朱敏紅

(江海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225101)

1 引 言

在機(jī)械傳動(dòng)中，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一般是利用偏心零件來(lái)完成。例如車床床頭箱用偏心工件帶動(dòng)的潤(rùn)滑泵，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸等。偏心工件就是零件的外圓和外圓或外圓與內(nèi)孔的軸線平行而不相重合，偏一個(gè)距離的工件。這兩條平行軸線之間的距離稱為偏心距。外圓與外圓偏心的零件叫做偏心軸或偏心盤；外圓與內(nèi)孔偏心的零件叫偏心套。

車床加工零件時(shí)，工件繞某一固定軸線回轉(zhuǎn)，各表面具有同一的回轉(zhuǎn)軸線，故易于保證加工面間同軸度的要求。偏心軸類的零件由于具有不同的回轉(zhuǎn)軸線，加工的過程中，由于偏心的存在，就要繞各自的回轉(zhuǎn)中心車削[1]。就車床的傳動(dòng)原理和使用范圍而言，普通車床只能加工同心軸，而沒有加工偏心軸的功能，欲在普通車床上加工偏心軸，必須采用特定的裝夾工具和手段。車削偏心的基本原理是將所有加工偏心部分的軸線找正到與車床主軸線重合，但應(yīng)根據(jù)工件的數(shù)量、形狀、偏心距的大小和精度要求相應(yīng)地采用不同的裝夾方法。

2 通用夾具車偏心軸工藝分析

根據(jù)偏心軸的特點(diǎn)，在車床上用通用夾具車削偏心軸的方法有以下幾種。

2.1 在三爪卡盤上車偏心軸

對(duì)于數(shù)量少、精度不高、偏心距小、長(zhǎng)度較短的偏心工件宜采用三爪自定心卡盤加墊片的方式車削[2]。先把偏心工件中的非偏心部分的外圓車好，隨后在卡盤任意一個(gè)卡爪與工件接處面之間，墊上一塊預(yù)先選好厚度的墊片，經(jīng)校正母線與偏心距，并把工件夾緊后，即可車削,如圖1所示。

圖1 三爪自定心卡盤加墊片法

墊片厚度可按公式計(jì)算：

x=1.5e+k

k=1.5 Δe

Δe=|e-e′|

式中:x為墊片厚度；e為工件偏心距；e′為試車后實(shí)測(cè)工件偏心距；k為修正系數(shù)；Δe為試車后偏心距的誤差值。

三爪車削法加工偏心工件類工件，找正偏心工件類工件軸線平行度時(shí), 必須找正最高側(cè)面母線或最低側(cè)母線與主軸軸線平行, 費(fèi)時(shí)費(fèi)工又不一定取得很好的效果，在實(shí)測(cè)偏心距時(shí), 百分表最高側(cè)母線與最低側(cè)母線之間的讀數(shù)差的一半即是偏心距, 也就是說(shuō)百分表觸及最高側(cè)母線和最低側(cè)母線的位置誤差直接影響偏心距的測(cè)量精度, 從而直接影響工件的加工精度， 卸下工件再次安裝時(shí)卡盤精度和人為安裝因素也直接影響工件的加工精度, 很難保證工件精度和互換性。

三爪自定心卡盤加墊法加工出來(lái)的偏心軸質(zhì)量較差且不穩(wěn)定，偏心軸的偏心量e的尺寸精度以及兩軸中心線的平行度難于保證，與操作者操作能力的高低有很大關(guān)系，易出廢品，而且需要試車、測(cè)量、計(jì)算后才能確定最終的墊片厚度，花費(fèi)的準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，成本較高。因此，三爪自定心卡盤加墊法只適宜單件生產(chǎn)時(shí)采用。

2.2 在兩頂尖間車偏心軸

一般的偏心軸只要兩端面能鉆中心孔，有雞心夾頭的裝夾位置，就可以使用兩頂尖車偏心的方法。兩頂尖間加工偏心軸與車一般外圓類似，只是兩頂尖頂在偏心中心孔中加工，如圖2所示。

