摩托车发动机曲轴左、右半轴组装夹具的改进
摘 要 本文主要分析了摩托车发动机的曲轴左、右半轴的组装工艺，找出原夹具在设计上对多机种生产存在着局限性，且当夹具磨损后其精度因难以修复而整套报废。提出改进夹具的定位方式，实现生产不同机种时只需更换相应的定位块，提高机种切换效率和降低制造成本的目的。
关键词 曲轴；曲柄销孔；平衡校正；定位块；成组夹具
中图分类号 U48 文献标识码 A文章编号 1673-9671-(2012)011-0166-02
社会发展日益要求环保，五羊—本田摩托（广州）有限公司始终致力于增加产品科技含量，促进摩托车行业品质的提高，使事业与世界环境共同发展。通过技术攻关和创新、开发环保产品，生产的摩托车在2005年满足了欧洲2号排放标准，2006年又推出国内第一款集欧Ⅲ排放标准、电喷、水冷于一身的新产品，在2009年该车型成为国内第一款取得国家全项许可（公告、环保以及3C）的国III车型。2010年更是采用领先的电喷技术、发动机上的核心二号技术及OTR技术，并采用触媒对应排放污染物控制，以符合国家新出台的国III排放环保法规要求，于7月份共推出十款达到国III排放标准的新产品。新产品的诞生，发动机中的曲轴组件也因应发生设变。
我司有两条曲轴组装线，通过更换工装、夹具实现全机型曲轴总成的压装。新产品的导入，必须配置相适宜的工装夹具，而现代的生产是讲求效率和成本的，本文叙述的是通过改进左、右半轴的压装夹具，以最少的投入实现新产品的生产和快速的加工品种切换。
1 曲轴左右半轴的组装工序工艺分析
摩托车曲轴为组合式结构，总成由左、右半轴、连杆组件及轴承、正时链轮等零件组装而成。而我司的左、右半轴与连杆组件的组合工序是利用立式压入设备，将连杆组件中的曲柄销同时压进左右半轴的曲柄销孔内，与销孔过盈配合完成组合（图1）。为确保驾骑摩托车的舒适，曲轴总成组装的最后工序要进行平衡校正，以GFM机种为例，工序品质要求左半轴的跳动≤0.05 mm，右半轴的跳动≤0.03 mm（图2），为确保平衡校正的合格率，左、右半轴的组装工序精度要求高。
圖 1
2 原夹具的分析及问题提出
原左、右半轴组装工序的整套夹具是由上、下两块夹具板组成，每块夹具板上加工有一个工件定位孔，安装了一个工件定位销和四个行程限位块，下夹具板还多配一个连杆支承。夹具板上的定位孔与定位销的尺寸是在满足曲轴的轴径和销孔作为定位基准的精度要求上设计制作，半轴的相关联尺寸见图3。因左、右半轴的孔距互差≤0.03 mm，因此，上、下夹具板安装在设备的夹具座上时，要求两个定位孔、销的同轴度均≤0.01 mm，定位销与定位孔的中心距公差≤0.02 mm，这样才能保证曲轴组装压入后的变形量最少。原夹具板及工件装夹状态图见图4。
存在的问题点：1）由于不同型号的摩托车，其曲轴的孔径、孔距、轴径均不相同，所以目前我司在组装不同机型的曲轴总成时，必须配置尺寸不同的整套夹具，由此导致在不同的产品这间进行切换时需要对整套夹具进行更换，一定程度上增加了作业者的劳动强度。2）当夹具板上的定位孔、定位销发生磨损时，将严重影响半轴的安装精度，加大了上、下夹具的定位销与定位孔的同心调整难度，也增大曲轴组装后的变形量，造成后工序无法校正而报废工件，此时就必须对磨损的夹具板进行更换。整套夹具的导入费用较高，直接导致制造成本的上升。
图 3
3 新夹具的构思与设计
新夹具的构思：1）不更换整块夹具板，满足多机型曲轴的组装。2）保持原来以半轴的轴颈外圆、孔径为定位基准的要求，取消关联的孔距尺寸限制，同时消除因内孔磨损而必须更换整块夹具板的问题。
新夹具的设计方向：考虑机加工曲柄销孔的精加工工序已使左、右半轴的孔距互差达到较高的精度要求，因此，夹具设计上可取消夹具板定位孔与定位销相对位置尺寸对孔距尺寸的限制要求。即可将原夹具设计的通过定位孔对工件轴颈外圆进行圆柱孔定位的方式，改为以两平面与轴颈外圆相切进行直线定位的方式，从而消除因定位孔磨损对孔距尺寸对夹具调整的影响，新旧定位方式模拟对比见图5。因而新夹具板的设计是将原夹具上的圆柱孔改为方孔，并根据不同的轴径尺寸，制作不同厚度尺寸的定位块。生产不同机种时，在夹具板上换上不同的定位块，即可满足加工。新夹具板见图6示。
图 6
4 新夹具投入使用的效果
两线的新夹具正式投入使用后，我们对其使用、加工效果进行跟踪。夹具更换、调整方便，加工品质稳定，满足工艺要求。1）机型切换时间较以往30分钟/次缩短了15分钟/次。2）该工序的工序能力cp值达到1.56，满足大于1.33的要求。3）10年新投产的KZL、GGM、KYYF等机种，在左、右半轴的组装工序，均只需根据半轴定位的轴颈尺寸制作专用定位销和定位块就可量产，减少了新夹具的投资费用。
5 结束语
本次夹具的改进成功，是成组夹具在生产现场的应用范例，有效地降低了夹具的调整难度，缩短机种切换时间，为今后生产多机种的设备夹具设计提供了经验，对提高生产效率，降低投资成本起着较大的
作用。
作者简介
许燕金（1968—），女，汉族，广东花都人，大学本科，工程师。