專利名稱：曲軸的中心孔確定方法及中心孔確定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及曲軸的中心孔確定方法，特別是涉及利用上模和下模通過鑄造或者鍛 造成型得到的曲軸的中心孔確定方法。另外，本發(fā)明還涉及同樣的曲軸的中心孔確定裝置。
背景技術(shù)：
由于曲軸被組裝在發(fā)動(dòng)機(jī)中使用，因此，如果曲軸存在旋轉(zhuǎn)不平衡，則在發(fā)動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)等問題。因此，需要將曲軸的旋轉(zhuǎn)不平衡量(以下，簡(jiǎn)稱為不平衡值)控制 在規(guī)定的容許值內(nèi)。為了將該曲軸的不平衡值控制在容許值內(nèi)，作為曲軸的加工基準(zhǔn)的中 心孔的位置顯得非常重要。于是，例如利用平衡測(cè)定器，實(shí)際使毛坯(素材)狀態(tài)的曲軸(曲軸毛坯)旋轉(zhuǎn)， 進(jìn)行毛坯的平衡測(cè)定，確定曲軸毛坯的平衡中心軸，并在該中心軸上的曲軸兩端面加工中 心孔。并且，在加工的最終階段，再次利用平衡測(cè)定器，進(jìn)行繞中心軸旋轉(zhuǎn)的平衡測(cè)定，當(dāng)存 在不平衡時(shí)，通過在平衡重上打孔來(lái)進(jìn)行平衡調(diào)整。這里，如果將毛坯狀態(tài)的曲軸(曲軸毛坯)加工成符合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的理想的形狀，能 夠通過在主軸頸的中心形成中心孔，容易地將不平衡值控制在容許值內(nèi)。假設(shè)，即使因其后 的加工而導(dǎo)致失衡，最終也能夠在平衡重上打孔而容易地進(jìn)行平衡調(diào)整。但是，實(shí)際上，由于鑄造模具、鍛造模具的問題或者修整、起模時(shí)的影響等，存在曲 軸毛坯上產(chǎn)生厚度偏差(偏肉)的情況。這里，由于曲軸毛坯的幾乎所有加工均對(duì)主軸頸 圓柱部及連桿軸頸圓柱部進(jìn)行，因此各圓柱部的厚度偏差被消除，但是，幾乎沒有被加工的 平衡重存在厚度偏差，作為整體依然存在質(zhì)量不平衡。其結(jié)果是，最終在進(jìn)行平衡調(diào)整時(shí)，即使在平衡重上打孔來(lái)進(jìn)行調(diào)整，曲軸整體也 依然不平衡。另外，例如在規(guī)定的作業(yè)周期時(shí)間內(nèi)不能夠調(diào)整平衡而被視為次品的情況下， 由于在平衡調(diào)整時(shí)能夠打孔的量有限，因此，不能將不平衡值控制在容許值內(nèi)。另外，存在由于不能去掉曲軸的不可或缺的部位而不能夠?qū)⒉黄胶庵悼刂圃谌菰S 值內(nèi)的情況。這樣，在不能夠?qū)⑶S的不平衡值控制在容許值內(nèi)的情況下，需要通過平衡測(cè)定 來(lái)算出中心孔加工位置的偏移量，并將該偏移量反饋到中心孔加工工序中而修正中心孔加 工工序的處理。在此情況下，在偏移量被反饋之前加工有中心孔的曲軸毛坯已成為次品。另 外，如果毛坯生產(chǎn)批次變化，則需要在每當(dāng)批次變化時(shí)反饋偏移量，從而存在需要花費(fèi)大量 工時(shí)的問題。這里，作為曲軸的中心孔位置的確定技術(shù)，已知專利文獻(xiàn)1公開的方法。在此，抽 取多個(gè)毛坯作為樣本，對(duì)中心孔加工時(shí)的軸中心與加工后的中心孔位置的差等對(duì)于加工完 成后的不平衡量產(chǎn)生的影響進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，由此獲取確定中心孔位置時(shí)的補(bǔ)正量。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了以下技術(shù)通過動(dòng)平衡試驗(yàn)求出曲軸毛坯兩端面中 的動(dòng)平衡點(diǎn)，其后測(cè)定曲軸毛坯的軸頸部等的形狀，根據(jù)該測(cè)定結(jié)果算出加工后產(chǎn)生的不 平衡量，并在從動(dòng)平衡點(diǎn)僅移動(dòng)不平衡量的修正位置形成中心孔。
