車削偏心軸孔三爪卡盤所需墊片厚度尺寸的計算方法

車削偏心軸孔三爪卡盤所需墊片厚度尺寸的計算方法

朱光力摘要加工單件偏心軸（孔），可在普通車床上用三爪卡盤并在某一夾爪下塞一調(diào)整墊片來進行。墊片厚度的基本尺寸容易計算得出，但其尺寸公差的計算常常是加工者的難題，也很少有文章介紹。本文主要介紹了利用線性尺寸鏈與平面尺寸鏈相結(jié)合的方法來求解墊片厚度尺寸的公差。關(guān)鍵詞三爪卡盤調(diào)整墊片平面尺寸鏈線性尺寸鏈單件、小批量偏心軸（孔）零件的加工，可在普通車床上利用三爪卡盤進行。在一個夾爪上設置墊片，使工件要加工的回轉(zhuǎn)面與工件被三爪所夾住的定位圓偏心，達到加工偏心軸（孔）的目的，該方法不需另外的工裝夾具，簡便實用。墊片的厚度根據(jù)零件所要求的偏心量計算得出，具體計算方法如下。墊片厚度基本尺寸計算如圖1所示，設工件定位圓半徑為r,夾爪組成的回轉(zhuǎn)圓半徑為R，要加工的圓與工件定位圓所要求j的偏心距為e,應設置的墊片厚度為c。圖1由圖2可知c=R+e—rj（1）由圖3及余弦定理得r2=e2+R2—2eRcos60°jj解式（2）一元二次方程得因為三爪必須夾住工件的半個圓以上，才能夾住工件，當e=rctg60。時，三爪中兩個沒塞墊片的夾爪的夾點連線剛好在定位圓直徑上，即三爪只夾著工件定位圓的半個圓，夾不住工件，所以，要使三爪夾住工件，則工件加工軸（孔）的偏心量必須滿足e<rctg60°又R>0j故式（3）應取為（4）由已知條件e、r及求出的R代入式（1）,即可求出墊片的厚度基本尺寸。j墊片厚度尺寸上下偏差的計算由e、R、c、r4個尺寸構(gòu)成一線性尺寸鏈（圖2所示），另外，由e、r、R3個尺寸構(gòu)成一平面尺寸鏈（圖jj3所示）。將兩個尺寸鏈結(jié)合起來，構(gòu)成了如圖4所示的平面尺寸鏈，由于r、c尺寸可直接獲得，e為間接保證，所以e為封閉環(huán)，可以寫出關(guān)系式e=f（c、r） 即由圖2得圖3圖4R=c+r—ej將式(5)代入式(2)整理得3e2—3(r+c)e+2rc+c2=0求解整理得將式(5)代入式(2)整理得3e2—3(r+c)e+2rc+c2=0求解整理得如前所述e<rctg60°.￡_尸+匸)-嚴-6吃-5?7)由式(7)求偏導數(shù)J_(1+可以證明式(8)小于0,因此r為平面尺寸鏈中的減環(huán)，同樣可以證明式(9)大于0,鏈中的增環(huán)。(8)(9)因此c為平面尺寸由平面尺寸鏈計算公式得式中：ES——偏心距尺寸的上偏差；eEI——偏心距尺寸的下偏差；eES——墊片厚度尺寸上偏差；cEI——墊片厚度尺寸下偏差；cES——工件定位圓半徑上偏差；rEI——工件定位圓半徑下偏差。r由式(10)得ES°=(ES廠敎h”券EHE—弊S’"欝故應設置的墊片厚度尺寸為cEScEIc另外，此上、下偏差的計算方法沒有考慮機床精度影響，若機床精度低，則應把計算出來的上、下偏差值相應地再減少一些。計算機求解墊片厚度的程序由于此計算方法的計算過程較繁瑣，因此編寫了計算機程序，本程序采用FORTRAN77語言編寫。運行時，操作者根據(jù)屏幕提示，輸入三爪卡盤所夾的工件定位圓尺寸、偏心距尺寸，即可很快得出所需設置的墊片厚度尺寸。該程序已在計算機上運行通過。墊片厚度計算程序如下：10WRITE(*,*)‘請依次輸入工件定位圓直徑尺寸(基本尺寸，上偏差，下偏差&):'READ(*,*)d,ES,EIddWRITE(*,*)‘請依次輸入加工圓與定位圓的偏心距尺寸(基本尺寸，上偏差&,下偏差)：'READ(*,*)e,ES,EIeer=d/2.ES=ES/2.rdEI=EI/2.rdTr=ES-EIrrT=ES-EIeeeIF(e.LT.(r/(TAN(60*3.1416/180))))THENR=(e+SQRT(4*r*r-3*e*e))/2.jc=R+e-rjA=3*r-c1A=r+c2B=SQRT(9*r*r-6*r*c-3*c*c)Y=(1-A/B)2.11IF(T.GE.(TE/ABS(Y))))THENr1WRITE(*,*)‘不能滿足偏心距公差要求，請放寬偏心距公差或大幅度縮小&定位圓公差，重新輸入。。goto10ENDIFY=(1+A/B)/2.22ES=(ES-Y*EI)/Yc e1r2EI=(EI-Y*ES)/Yc e1r2WRITE(*,*)‘應設置墊片厚度尺寸(基本尺寸c,上偏差ES，下偏差EI)&為「ccWRITE(*,100)c,ES,EIcc

100FORMAT(lX',c=',F6.3,6X,'ES=',F6.3,6X,'EI=,F6.3)ccELSEWRITE(*,*)‘偏心距太大，三爪卡盤不能夾住工件，請用其它方法加工'ENDIFEND計算機程序計算舉例如圖5所示偏心軸零件。加工時以50o外圓定位，車削 20±0.02偏心軸，偏心距為5+0.15。-0.080圖5在計算機上運行墊片厚度計算程序后，計算機屏幕上會顯示：請依次輸入工件定位圓直徑尺寸（基本尺寸，上偏差，下偏差）。此時，手工鍵入：50*0’-0.08Z寸，上偏差，下偏差）。此時，手工鍵入：50*0’-0.08Z計算機屏幕接著出現(xiàn)：請依次輸入加工圓與定位圓的偏心距尺寸（基本尺寸，上偏差，下偏差）。此時，手工鍵入：5手工鍵入：5(0.15tOZ計算機屏幕馬上會出現(xiàn)結(jié)果：應設置墊片厚度尺寸（基本尺寸C,上偏差ES，下偏差EI）為：c=7.122ccES=.202EI=.0。cc所以，加工圖5所示偏心軸，一個夾爪上應設置墊片厚