偏心軸套件的加工及工藝

1、偏心軸套件的加工及工藝摘 要：數(shù)控車床又稱為 CNC 車床，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控 制車床，是目前國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī) 床，數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中 占有非常重要的位置。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；偏心軸；加工 本課題來(lái)源于偏心工件零件的生產(chǎn)制造，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中， 一般常用偏心件來(lái)完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與往復(fù)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的功 能， 如偏心軸帶動(dòng)油泵，內(nèi)燃機(jī)中的曲軸等，因此偏心件 對(duì)機(jī)器的工作性能，可靠性和耐久性有很大的影響。偏心類工件是軸線與軸線平行但不重合的工件，它在機(jī) 械加工中比較常見(jiàn)，是軸類零件中比較難加工的，但加工方 法也很多，如用三爪卡盤車削、四爪卡盤車削、特殊自制夾 具

2、車削等。三爪車削法適用加工單件小批量、小偏心距、精度要求 不高的工件，車削方法一般分如下幾步：1）先把偏心工件不是偏心的部分外圓車好。2）根據(jù)外圓和偏心距計(jì)算墊片的厚度3）將試車后的工件，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，用百分表在工件上測(cè) 量其徑向跳動(dòng)量， 跳動(dòng)量的一半就是偏心距， 也可試車偏心，注意在試車偏心時(shí)，只要車削到能在工件上測(cè)出偏心距誤差 即可。這種加工方法需要數(shù)學(xué)計(jì)算，墊塊厚度X = 1 . 5e+ k ，式中：X為墊塊厚度， e為工件偏心距， k為工件偏心距 修正值。四爪車削適用于加工少批量、偏心距較大、精度要求高 的工件。這種方法雖只需要掌握簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)計(jì)算和專業(yè)理論知 識(shí)，但對(duì)加工者操作技能的要求較高

3、，裝夾工件繁瑣，同時(shí) 效率低下，它具有以下不足：1）為保證偏心軸兩軸線的平行度，應(yīng)用百分表分別校 正工件的水平和垂直的兩個(gè)方向位置的側(cè)母線，費(fèi)時(shí)費(fèi)力又 不一定取得好效果。2）根據(jù)實(shí)際偏心距數(shù)值要調(diào)整四爪之間的距離，使百 分表最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的讀數(shù)差是圖紙偏心距的二倍， 這樣做人為因素直接影響工件的加工精度。3）工件經(jīng)找正后，應(yīng)將四個(gè)卡爪再擰緊一遍，再次用 百分表測(cè)量看是否準(zhǔn)確，因?yàn)榧泳o力的不同，會(huì)影響找正精 度，而三爪卡盤這方面因素存在很小。4）工件卸下后再次安裝時(shí)需要重新找正、重新測(cè)量偏 心距，根本沒(méi)有互換的可能性。加工偏心類工件應(yīng)注意的事項(xiàng)：1）墊片的材料最好采用調(diào)質(zhì)過(guò)的 45#鋼，這樣

4、的材料有 一定的塑性和硬度，能很好的防止裝夾時(shí)產(chǎn)生變形，墊片的 圓弧半徑應(yīng)與工件圓弧半徑相接近，防止夾傷加工件外表面2）當(dāng)外圓精度要求較高時(shí)，為防止壓壞外圓，使用軟 卡爪。3）由于工件偏心，開(kāi)車前車刀不能靠近工件，以防工 件碰壞車刀，切削速度也不宜高。4）車刀要有一定的刃傾角，背吃刀量大時(shí)轉(zhuǎn)速要低， 進(jìn)給量要小。偏心類零件傳統(tǒng)加工手段雖然能完成加工任務(wù)，但其加 工困難、效率低、互換性和精度難保證，因此根據(jù)工件的類 型，技術(shù)要求等特點(diǎn)設(shè)計(jì)制造出一些專用工裝夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)， 為此設(shè)計(jì)主要考慮如下內(nèi)容：1）確定偏心套的偏心距：偏心套與所加工工件的偏心 距要一致，兩者公差值范圍不能相差太大。2）偏心套與加

5、工件的裝配以滑動(dòng)配合最佳，配合精度 為 H7/h7 ，表面粗糙度最好達(dá)到 Ra1.6。防止3）工件卡緊力適當(dāng)，用活頂尖將加工工件緊頂， 工件旋轉(zhuǎn)時(shí)接觸面產(chǎn)生摩擦和竄動(dòng)而影響其加工精度。偏心夾具車削法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)操作者操作技能的依賴性很低；2）按要求安裝即可進(jìn)行加工，不需找正，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；3）零件加工精度互換性好；4）提高了生產(chǎn)效率；零件圖： 本次設(shè)計(jì)的是本單位外協(xié)加工零件，一個(gè)套偏心，一個(gè) 軸偏心，由于有一定的批量，所以選用三爪加工，就需要做 兩個(gè)特殊的夾具來(lái)完成。毛坯種類的選擇原則；為了盡量減少加工切除量，可選 擇與該零件外形尺寸相接近的型材，從上面零件圖可知，件 二和件三可