專利文獻(xiàn)1 (日本)特開平9-174382號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 (日本)特開昭51-76682號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1中，必須事先對(duì)多個(gè)樣本進(jìn)行加工等并收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此需要花 費(fèi)勞力、時(shí)間、成本。另外，當(dāng)生產(chǎn)批次變化時(shí)，統(tǒng)計(jì)傾向發(fā)生很大變化。對(duì)此，根據(jù)專利文獻(xiàn)2，能夠不使用樣本而確定中心孔。但是，為了檢測(cè)出作為用于 確定中心孔的基準(zhǔn)的位置，首先必須進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。為了進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，必須事先準(zhǔn)備 價(jià)格高昂的平衡測(cè)定器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠容易且適合地確定曲軸的中心孔的位置的技 術(shù)。為了在曲軸的適合位置形成中心孔，需要準(zhǔn)確掌握曲軸毛坯的實(shí)際形狀。因此，本 發(fā)明通過簡(jiǎn)單的方法準(zhǔn)確地求出曲軸毛坯相對(duì)于設(shè)計(jì)值的誤差，根據(jù)其結(jié)果再現(xiàn)曲軸毛坯 的實(shí)際形狀。這里，曲軸毛坯通常利用上模和下模通過鍛造或者鑄造成型。曲軸毛坯的誤差大 多因成型時(shí)上模與下模相互間的偏移而產(chǎn)生。因此，將用于再現(xiàn)曲軸毛坯的實(shí)際形狀的解 析分為由上模成型的部位和由下模成型的部位來(lái)進(jìn)行效果更好。另一方面，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，由各模具成型的各部位的形狀本身基本上按照模具形 狀成型。另外，雖然彎曲也是導(dǎo)致產(chǎn)生毛坯誤差的主要原因，但是，該彎曲不會(huì)使由各模具 成型的各部位的形狀本身發(fā)生變形。因此，只要對(duì)曲軸整體分析出各部位如何移動(dòng)，便能夠 準(zhǔn)確地求出毛坯誤差。于是，第一發(fā)明提供曲軸的中心孔確定方法，用于確定由第一模具及第二模具成 型得到的曲軸毛坯的中心孔，包含以下第一步驟至第四步驟。第一步驟，分別獲取由第一模 具及第二模具成型的各部位的形狀數(shù)據(jù)。第二步驟，通過將各部位的測(cè)定數(shù)據(jù)與相對(duì)應(yīng)的 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，算出因模具偏移而產(chǎn)生的各部位的偏移量。第三步驟，基于偏移量插補(bǔ) 與該偏移量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。第四步驟，基于實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，以使曲軸 毛坯的旋轉(zhuǎn)平衡在規(guī)定范圍內(nèi)的方式確定中心孔。在該發(fā)明中，測(cè)定由各模具成型的各部位的形狀數(shù)據(jù)，根據(jù)該測(cè)定數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)求出偏移量，插補(bǔ)與偏移量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。因此，能夠通過較少的 測(cè)定數(shù)據(jù)獲得有效的實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。并且，無(wú)需使用價(jià)格高昂的平衡測(cè)定器。第二發(fā)明的曲軸的中心孔確定方法在第一發(fā)明的方法的基礎(chǔ)上，在第一步驟中， 獲取多個(gè)平衡重中的每一個(gè)的由第一模具成型的部分和由第二模具成型的部分的除軸向 形狀以外的二維形狀數(shù)據(jù)。這里，可以明確在通過鑄造或者鍛造成型曲軸時(shí)，各部位的形狀按照模具形狀成 型，幾乎不產(chǎn)生誤差。另外，還可以明確軸頸部位不對(duì)不平衡造成影響。因此，在該第二發(fā) 明中，獲取平衡重的除軸向形狀以外的二維形狀數(shù)據(jù)。這里，只要獲取對(duì)旋轉(zhuǎn)平衡影響最大的平衡重的形狀數(shù)據(jù)即可，而且，只要獲取二 維形狀數(shù)據(jù)即可，因此使處理簡(jiǎn)單化。第三發(fā)明的曲軸的中心孔確定方法在第一發(fā)明的方法的基礎(chǔ)上，在第一步驟中，獲取軸向上的至少四個(gè)部位的形狀數(shù)據(jù)。這里，能夠通過測(cè)定軸向上的至少四個(gè)部位的形狀數(shù)據(jù)，測(cè)定因彎曲而產(chǎn)生的毛
