式是主轴颈和连杆颈分别装夹切削，且 连杆颈的切削是以连杆颈轴线为旋转轴线，切削过程中因动不平衡引起的振动问题突出， 使得工件转速只能在40—60r/min左右，从而使得切削效率低，工件表面加工质量差。曲 轴切削加工的这种传统切削方法是造成曲轴制造企业工人劳动强度大、加工成本高的主要 原因，已成为影响曲轴制造企业生产效益和质量的瓶颈。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种曲轴外圆切削加工方法，以有效提高切削速 度和加工质量。本发明按下述技术方案解决其技术问题本发明提供的是一种基于连杆机构的复合圆周运动切削的曲轴外圆切削加工方法， 即利用连杆机构， 一方面使切削刀具随曲轴连杆颈轴心运动，另一方面实现切削刀具与 曲轴连杆颈的相对圆周切削运动。本发明提供的上述曲轴外圆切削加工方法，其用于包括发动机曲轴这类零件的切削加工。本发明突破了传统的曲轴切削加工(特别是车削加工)的方法，提出了一种基于连杆 机构的复合圆周运动切削的这种全新的加工方法。在传统的车削加工过程中，圆周切削运 动是被加工轴颈定轴转动，刀具不动。而本发明巧妙的利用了连杆机构， 一方面使刀具随 连杆颈轴心运动，另一方面实现刀具与连杆颈的相对圆周切削运动。本发明对于曲轴连杆颈外圆加工，与现有技术相比，其优势在于(1) 解决了传统加工方法的动不平衡问题，可以有效提高切削速度和加工质量。 特别是对连杆颈进行切削时采用连杆机构使得刀具与曲轴连杆颈同步运动，即类似于发动机活塞连杆与曲轴连杆颈的运动，以保持工件与刀具的相对位置不变。由于以主轴颈 为旋转轴线，加工时在理论上不存在偏心质量带来的离心惯性力，切削加工可以在最佳切削速度下进行，曲轴连杆颈的车削可在400 600r/min (约是传统方法的10倍)工件转 速下进行，使工件表面的加工质量得到保障，并且可以大幅度的提高切削加工效率。(2) 以曲轴主轴颈轴线作为装夹基准， 一次装夹可切削主轴颈和连杆颈外圆，解决 了曲轴加工中装夹次数多、劳动强度大的问题，同时也可以大幅度的提高切削加工效率。(3) 本方法是一项原创性的曲轴类复杂零件切削加工新方法，用其加工曲轴时的1 台加工机床将相当于5 8台传统切削加工机床，从企业设备布置、用人用工安排等诸方 面，都将带来很大的革新。
图1是本发明的基于连杆机构的复合圆周运动切削方法的原理示意图。图中l.曲轴主轴颈；2.曲轴曲柄；3.曲轴连杆颈；4.切削刀具；5.刀架连杆；6.第一曲柄；7.第二曲柄。
具体实施方式
本发明提供的是一种基于连杆机构的复合圆周运动切削的加工方法，如图l所示利 用连杆机构， 一方面使切削刀具4随曲轴连杆颈3轴心运动，另一方面实现切削刀具4与 曲轴连杆颈3的相对圆周切削运动。所述的连杆机构是平行四边形机构，其由刀架连杆5、位于刀架连杆5的下方且与之 平行的机架，以及左右排列的且互为平行的第一曲柄6、第二曲柄7组成，曲轴主轴颈l 与机床主轴同轴安装，由机床主轴驱动旋转。第一曲柄6和第二曲柄7的长度可调，且与 曲轴曲柄2长度一致。所述的切削刀具4安装在刀架连杆5的伸出端上，并且与曲轴连杆颈3接触。 所述的曲轴曲柄2与平行四边形机构的第一曲柄6和第二曲柄7同向同步旋转。 图l中r是曲轴连杆颈3的半径；"是角速度；Y是纵向坐标。本发明提供的上述曲轴外圆切削加工方法，其用于包括发动机曲轴这类零件的切削加工。下面结合附图对本发明作进一步说明。在切削过程中，只要保证平行四边形机构的第一曲柄6和第二曲柄7与被加工曲轴曲 柄2平行且一起作同方向的同步旋转运动，则刀架连杆5和切削刀具4 一起与被加工曲轴 连杆颈3的中心作同步圆周平动。曲轴连杆颈3运动与连杆运动的复合，使得切削刀具4 与被加工曲轴连杆颈3作相对的圆周切削运动，从而实现切削刀具4对被加工曲轴连杆颈 3的切削。
权利要求
1.一种曲轴外圆切削加工方法，其特征是一种基于连杆机构的复合圆周运动切削的加工方法，即利用连杆机构，一方面使切削刀具(4)随曲轴连杆颈(3)轴心运动，另一方面实现切削刀具(4)与曲轴连杆颈(3)的相对圆周切削运动。
2. 根据权利要求1所述的曲轴外圆切削加工方法，其特征在于连杆机构是平行四边 形机构，由刀架连杆(5)、位于刀架连杆(5)的下方且与之平行的机架，以及左右排列 的且互为平行的第一曲柄(6)、第二曲柄(7)组成，曲轴主轴颈(1)与机床主轴同轴安 装。
3. 根据权利要求2所述的曲轴外圆切削加工方法，其特征在于第一曲柄(6)和第 二曲柄(7)的长度可调且与曲轴曲柄(2)长度一致。
4. 根据权利要求2或3所述的曲轴外圆切削加工方法，其特征在于曲轴曲柄(2) 与第一曲柄(6)和第二曲柄(7)同向同步旋转。
5. 根据权利要求1或2所述的曲轴外圆切削加工方法，其特征在于切削刀具(4) 安装在刀架连杆(5)的伸出端上，并且与曲轴连杆颈(3)接触。
6. 根据权利要求1至5中任一权利要求所述的曲轴外圆切削加工方法，其特征是用 于包括发动机曲轴这类零件的切削加工。
全文摘要
本发明提供的是一种基于连杆机构的复合圆周运动切削的曲轴外圆切削加工方法，具体是利用连杆机构，一方面使切削刀具(4)随曲轴连杆颈(3)轴心运动，另一方面实现切削刀具(4)与曲轴连杆颈(3)的相对圆周切削运动。本发明解决了传统加工方法的动不平衡问题，可以有效提高切削速度和加工质量；以曲轴主轴颈轴线作为装夹基准，一次装夹可切削主轴颈和连杆颈外圆，解决了曲轴加工中装夹次数多、劳动强度大的问题，同时也可以大幅度的提高切削加工效率；是一项原创性的曲轴类复杂零件切削加工新方法，用其加工曲轴时的1台加工机床将相当于5～8台传统切削加工机床，从企业设备布置、用人用工安排等诸方面，都将带来很大的革新。
文档编号B23B5/18GK101219481SQ20081004677
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者光 杨, 王三武, 谭跃刚, 黄继雄 申请人:武汉理工大学