6、以選擇 40的圓鋼做毛坯，兩件長(zhǎng)度分別為32mm 和 89mm 。定位基準(zhǔn)的選擇：正確選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的 一項(xiàng)重要內(nèi)容。在最初的工序中只能選擇未加工過(guò)的毛坯面 為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)，用加工過(guò)的表面作定位基準(zhǔn)稱為 精基準(zhǔn)。在加工過(guò)程中，必須相應(yīng)的以一個(gè)或幾個(gè)面為依據(jù) 來(lái)加工其他表面， 以達(dá)到零件圖上的要求， 對(duì)于本工件來(lái)說(shuō)， 由于件二、件三是偏心的， 所以要做兩個(gè)特殊的夾具 （如圖）， 考慮到三爪卡盤經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的加工會(huì)形成喇叭口，為了保證 零件的加工精度和定位精度，選擇軟爪夾偏心套的方法來(lái)加 工。裝夾方法的圖示同時(shí)，零件加工面為外圓， 所以只在 x， z 二個(gè)方向上有 加工精度要求，

7、根據(jù)定位的基本原理可知，零件在機(jī)床上用 三爪卡盤定位時(shí)應(yīng)限制 5 個(gè)自由度， 即沿 x，y 軸方向上的移 動(dòng)和繞x,y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的4個(gè)自由度和沿z軸方向移動(dòng)的一個(gè)自 由度。裝夾時(shí)，偏心套的外圓應(yīng)與自制軟爪內(nèi)爪面貼合，內(nèi) 圓應(yīng)該和工件 38的外圓貼合，然后利用三爪卡盤的自定心 特性定位。加工方法的選擇主要取決于加工表面的技術(shù)要求，如粗 糙度、尺寸精度，公差等級(jí)等，再有就是和被加工材料、技 術(shù)條件也有關(guān)系。當(dāng)明確了上述因素后，就可以此來(lái)選擇加 工方法，來(lái)滿足零件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)率的要求。加工方 法選擇如下：1）下好材料后， 檢查工件毛坯是否有影響質(zhì)量的缺陷。2）加緊工件后，件二打通孔，調(diào)頭夾工藝臺(tái)找

8、跳找擺 后再平端面。3）先加工輔助定位基準(zhǔn)面（件二左端、件三左端放入 偏心套的部位） ，從粗到精加工，粗車件二偏心內(nèi)孔。4）件三調(diào)頭車 30外圓和螺紋，粗車偏心部位，留精 加工余量。5）加工帶臺(tái)階的自制軟爪。6）加工件二、件三的偏心套。7）件二、件三以輔助定位基準(zhǔn)面為基面，放入偏心套 內(nèi)，偏心套用軟爪夾緊后平頭保長(zhǎng)短。8）件二先加工偏心圓側(cè)面， 然后依次加工外圓、 內(nèi)孔， 直徑從大小，精度符合圖紙上的要求。9）件三裝夾后打中心孔， “一夾一頂” 精加工偏心外圓。 偏心工件零件的加工方法選擇完畢后，就要安排加工順 序。（ 1）作為基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工，因?yàn)楹罄m(xù)工序中要以 它作為定位基準(zhǔn)，即“先基準(zhǔn)

9、后其他” 。由于件二、件三需 要偏心套的輔助完成，所以件二平端面車出左端38外圓，長(zhǎng)15mm。件三也是如此，先車出左邊半圓和38的外圓，外圓長(zhǎng) 38mm。（ 2）精基準(zhǔn)加工完畢后， 把件二放入偏心套中再加工； 件三再調(diào)頭車出 30 的外圓和螺紋，粗車出偏心的部位，再 放入偏心套，由于件三是細(xì)長(zhǎng)軸，在裝夾后還要打中心孔， 采用“一夾一頂”加工偏心部位。主要表面的精加工放在最 后階段進(jìn)行，以免受到其它工序影響，即“先粗后精、先主 后次”。1 ）切削速度的選擇： 在車削過(guò)程中，車刀磨損快慢主要取決于車削速度，為 了保證車刀使用壽命，在車削時(shí)速度不得超過(guò)允許的最高車 削速度。在心軸精加工時(shí)，為了提高加工質(zhì)量，應(yīng)使用較高 的車削速度。由于大多數(shù)車床的主運(yùn)動(dòng)都是由機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn) 完成的， 因此，車削速度實(shí)際上就是主軸轉(zhuǎn)速， 即 n=1000vc/ji dn 主軸轉(zhuǎn)速， r/min ；vc切削速度， m/min ；d 回轉(zhuǎn)體的直徑， mm2）背吃刀量的選擇： 背吃刀量的選擇可根據(jù)切削速度來(lái)選擇，在心軸的粗加 工階段中，在機(jī)床剛度、功率和刀具