誤差。第四發(fā)明的曲軸的中心孔確定方法在第一發(fā)明的方法的基礎(chǔ)上，在第二步驟中， 利用最小二乘法求出測(cè)定數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)最接近的位置，由此算出偏移量。第五發(fā)明的曲軸的中心孔確定方法在第一發(fā)明的方法的基礎(chǔ)上，在第三步驟中， 在由第一模具成型的部分與由第二模具成型的部分重疊時(shí)除去重疊部分的數(shù)據(jù)，而在兩部 分分離時(shí)在分離的部分填補(bǔ)數(shù)據(jù)，由此再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。第六發(fā)明的曲軸的中心孔確定方法在第一發(fā)明的方法的基礎(chǔ)上，在第四步驟中， 求出繞中心線的慣性積等于0的慣性中心線，由此確定中心孔。第七發(fā)明提供曲軸的中心孔確定裝置，用于確定由第一模具及第二模具成型得到 的曲軸毛坯的中心孔，具有形狀數(shù)據(jù)獲取裝置、偏移量算出裝置、實(shí)際形狀數(shù)據(jù)再現(xiàn)裝置、 中心孔確定裝置。形狀數(shù)據(jù)獲取裝置分別獲取由第一模具及第二模具成型的各部位的形狀 數(shù)據(jù)。偏移量算出裝置通過將各部位的測(cè)定數(shù)據(jù)與相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，算出因模 具偏移而產(chǎn)生的各部位的偏移量。實(shí)際形狀數(shù)據(jù)再現(xiàn)裝置基于偏移量插補(bǔ)與偏移量對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。中心孔確定裝置基于實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，以使曲軸毛坯的旋轉(zhuǎn)平 衡在規(guī)定范圍內(nèi)的方式確定中心孔。根據(jù)本發(fā)明，能夠使用較少的測(cè)定數(shù)據(jù)容易且準(zhǔn)確地再現(xiàn)曲軸的實(shí)際形狀，從而 確定適合的中心孔的位置。


圖1是適用本發(fā)明實(shí)施方式的曲軸的一例的外觀立體圖。
圖2是表示曲軸毛坯以及使該曲軸毛坯成型的上模和下模的外觀立體圖。
圖3是曲軸毛坯的加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是分解表示曲軸毛坯的數(shù)據(jù)處理單位的各部位的圖。
圖5是用于說明各部位的偏移量的計(jì)算方法的圖。
圖6是用于說明各部位的數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理的圖。
圖7是用于說明算出重心的處理的圖。
附圖標(biāo)記說明
1曲軸毛坯
2上模
3下模
10中心孔加工機(jī)
11形狀測(cè)定機(jī)
20計(jì)算機(jī)
2ICPU
具體實(shí)施方式

[曲軸毛坯]
圖1表示曲軸毛坯的一例，這里表示的是直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)用曲軸毛坯。如圖2所 示，該曲軸毛坯1使用上模2與下模3鍛造成型。需要說明的是，本發(fā)明能夠同樣適用于鑄 造成型的曲軸毛坯。曲軸毛坯1具有主軸頸J(J1 J5)、連桿軸頸P (Pl P4)、平衡重CW (CWl CW8)。 在曲軸毛坯1中，在Z軸方向上依次排列有主軸頸Jl、平衡重CWl、連桿軸頸Pl、平衡重CW2、 主軸頸J2、平衡重CW3、連桿軸頸P2、平衡重CW4、主軸頸J3、平衡重CW5、連桿軸頸P3、平衡 重CW6、主軸頸J4、平衡重CW7、連桿軸頸P4、平衡重CW8、連桿軸頸P5。[曲軸加工系統(tǒng)]下面，利用圖3來(lái)說明本發(fā)明一實(shí)施方式的曲軸加工系統(tǒng)。圖3(a)是本發(fā)明一實(shí) 施方式的曲軸加工系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖，圖3(b)是本發(fā)明一實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)20的功能結(jié) 構(gòu)圖。曲軸加工系統(tǒng)100具有在曲軸毛坯1的兩端面上加工中心孔的加工裝置的一例 的中心孔加工機(jī)10、在曲軸毛坯1的兩端面上加工的中心孔的確定處理裝置一例的計(jì)算機(jī) 20以及對(duì)于加工有中心孔的曲軸毛坯進(jìn)行規(guī)定加工的曲軸加工機(jī)30。中心孔加工機(jī)10具有用于測(cè)定曲軸毛坯形狀的測(cè)定裝置一例的形狀測(cè)定機(jī)11。形狀測(cè)定機(jī)11具有例如激光位移計(jì)、紅外線位移計(jì)、LED式位移傳感器等非接觸 位移計(jì)，或者差動(dòng)變壓器等接觸式位移計(jì)，基于來(lái)自位移計(jì)的測(cè)定值測(cè)定曲軸毛坯1的形 狀。