曲轴加工系统及曲轴加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于加工曲轴的曲轴加工系统及曲轴加工方法。
【背景技术】
[0002]通常，曲轴通过以一对中心孔为基准加工毛坯状态的曲轴(下称“毛坯曲轴”)而制作。例如，根据专利文献I记载的方法，曲轴如下形成。首先，使用平衡测定器，通过使毛坯曲轴旋转而测定形状，找出毛坯曲轴的平衡中心轴。接着，使用中心孔加工装置，在毛坯曲轴的两端面与平衡中心轴的交点上形成中心孔。然后，使用一种以上的切削加工装置，以中心孔为基准，切削毛坯曲轴的主轴颈及销轴颈。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:特开2010 - 29994号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]在专利文献I记载的工序中，通过将完成后的曲轴的旋转不均衡量反馈到中心孔加工装置，能够在中心孔加工装置修正中心孔的位置。
[0008]但是，即使在中心孔加工装置修正了中心孔的位置，对于已经形成中心孔并进行了切削加工的曲轴，如果进行平衡修正也不能使旋转不均衡量进入到容许范围，就会成为不合格品。另外，毛坯曲轴的厚薄不均在每一制作批次都有不同的倾向，所以每变更一次毛坯曲轴的制作批次，都会发生许多不合格品。
[0009]本发明是鉴于上述状况而做出的，其目的在于，提供一种能够减少不合格品数量的曲轴加工系统及曲轴加工方法。
[0010]用于解决课题的技术方案
[0011]第一方式的曲轴加工系统具备中心孔加工装置、定中心后平衡测定器、切削加工装置。中心孔加工装置在毛坯曲轴的两端面加工一对中心孔。定中心后平衡测定器以一对中心孔为基准，测定加工有一对中心孔的定中心后毛坯曲轴的形状。切削加工装置切削加工定中心后毛坯曲轴的主轴颈及销轴颈。定中心后平衡测定器基于定中心后毛坯曲轴的形状来确定惯性主轴，将表示惯性主轴与定中心后毛坯曲轴的两端面的交点的信息发送到中心孔加工装置。中心孔加工装置基于从定中心后平衡测定器发送的表示交点的信息，在接下来被投入的毛坯曲轴的两端面加工一对中心孔。
[0012]根据第一方式的曲轴加工系统，能够在执行定中心后毛坯曲轴的主轴颈或销轴颈的切削加工之前，基于以一对中心孔为基准的惯性主轴掌握理想中心孔的位置。因此，能够高精度地对之后投入的毛坯曲轴加工一对中心孔，减少成为不合格品的曲轴的数量。
[0013]在第一方式的曲轴加工系统中，定中心后平衡测定器也可以基于定中心后毛坯曲轴的形状，将追加加工信息发送到切削加工装置，所述追加加工信息表示使连结一对中心孔的直线与惯性主轴一致所需要的定中心后毛坯曲轴的配重的加工位置和加工量。在这种情况下，切削加工装置基于追加加工信息来加工配重。由此，中心孔基准轴与惯性主轴一致，从而去除定中心后毛坯曲轴的不平衡，所以为生成修正用中心孔位置信息而使用的定中心后毛还曲轴也可作为合格品而被利用。
[0014]第二方式的曲轴加工方法具备:在毛坯曲轴的两端面加工一对中心孔的工序、以一对中心孔为基准测定加工有一对中心孔的定中心后毛还曲轴的形状的工序、基于定中心后毛坯曲轴的形状确定惯性主轴的工序、基于表示惯性主轴与定中心后毛坯曲轴的两端面的交点的信息在接下来被投入的毛坯曲轴的两端面加工一对中心孔的工序。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明，能够提供一种可减少不合格品的数量的曲轴加工系统及曲轴加工方法。
【附图说明】
[0017]图1是毛坯曲轴I的外观立体图；
[0018]图2是表示曲轴加工系统100的结构的方框图；
[0019]图3是表示定中心后平衡测定器20的结构的示意图；
[0020]图4是用于对曲轴加工方法进行说明的流程图；
[0021]图5是表示定中心前平衡测定器40的结构的示意图；
【具体实施方式】
[0022](毛坯曲轴I)
[0023]首先，对后述的曲轴加工系统的加工对象即毛坯状态的曲轴1(以下称为“毛坯曲轴I”)进行说明。下面，对直列四缸发动机用的毛坯曲轴I进行说明，但使用对象的发动机形式不限于此。
[0024]图1是毛坯曲轴I的外观立体图。
[0025]毛坯曲轴I具有:主轴颈J(J1?J5)、销轴颈P (Pl?P4)、配重CW(CWl?CW8)。在毛坯曲轴I中，依次排列有主轴颈Jl、配重CWl、销轴颈P1、配重CW2、主轴颈J2、配重CW3、销轴颈P2、配重CW4、主轴颈J3、配重CW5、销轴颈P3、配重CW6、主轴颈J4、配重CW7、销轴颈P4、配重CW8、主轴颈J5。毛坯曲轴I例如通过使用铸模的铸造、或使用锻模的锻造来制作。
[0026](曲轴加工系统100)
[0027]接着，对实施方式的曲轴加工系统100进行说明。