圖2 兩頂尖間車偏心軸

兩頂尖間車偏心軸的工藝方法是：備料后，在鏜床銑兩端面鉆中心孔并根據(jù)圖紙的偏心量鉆偏置中心孔，保證兩端面偏置中心孔在同一方向的同一位置。車同心外圓時(shí)，三爪卡盤夾軸一端，軸另一端頂中心孔車削；車偏心外圓時(shí)，三爪卡盤夾一頂尖，頂軸一端偏置中心孔，軸另一端頂中心孔車削，在三爪卡盤處安裝一隨動(dòng)裝置。雙頂尖方法工藝較簡(jiǎn)單，較普遍、適于單件或小批量零件的加工，成本也較低、但零件加工的精度不高，同時(shí)該方法不能加工偏心距較大的工件[3]。

2.3 四爪車削法和花盤車削法車偏心軸

四爪車削法和花盤車削法加工偏心工件類工件,適用于車削加工單件、 偏心距較大、 精度要求不高的工件。這兩種方法都必須按已劃好的偏心和側(cè)母線找正，使偏心軸線與車床主軸軸線重合。要求操作者具有較強(qiáng)的操作技能,裝夾工件有一定的難度,也能充分體現(xiàn)操作者的綜合能力。 工件的找正、 測(cè)量偏心距麻煩、費(fèi)時(shí)， 卸下工件再次安裝時(shí)需重新找正、 重新測(cè)量偏心距,根本沒有互換性可言。

3 專用夾具車偏心軸

在車床上用通用夾具車偏心軸，雖能完成偏心工件類零件加工的任務(wù), 但其加工困難、效率低、互換性和精度難保證的缺陷是現(xiàn)代高效高精加工理念所不容的，只適用單件小批量生產(chǎn)。如果大批量生產(chǎn)偏心軸，應(yīng)該設(shè)計(jì)專用夾具進(jìn)行裝夾，以縮短輔助時(shí)間，降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、提高偏心零件加工精度和互換性、 提高生產(chǎn)效率。

3.1 零件的工藝分析

圖3 偏心齒輪軸

3.2 專用夾具設(shè)計(jì)

車床車削偏心軸時(shí)，偏心夾具可做成偏心套，圖4為偏心車夾具的裝配圖。該偏心車夾具由偏心夾具體1和擋板2組成。加工時(shí)只需在車床上將偏心車夾具安裝調(diào)至好，用三爪定心卡盤夾緊；將工件放置在帶開口的偏心套中，然后將工件進(jìn)行車削。該零件定位時(shí)采用Φ11的零件表面和端面定位 ，限制了工件的6個(gè)自由度，屬于完全定位。該夾具具有制造簡(jiǎn)單,操作方便，加工精度高的特點(diǎn)。

圖4 偏心車夾具的裝配圖

圖6為擋板2的零件圖，將該擋板與夾具體裝配，在零件加工時(shí)起到軸向定位作用，限制了工件軸向的自由度。該擋板中間Φ4小孔可方便工件外圓加工完成時(shí)的工件拆卸。

圖5 偏心套夾具體 圖6 擋板

3.3 專用夾具工藝特點(diǎn)

4 結(jié) 語(yǔ)

利用該專用夾具實(shí)際加工生產(chǎn)齒輪軸零件，具有夾緊可靠、定位精度高、工件裝夾方便、產(chǎn)品加工合格率高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，該夾具的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率，適用于大批量的生產(chǎn)，并且,操作方便，能夠保證較高的加工精度。該加工方案合理適用，能夠滿足該零件的加工要求，具有使用和推廣價(jià)值。該工裝能夠保證加工的精度，適合批量生產(chǎn)，具有技術(shù)創(chuàng)新性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂建軍．車削偏心工件的通用夾具[J]．工藝裝備，2001(2)：39-40．

[2] 戴陸武．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．西安：西北工業(yè)出版社，1990．

[3] 陸根奎．車工技師培訓(xùn)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．

[4] 連蘇寧．機(jī)械制造技術(shù)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社，2007．