在本實(shí)施方式中，如后面所述，僅測(cè)定曲軸毛坯1的平衡重的外形形狀。形狀測(cè)定機(jī)11 也可以是通過從多個(gè)不同位置測(cè)定測(cè)定對(duì)象而將曲軸毛坯的整體形狀生成為三維形狀數(shù) 據(jù)的三維數(shù)字轉(zhuǎn)換器(圖像掃描器)。計(jì)算機(jī)20具有中央處理器(Central Processing Unit，CPU) 21、只讀存儲(chǔ)器(Read Only Memory，ROM) 22、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，RAM) 23。R0M22存儲(chǔ)由CPU21執(zhí)行的各種程序、各種信息。在本實(shí)施方式中，R0M22存儲(chǔ)后 述的曲軸毛坯1的中心孔位置確定處理的程序。另外，R0M22存儲(chǔ)曲軸毛坯1的設(shè)計(jì)三維 形狀數(shù)據(jù)(以下稱為三維形狀設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))。從該三維形狀設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能夠獲得曲軸毛坯1的 各平衡重的設(shè)計(jì)外形形狀數(shù)據(jù)。另外，R0M22存儲(chǔ)由曲軸加工機(jī)30對(duì)曲軸毛坯1進(jìn)行的加 工內(nèi)容。RAM23被用作存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)的區(qū)域，或者存儲(chǔ)CPU21的處理所使用的數(shù)據(jù)的作業(yè) 區(qū)域。如圖3 (b)所示，通過由CUP21向RAM23讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)在R0M22中的程序，因此 計(jì)算機(jī)20具有形狀數(shù)據(jù)獲取裝置20a、偏移量算出裝置20b、實(shí)際形狀再現(xiàn)裝置20c及中心 孔確定裝置20d的功能。隨后對(duì)要執(zhí)行的各處理進(jìn)行說明。[關(guān)于毛坯誤差]如上所述，曲軸毛坯的誤差因成型時(shí)上模與下模相互間的偏移而產(chǎn)生。該模具偏 移產(chǎn)生的誤差分為以下情況在曲軸的軸向(Z軸方向)上偏移的情況，在橫向(X軸方向) 上偏移的情況，模具彼此分離的情況，合模面減小而模具彼此靠近的情況，模具彼此之間存 在角度偏移的情況，以及上述情況合成的情況。不論在哪種情況下，分別由上模和下模成型 的各部位大致按照模具的形狀成型。因此，在本實(shí)施方式中，通過掌握由各模具成型的各部 位如何位移，能夠容易且準(zhǔn)確地再現(xiàn)實(shí)際形狀，從而實(shí)現(xiàn)有效的中心孔確定。
另外，毛坯誤差包含因毛坯彎曲而產(chǎn)生的誤差。該因彎曲而產(chǎn)生的誤差分為以下 情況。(1)成型時(shí)的彎曲在通過上模和下模使毛坯成型后，將上模和下模上下分開并取出完成的毛坯，在 該上模和下模分離時(shí)，因毛坯未從模具中一方分離而產(chǎn)生彎曲。(2)去毛刺時(shí)的彎曲在毛坯成型后實(shí)施上模與下模的接合面的去毛刺工序，在該去毛刺時(shí)，產(chǎn)生彎曲。(3)加熱時(shí)或者冷卻時(shí)的彎曲在毛坯成型時(shí)，毛坯的溫度達(dá)到1000°C以上的高溫。成型后被冷卻，在該冷卻過程 中產(chǎn)生彎曲。另外，成型后通過淬火處理來(lái)提高毛坯強(qiáng)度，在該工序中產(chǎn)生彎曲。但是，毛坯的以上的彎曲不會(huì)使各部位的形狀變形，但是作為整體有較大地彎曲 的傾向。因此，當(dāng)產(chǎn)生彎曲誤差時(shí)，能夠通過得知各部位的位移來(lái)再現(xiàn)實(shí)際形狀。而且，在V6、V8發(fā)動(dòng)機(jī)用曲軸中，作為毛坯誤差，在扭曲(7 4 7卜)時(shí)產(chǎn)生角度 誤差。[關(guān)于各部位]從以上的說明中可知，為了再現(xiàn)曲軸毛坯的實(shí)際形狀，將曲軸分成多個(gè)部位的處 理更為有效。這里，如圖4所示，將曲軸分為各圓柱部及各平衡重，進(jìn)一步將這些部位分為 上模與下模成型的部位進(jìn)行分析。然后，由于各軸頸幾乎不對(duì)不平衡造成影響，因此，在本 實(shí)施方式中，僅對(duì)各平衡重實(shí)施處理。[實(shí)際形狀數(shù)據(jù)的再現(xiàn)處理]以下，對(duì)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)的再現(xiàn)處理進(jìn)行說明。