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利用专用偏心夹具加工偏心零件的探讨
  2008年05月11日

摘要:本文主要介绍在车床上批量生产偏心工件的装夹,设计了一种专用夹具叫偏心轮车夹具,专门用于批量生产偏心零件,该夹具装夹方法简单方便,效果显著,有较好的经济效益。

  关键字: 偏心零件,  夹具

  一、引言

  偏心零件在机械设备上应用非常广泛,但是偏心零件的加工工艺是比较复杂的,主要问题是比较难把握好偏心距,难达到相应的公差要求,本文就从偏心件加工的难度出发研究设计了一种有效的偏心零件的加工方法。

  二、传统加工偏心件的方法

  偏心工件就是零件的外圆和外圆或外圆与内孔的轴线平行而不相重合,偏一个距离的工件。这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。外圆与外圆偏心的零件叫做偏心轴或偏心盘;外圆与内孔偏心的零件叫偏心套。如图1所示。

图 1

  在机械传动中,回转运动变为往复直线运动或往复直线运动变为回转运动,一般都是利用偏心零件来完成的。例如车床床头箱用偏心工件带动的润滑泵,汽车发动机中的曲轴等。

  偏心轴、偏心套一般都是在车床上加工。它们的加工原理基本相同;主要是在装夹方面采取措施,即把需要加工的偏心部分的轴线找正到与车床主轴旋转轴线相重合。一般车偏心工件的方法有5种,即在三爪卡盘上车偏心工件,在四爪卡盘上车偏心工件,在两顶尖间车偏心工件,在偏心卡盘上车偏心工件,在专用夹具上车偏心工件。

  三、传统车偏心件的工艺分析

  1、利用三爪卡盘装夹

  (1)车削方法

  长度较短的偏心工件,可以在三爪卡盘上进行车削。先把偏心工件中的非偏心部分的外圆车好,随后在卡盘任意一个卡爪与工件接处面之间,垫上一块预先选好厚度的垫片,经校正母线与偏心距,并把工件夹紧后,即可车削。

  垫片厚度可用近似公式计算;垫片厚度X=1.5e(偏心距)。若使计算更精确一些,则需在近似公式中带入偏心距修正值k来计算和调整垫片厚度,则近似公式为:垫片厚度x=1.5e+k

  k≈1.5△e

  △e=e-e测

  式中:e---工件偏心距;

  k---偏心距修正值,正负按实测结果确定;

  △e---试切后实测偏心距误差;

  e测---试切后,实测偏心距。

  (2)偏心工件的测量、检查

  工件调整校正侧母线和偏心距时,主要是用带有磁力表座的百分表在车床上进行(如下图2左),直至符合要求后方可进行车削。待工件车好后为确定偏心距是否符合要求,还需进行最后检查。方法是把工件放入v型铁中,用百分表在偏心圆处测量,缓慢转动工件,观察其跳动量。

  2、利用四爪单动卡盘装夹

图  2

  找正步骤是:

  ①、把划好线的工件装在四爪卡盘上。在装夹时,先调节卡盘的两爪,使其呈不对称位置,另两爪成对称位置,工件偏心圆线在卡盘中央(见图2右)

  ②、在床面上放好小平板和划针盘,针尖对准偏心圆线,校正偏心圆。然后把针尖对准外圆水平线,如图3左所示,自左至右检查水平线是否水平。把工件转动90°,用同样的方法检查另一条水平线,然后紧固卡脚和复查工件装夹情况。

  ③、工件校准后,把四爪再拧紧一遍,即可进行切削。在初切削时,进给量要小,切削深度要浅,等工件车圆后切削用量可以适当增加,否则就会损坏车刀或使工件移位。如图3右:

图   3

     上述两种方法都是比较常用的加工方法,但是都存在缺点。装夹比较麻烦,不容易找正,容易产生误差。而且不适合批量生产。居于上述缺点,我设计了一种专门用于批量生产的偏心夹具。并且投入了生产,达到了一定的效果。

  四、新型专用偏心夹具的设计

  偏心轮车夹具主要是用于批量生产偏心零件,下面附有该夹具零件图(如图4)。

  装夹时候打表校正Ф60的内孔,保证零件形状位置公差要求。装夹方法是下图夹具的左端装夹工件,通过百分表校正,右端装夹在三爪自定心卡盘上。

图4  偏心轮车夹具

  五、加工实例

  利用偏心轮车夹具加工偏心轮,下面是偏心轮的零件图和加工工艺卡:

图5  偏心轮 

偏心轮的加工工艺表

机械加工工艺过程卡片 零件图号 31A-341 共1页
零件名称 偏心轮  
材料牌号 45 毛坯种类 圆钢 毛坯外形尺寸 Ф65X52
工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备工艺 装配 工时
准终 单件
1 开料 锯下料Ф65X52 锻工 锯床      
2 质检            
3 热处理 调质HB215-235 热处理 箱式炉      
4 检硬度 计量        
5 (1)车平端面,车到外圆Ф60正负偏差0.01。
(2)调头校正夹紧后车平端面至长度47。5,倒角1X45
(3)上车偏心夹具校正夹紧后车平端面至厚度47,车偏心圆外圆Ф45X(25)和钻、铰孔Ф35至要求,倒角1X45
金工 车床 用偏心车夹夹具装夹    
6 质检            
7 划Ф6锥销孔,划M8螺孔线 金工        
8 钻Ф6锥销孔单边,钻M8螺纹底孔为Ф6.7 金工 钻床      

图6  偏心轮零件加工装配图

  六、结束语

  本文重点是介绍批量生产偏心工件的装夹方法,并且设计了配套的夹具,通过该夹具进行装夹加工,节省了很多找正的时间,并且精度的要求也提高了很多。利用该夹具的设计理念我们还可以加工更加多的偏心工件,主要是通过设计不同的偏心距的夹具来进行装夹。偏心轮车夹具的制造简单,因此可以广泛推广,提高经济效益。

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