薛飛 王其龍 江豪 王康輝 黃巍 唐一峰 戈光福 葛俊

摘要：針對曲軸斜油孔存在漏加工的技術(shù)問題，利用激光距離傳感器設(shè)計(jì)了檢測裝置，低成本、可靠地杜絕了漏加工的質(zhì)量隱患。

關(guān)鍵詞：曲軸斜油孔；漏加工檢測；激光距離傳感器

發(fā)動(dòng)機(jī)屬于大批量生產(chǎn)。高效準(zhǔn)確地防止每道工序遺漏加工對保證產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義[1]。為了給高速旋轉(zhuǎn)的曲軸主軸頸和連桿頸表面施加潤滑油，在曲軸的主軸頸和連桿頸之間設(shè)計(jì)有斜油孔，通過斜油孔將缸體曲軸孔油槽處的潤滑油輸送到連桿頸，曲軸的四個(gè)斜油孔全部在AF40工序用深孔鉆加工完成。如果曲軸的斜油孔沒有加工或鉆頭加工一半斷裂，導(dǎo)致斜油孔沒有完全貫通，或者因操作疏忽，導(dǎo)致曲軸斜油孔未加工流轉(zhuǎn)到后續(xù)工序，這樣的工件在機(jī)加工環(huán)節(jié)是不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的，但是在裝配后，由于無法向連桿頸輸送潤滑油，就會導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)咬死報(bào)廢。

傳統(tǒng)方案

目前，發(fā)現(xiàn)漏加工斜油孔的曲軸有依靠終檢崗位肉眼識別和采用工業(yè)相機(jī)識別兩種技術(shù)方案。這兩種方案分別存在以下弊端。

1）終檢崗位肉眼識別的弊端表現(xiàn)為：人員長時(shí)間在燈光下觀察精加工的曲軸表面容易疲勞，存在漏檢風(fēng)險(xiǎn)。曲軸斜油孔角度各不相同，如果需要確認(rèn)每個(gè)斜油孔完全貫穿，需要大幅度翻轉(zhuǎn)曲軸，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。

2）采用工業(yè)相機(jī)識別的弊端表現(xiàn)為：由于曲軸斜油孔角度不同，需要分別配置多個(gè)工業(yè)相機(jī)，成本較高。

解決措施

設(shè)計(jì)了一種曲軸斜油孔漏加工的檢測裝置（見圖1），利用激光距離傳感器對曲軸斜油孔進(jìn)行檢驗(yàn)。

圖1中V形塊通過螺栓固定在底座上，曲軸的主軸頸放置在V形塊上，支架通過螺栓固定在底座上。激光距離傳感器安裝在傳感器套筒內(nèi)，鎖緊螺栓將傳感器套筒與傳感器固定軸連接并緊固?；顒?dòng)V形塊插入底座的方槽內(nèi)，活動(dòng)V形塊導(dǎo)向桿插入在底座的孔內(nèi)。彈簧套在活動(dòng)V形塊導(dǎo)向桿外部，一端支撐在活動(dòng)V形塊的凸臺端面，一側(cè)支撐在底座端面。螺母通過螺紋與傳感器固定軸尾部連接。定位套套在傳感器固定軸外部，一端與螺母接觸，一端與橫梁端面接觸。橫梁通過螺栓固定在支架上。彈子插入在固定V形塊的孔內(nèi)。彈簧插入在固定V形塊的孔內(nèi)，一端與彈子接觸，另一端與圓堵頭接觸。圓堵頭通過孔軸過盈配合固定在V形塊的孔內(nèi)。

通過工業(yè)機(jī)器人將曲軸兩軸頸放置到V形塊上后松開。在活動(dòng)V形塊和彈簧的彈力驅(qū)動(dòng)下保證連桿頸向上，實(shí)現(xiàn)繞曲軸軸心線旋轉(zhuǎn)方向的定位。同時(shí)在彈簧驅(qū)動(dòng)彈子的作用下保證曲軸端面與圓堵頭接觸。實(shí)現(xiàn)曲軸在夾具內(nèi)的完全定位[2]。通過調(diào)節(jié)并緊固傳感器套筒鎖緊螺栓、傳感器套筒鎖緊螺母、傳感器套筒及傳感器固定軸的位置，實(shí)現(xiàn)激光光束能平行地投射到曲軸斜油孔內(nèi)。當(dāng)沒有加工斜油孔的曲軸被放置到夾具上，激光距離傳感器的激光光束照射到曲軸主軸頸外圓表面上時(shí)，PLC接收到異常信號并報(bào)警。檢測完畢，工業(yè)機(jī)器人抓走曲軸，整個(gè)過程自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行。

裝置特點(diǎn)

1）通過由彈簧控制的活動(dòng)V形塊的自動(dòng)對中作用，實(shí)現(xiàn)曲軸繞軸心線旋轉(zhuǎn)的定向。通過由彈簧力控制的彈子實(shí)現(xiàn)曲軸的軸向定位。

2）通過兩個(gè)固定V形塊實(shí)現(xiàn)對垂直與曲軸軸心線方向的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)定位 [3]。

3）利用激光距離傳感器、曲軸夾具對曲軸斜油孔進(jìn)行檢驗(yàn)。其中激光距離傳感器是現(xiàn)有成熟技術(shù)，激光穿過曲軸斜油孔如圖2所示。

4）由于各個(gè)型號的曲軸斜油孔的角度、位置、曲軸軸頸直徑及連桿頸升程各不相同，激光距離傳感器通過固定在龍門支架上的傳感器套筒、螺母、傳感器固定軸及定位套調(diào)節(jié)位置（見圖3），實(shí)現(xiàn)對應(yīng)不同型號曲軸檢測。

5）傳感器固定軸上開有彈性槽。通過傳感器套筒鎖緊螺栓、傳感器套筒鎖緊螺母的鎖緊與放松實(shí)現(xiàn)激光位置傳感器擺角位置調(diào)節(jié)（見圖4）。

結(jié)語

本裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)，可靠性好，使用操作方便，可有效地代替人工肉眼檢驗(yàn)，對提升生產(chǎn)效率及保障產(chǎn)品質(zhì)量，有較大的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡家富.機(jī)加工生產(chǎn)線工問答250例[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[2] 王茂元.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.