<毛坯的實(shí)際形狀測(cè)定處理>首先，使用形狀測(cè)定機(jī)11測(cè)定曲軸毛坯1的形狀。測(cè)定部位設(shè)定在可測(cè)得曲軸的 各部位的位移量的位置。具體而言，如圖5的 所示，測(cè)定部位是各平衡重的外周輪廓位置 及側(cè)面軸向位置。即，通過該測(cè)定，能夠獲得各平衡重中的每一個(gè)的由上模成型的部位和由 下模成型的部位的除軸向形狀以外的二維形狀。在圖5中示意性地表示了測(cè)定位置，實(shí)際 上，在更多的位置上測(cè)定形狀。另外，可以使用以下測(cè)定方法，例如，在工件四周配置位移計(jì)并使工件旋轉(zhuǎn)，或者 不使工件旋轉(zhuǎn)而使位移計(jì)繞工件旋轉(zhuǎn)，或者以從上下夾入的方式使傳感器直線移動(dòng)。<偏移量計(jì)算>為了算出因模具偏移而產(chǎn)生的各部位的偏移量，利用最優(yōu)滿足法(《7卜7 4夂 卜法)。即，如圖5所示，由于通過測(cè)定而得到的數(shù)據(jù)相對(duì)于設(shè)計(jì)值存在位置、角度的偏，因 此，對(duì)于該測(cè)定值與設(shè)計(jì)值適用最小二乘法。具體而言，為了使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與測(cè)定值一致而進(jìn) 行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，算出數(shù)據(jù)誤差的平方和達(dá)到最小的位置。通過上述最優(yōu)滿足法，求出對(duì)象部位的重心的位移量。在圖5中，示出了垂直方向 的位置位移及水平方向的位置位移。然后，對(duì)各部位即各平衡重的由上模成型的部位與由 下模成型的部位進(jìn)行以上處理，求出各自的重心的位移量。在圖5中也示出了角度位移，該 角度位移用于后述的數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理。另外，當(dāng)以外周形狀的最優(yōu)滿足結(jié)果為基礎(chǔ)使設(shè)計(jì)形狀移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)時(shí)，在符合設(shè)計(jì)值的形狀以保持原樣的狀態(tài)被移置的前提下進(jìn)行計(jì)算。
〈各部位間的數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理〉 如圖6 (a)、(b)所示，通過上述處理，平衡重的各部位移動(dòng)的結(jié)果，各部位U、D在幾 何上不連續(xù)。即，如圖6(a)所示各部位彼此分離，或者如圖6(b)所示各部位彼此重疊。在 多數(shù)情況下，上模部位U與下模部位D有分離傾向，為了再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，需要對(duì)該幾何 上不連續(xù)的部位進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)。在各部位彼此分離的情況下，在實(shí)際形狀中，由于材料也應(yīng)當(dāng)存在于彼此分離的 各部位之間，因此，為了再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，需要補(bǔ)償數(shù)據(jù)。在該插補(bǔ)處理中，能夠根據(jù)之前 的偏移量算出處理求得的各部位的位置位移及角度位移進(jìn)行計(jì)算。并且，在各部位彼此重疊的情況下，由于重疊部位的材料為一個(gè)，因此，在數(shù)據(jù)插 補(bǔ)處理中需要去除數(shù)據(jù)中重疊的部分。與上述各部位彼此分離的情況同樣，在該處理中也 能夠根據(jù)各部位的位置位移及角度位移進(jìn)行計(jì)算。這里，在進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理時(shí)，由于未測(cè)定平衡重的軸向形狀數(shù)據(jù)，因此中央部截 面形狀(參考圖7(b))利用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)本身。在上模及下模不存在角度偏移的情況下，基于 平衡重的中央部截面形狀單純地進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理(這里的“插補(bǔ)，，是包含數(shù)據(jù)的追加及 去除兩方面的概念)即可。