[发明专利]一种基于虚拟加工的曲轴质量定心方法

说明书

本发明公开了一种虚拟加工的曲轴质量定心加工方法，先根据锻造先后顺序对曲轴进行抽样，对抽样锻件毛坯进行三维扫描，将扫描模型导入到曲轴动平衡软件中计算曲轴锻件的质量中心，然后将曲轴产品三维设计模型和锻件扫描模型导入曲轴虚拟加工软件中，基于动平衡原理计算曲轴毛坯质量中心线与最优加工中心的偏差，并将该偏差修正值输入质量定心机控制系统，机床即可对曲轴毛坯进行批量加工，并形成曲轴锻件质量定心方法的工艺流程和抽样标准。对于已经开发的产品，可以直接从数据库中调出历史数据到伺服控制系统中，控制系统自动调整曲轴毛坯打孔位置。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种基于虚拟加工的曲轴质量定心方法。

背景技术

曲轴锻件的中心孔是曲轴机械加工工序的基准，优化后的锻件中心孔位置可使曲轴加工终平衡量大大降低，有利于提高成品率和生产效率，显著提升经济效益。

现有曲轴中心孔主要确定方法主要有几何中心定心法、质量中心定心法、准质量中心定心法以及配合定心的数据处理系统技术应用。其中，几何中心定心法是一种传统的定心工艺方法，对加工设备的要求不高，在大批量生产中较早使用，但是这种加工方法后续加工余量加大，且容易导致动平衡量去重过多。质量中心定心法可以有效的减小曲轴加工后的初始不平衡量，达到提高曲轴的最后平衡精度和生产效率，需要专门的质量定心设备，技术含量高。准质量中心定心法是由一台能微调中心位置的几何定心机和一台动平衡检测机实现的加工方法，这种方法在曲轴两端面钻几何中心孔，以中心孔定位进行测量曲轴的初始动不平衡量，若不平衡量连续超出规定值，发出超差信号，检测分析处理单元接受信号,并向打中心孔机床发出调整命令，机床调整夹紧装置以及中心孔刀具的相对位置,直至曲轴的动不平衡量达到规定值，是一种是介于几何定心法和毛坯质量定心法之间的一种方案。配合定心的数据处理系统技术是运用统计学的规律，对同一批次的毛坯的状态进行规律分析，使得几何定心打出的中心孔能够减小曲轴在终平衡时的不平衡量，是一种基于统计学的加工方法。

对于中大型曲轴而言，目前普遍采用上述加工方法中的质量定心法，即采用质量定心机测量曲轴锻件的不平衡量，计算处锻件曲轴的质量中心线，然后在曲轴锻件两个端面加工中心孔。然而，由于后续加工过程中材料去不对称，曲轴成品的质量中心线与曲轴锻件质量中心线不重合，导致终平衡困难。为了弥补这种偏差，往往要在产线上进行多次试错迭代，根据经验确定打孔中心与质量轴线的修正量。这种方法不仅耗时，并严重依赖人员经验，才能获取曲轴锻件打中心孔的工艺参数。

针对现有曲轴质量定心方法的上述问题，提出一种基于虚拟加工的曲轴质量定心方法，可以正向计算曲轴锻件中心孔修正量，提高中心孔工艺的效率和曲轴的良品率。

发明内容

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种基于虚拟加工的曲轴质量定心方法的特征在于：利用曲轴动平衡分析软件计算曲轴毛坯质量中心和最优加工轴线偏差，从而一次性修正质量定心机对曲轴的打孔中心位置，具体步骤如下：

1)根据锻造先后顺序对曲轴毛坯进行抽样，用三维扫描仪和逆向工程软件获取曲轴锻件毛坯形状三维模型；

2)将锻件三维数字模型导入曲轴动平衡软件进行分析，计算曲轴锻件的质量中心；

3)将曲轴产品三维设计模型和锻件扫描模型导入曲轴虚拟加工软件，采用虚拟加工方法迭代找到曲轴毛坯最优加工中心；

4)计算曲轴毛坯的质量中心线与最优加工轴线偏差：XA、YA、XB和YB，即为曲轴打孔坐标在质量定心机上的修正值；

5)将质量中心线的坐标修正值输入质量定心机控制系统，机床即可对曲轴毛坯进行批量加工。

6)基于上述方法形成曲轴锻件质量定心方法的工艺流程和抽样标准。