[0028]图2是表示曲轴加工系统100的结构的方框图。图3是表示定中心后平衡测定器20的结构的示意图。
[0029]如图2所示，曲轴加工系统100具备中心孔加工装置10、定中心后平衡测定器20、切削加工装置30。
[0030](I)中心孔加工装置10
[0031]中心孔加工装置10在将毛坯曲轴I的主轴颈Jl及主轴颈J5夹紧的状态下，在毛坯曲轴I的两端面加工一对中心孔。
[0032]具体而言，首先，中心孔加工装置10用工件夹具夹紧毛坯曲轴I的主轴颈Jl及主轴颈J5。接着，中心孔加工装置10利用铣刀对毛坯曲轴I的两端面进行铣削加工。
[0033]接着，中心孔加工装置10将两端面的几何中心确定为中心孔位置。接下来，中心孔加工装置10通过驱动一对中心钻，在两端面的几何中心位置加工一对中心孔CH(参照图3)。
[0034]之后，形成了一对中心孔CH的毛坯曲轴la(以下称为“定中心后毛坯曲轴la”)从中心孔加工装置10被搬运到定中心后平衡测定器20。
[0035]另外，中心孔加工装置10在从定中心后平衡测定器20接收到后述的修正用中心孔位置信息的情况下，对接下来被投入的毛坯曲轴1，在其两端面上的修正用中心孔位置加工一对中心孔。具体而言，中心孔加工装置10在从两端面的几何中心偏离了由修正用中心孔位置信息表示的偏离量的位置加工一对中心孔CH。
[0036]进而，每当重新接收到修正用中心孔位置信息时，中心孔加工装置10都存储偏离量的累积量。对于新投入的毛坯曲轴1，中心孔加工装置10在从两端面的几何中心偏离了累积量的位置加工一对中心孔CH。
[0037]这样，通过将来自定中心后平衡测定器20的修正用中心孔位置信息反馈到中心孔的定位，能够降低之后制作的定中心后毛坯曲轴Ia的旋转不平衡量。
[0038](2)定中心后平衡测定器20
[0039]定中心后平衡测定器20以一对中心孔CH为基准测定定中心后毛还曲轴Ia的形状，确定定中心后毛坯曲轴Ia的惯性主轴。如图3所示，定中心后平衡测定器20具有机座31、第一顶尖座32、第二顶尖座33、第一顶尖34、第二顶尖35、电动机36、传感器37、控制部38 ο
[0040]第一顶尖座32及第二顶尖座33被固定在机座31上。第一顶尖34被支承于第一顶尖座32，第二顶尖35被支承于第二顶尖座33。第一顶尖34及第二顶尖35分别能够沿轴线AX移动，并且能够以轴线AX为中心旋转。电动机36使第二顶尖35以轴线AX为中心进行旋转。此时，第一顶尖34及第二顶尖35顶在定中心后毛坯曲轴Ia的一对中心孔CH，所以第一顶尖34经由定中心后毛坯曲轴Ia与第二顶尖35 —同旋转。
[0041]传感器37是用于测定定中心后毛还曲轴Ia的配重CWl?CW8的全周形状的位移计。作为传感器37，例如可使用激光位移计、红外线位移计、LED式位移传感器等非接触位移计、或差动变压器等接触式位移计。
[0042]在定中心后毛坯曲轴Ia被投入到定中心后平衡测定器20时，控制部38驱动控制第一顶尖34及第二顶尖35，将两者的前端分别插入形成于定中心后毛坯曲轴Ia的两端面的一对中心孔CH。控制部38 —边驱动控制电动机36而使第二顶尖35旋转，一边驱动控制传感器37而依次测定配重CWl?CW8的全周形状。具体而言，转盘用于使第二顶尖35旋转，编码器与转盘关联地设置，控制部38通过同时取得编码器的测定值和传感器37的测定值，计算出全周的极坐标(即，形状测定数据)。用于进行形状数据计算的旋转，对于各配重Cffl?CW8旋转一圈即可。
[0043]控制部38将配重CWl?CW8的形状测定数据和配重CWl?CW8的形状设计数据进行比较，计算出表示它们的不同的数值(例如，大小的不同、上下左右方向的位移、角度位移等)。
[0044]接着，控制部38使用计算出的数值来修正配重CWl?CW8的形状设计数据。然后，控制部38通过对修正后的配重CWl?CW8的形状设计数据添加主轴颈J(J1?J5)及销轴颈P(P1?P4)的形状设计数据，生成定中心后毛坯曲轴Ia的三维形状数据。其后，控制部38基于定中心后毛坯曲轴Ia的三维形状数据，确定以一对中心孔CH为基准的惯性主轴。此外，关于惯性主轴的计算方法，在国际公开公报W02009/016988中对其一个例子进行了说明。
[0045]接着，控制部38将以一对中心孔CH为基准的惯性主轴与定中心后毛坯曲轴Ia的两端面的交点确定为原本应该形成一对中心孔CH的位置(以下称为“修正用中心孔位置”)。修正用中心孔位置是在毛坯曲轴I的两端面加工一对中心孔的理想位置。
[0046]然后，控制部38计算出修正用中心孔位置与形成有一对中心孔CH的实际位置的偏离量。控制部38将计算出的偏离量发送到中心孔加工装置10，作为表示修正用中心孔位置的信息(以下称为“修正用中心孔位置信息”)。此外，在本实施方式中，每当新投入定中心后毛坯曲轴Ia时，控制部38都会计算出偏离量，并且将修正用中心孔位置信息发送到中心孔加工装置10。
[0047]