但是，如果上模和下模存在角度偏移，由于截面的厚度不均勻， 因此，即使基于中央部截面形狀單純地進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理，也不能夠進(jìn)行正確的插補(bǔ)處理。于是，如圖7(b)及7(c)所示，當(dāng)存在角度偏移時(shí)，將平衡重中央部截面分成微小 區(qū)域，得到其面積分布。然后，利用平衡重的厚度分布(圖7(d))，將各微小區(qū)域的截面積和 相對(duì)應(yīng)的厚度相乘而算出其總和，由此進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)(圖7(e))。如圖6(a)所示，通過以上處理，對(duì)于所有平衡重算出上模區(qū)域U、下模區(qū)域D、上模 中央?yún)^(qū)域Mu、下模中央?yún)^(qū)域Md的質(zhì)量及重心，由此能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。[中心孔位置的確定]接著，將各部位(U、D、Mu、Md)作為質(zhì)點(diǎn)，根據(jù)在之前的處理中得到的各部位的質(zhì) 量及重心，通過以繞慣性中心線的慣性積等于0(零)為條件求解三維線性方程，求出32個(gè) 質(zhì)點(diǎn)(這里，由于是直列四缸用曲軸，因此為4X8 = 32個(gè))的慣性中心線。然后，通過將曲軸毛坯的軸向兩端面位置的ζ軸坐標(biāo)代入上述求得的慣性中心線 的χ、y式中，求出中心孔位置。將該信息傳送至中心孔加工機(jī)10，在曲軸毛坯1的兩端面 位置加工中心孔。并且，在曲軸加工機(jī)30中，對(duì)形成有中心孔的曲軸毛坯主要實(shí)施軸頸部的加工?！刺卣鳌等缟纤龅谋緦?shí)施方式具有以下特征。(a)由于注意到曲軸毛坯的大部分誤差因模具偏移而產(chǎn)生，因此，對(duì)模具成型的各 部位分別進(jìn)行形狀數(shù)據(jù)測(cè)定并算出偏移量，由此進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)處理，因此，用于獲得實(shí)際形 狀數(shù)據(jù)的形狀測(cè)定及用于得到實(shí)際形狀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理被簡(jiǎn)化。(b)由于注意到軸向的成型大致按照模具的形狀完成，幾乎不產(chǎn)生誤差，因此，對(duì) 于除軸向形狀以外的二維數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定并處理，因此，能夠使數(shù)據(jù)處理進(jìn)一步簡(jiǎn)單化。(c)在軸頸中，即使存在模具偏移，也可以通過切削加工在完成品中消除該影響， 因此可以忽略軸頸的模具偏移。因此，無(wú)需對(duì)軸頸進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而使數(shù)據(jù)處理進(jìn)一步簡(jiǎn)單化。(d)在上述實(shí)施方式中，對(duì)于直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)用曲軸進(jìn)行了說明，但是，也能夠完 全同樣地形成扭曲7卜)的V6、V8發(fā)動(dòng)機(jī)用曲軸。此時(shí)，把扭曲誤差也當(dāng)做角度誤 差進(jìn)行處理而已。進(jìn)一步，通過在計(jì)算上增加理論上的平衡重而算出慣性中心線。[其他實(shí)施方式](a)在上述實(shí)施方式中，只對(duì)平衡重進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，而未對(duì)軸頸進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 但是，也可以對(duì)這些部分均進(jìn)行處理。相反，也可以測(cè)量軸頸的位置偏移，根據(jù)該位置偏移 推測(cè)平衡重的位置偏移。(b)在形狀測(cè)定處理中獲取了二維數(shù)據(jù)，但是，也可以獲取三維數(shù)據(jù)。(c)在確定中心孔的位置時(shí)求出了慣性中心線，但是，并不限于該處理。(d)可以對(duì)所有的平衡重進(jìn)行平衡重的形狀測(cè)定，但是，只要對(duì)軸向上的至少四個(gè) 部位進(jìn)行形狀測(cè)定，就能夠把握包含彎曲的毛坯誤差。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，能夠使用較少的測(cè)定數(shù)據(jù)容易且準(zhǔn)確地再現(xiàn)曲軸的實(shí)際形狀，從而 能夠確定適合的中心孔位置。
權(quán)利要求
1.一種曲軸的中心孔確定方法，該方法用于確定由第一模具及第二模具成型得到的曲 軸毛坯的中心孔，其特征在于，包含以下步驟第一步驟，分別獲取由第一模具及第二模具成型的各部位的形狀數(shù)據(jù)；第二步驟，通過將所述各部位的測(cè)定數(shù)據(jù)與相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，算出因模具 偏移而產(chǎn)生的所述各部位的偏移量；第三步驟，基于所述偏移量插補(bǔ)與所述偏移量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)；第四步驟，基于所述實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，以使曲軸毛坯的旋轉(zhuǎn)平衡在規(guī)定范圍內(nèi)的方式確 定中心孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸的中心孔確定方法，其特征在于，在所述第一步驟中，獲 取多個(gè)平衡重中的每一個(gè)的由第一模具成型的部位和由第二模具成型的部位的除軸向形 狀以外的二維形狀數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸的中心孔確定方法，其特征在于，在所述第一步驟中，獲 取軸向上的至少四個(gè)部位的形狀數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸的中心孔確定方法，其特征在于，在所述第二步驟中，利 用最小二乘法求出測(cè)定數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)最接近的位置，由此算出偏移量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸的中心孔確定方法，其特征在于，在所述第三步驟中，在 由第一模具成型的部位與由第二模具成型的部位重疊時(shí)除去重疊部位的數(shù)據(jù)，而在所述兩 部位分離時(shí)在分離的部位中填補(bǔ)數(shù)據(jù)，由此再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲軸的中心孔確定方法，其特征在于，在所述第四步驟中，求 出繞中心線的慣性積等于0的慣性中心線，由此確定中心孔。
7.—種曲軸的中心孔確定裝置，該裝置用于確定由第一模具及第二模具成型得到的曲 軸毛坯的中心孔，其特征在于，具有形狀數(shù)據(jù)獲取裝置，其分別獲取由第一模具及第二模具成型的各部位的形狀數(shù)據(jù)；偏移量算出裝置，其通過將所述各部位的測(cè)定數(shù)據(jù)與相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，算 出因模具偏移而產(chǎn)生的所述各部位的偏移量；實(shí)際形狀數(shù)據(jù)再現(xiàn)裝置，其基于所述偏移量插補(bǔ)與所述偏移量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn) 實(shí)際形狀數(shù)據(jù)；中心孔確定裝置，其基于所述實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，以使曲軸毛坯的旋轉(zhuǎn)平衡在規(guī)定范圍內(nèi) 的方式確定中心孔。
全文摘要
一種曲軸的中心孔確定方法及中心孔確定裝置，能夠容易且適合地確定曲軸的中心孔的位置，該中心孔確定方法用于確定由上模和下模成型得到的曲軸毛坯的中心孔，包含第一步驟至第四步驟。第一步驟，分別獲取由上模和下模成型的各部位的形狀數(shù)據(jù)。第二步驟，通過將各部位的測(cè)定數(shù)據(jù)與相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，算出因模具偏移而產(chǎn)生的各部位的偏移量。第三步驟，基于偏移量插補(bǔ)與偏移量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而再現(xiàn)實(shí)際形狀數(shù)據(jù)。第四步驟，基于實(shí)際形狀數(shù)據(jù)，以使曲軸毛坯的旋轉(zhuǎn)平衡在規(guī)定范圍內(nèi)的方式確定中心孔。
文檔編號(hào)B23Q17/00GK102089118SQ20098012706
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者義本明廣 申請(qǐng)人:小松工機(jī)株式會(huì)社