偏心轴的工艺改进_许广智

３ 连铸设备偏心轴工艺的改进
在连铸机设备中，有两种偏心轴形位公差极
严，两中心线的平行度公差在０．０５ ｍｍ以内，偏心
距公差在０．１ ｍｍ以内。
日本的原加工工艺，在粗加工、半精加工、
精加工偏
心外圆时
分别在轴
两端组装 上专用胎 具 （见图
加工两端轴时配重安 放中间，加工中间偏 心轴时配重放在两边。
图６
《一重技术》
连铸机偏心轴工艺改进的最大特点，就是利 用已加工出偏心轴的正心外圆及两端的偏心中心 孔，在精加工偏心部位之前，检查轴线间的平行 度及偏心距公差。轴两端的偏心中心孔，只需一 次在台面镗床上靠回转工作台，以及主轴经上下 串出偏心距的尺寸来加工完成，工艺简单且切实 可行，成为最终加工连铸机偏心轴的典型工艺。
偏心轴的形式 按外形可分为基本型和多台 型。基本型：中部Ｄ为偏心部分，两端ｄ为轴径， 在一条主中心线上并与Ｄ的偏心距离为Ｅ （即行程 为２ｅ），一侧外端ｄｚ为传递力矩端 （见图１）。多台 型：类似基本型，仅是在主中心线上，偏心部Ｄ 的左右两个方向上增加几个台阶轴 （见图２）。
由于偏心轴的外形基本相似，因而决定了其
（２） 按锻件粗加工图进行粗车，其目的一为 调质做准备，二为下道工序准备恰当的余量。
（３） 热处理：调质为提高材料综合机械性能， 或对零件表面有更高要求时采用高频淬火。
（４） 无损探伤，取样：根据工作条件及设计 要求，在粗车后探伤检查锻件潜在的缺陷，或在 热处理后探伤检查热处理后的最终机械性能，使 合格的半成品进入精加工阶段，在精加工后有的 对过渡Ｒ的表面质量进行磁粉探伤。
图７
量，先将正心外圆表面加工符图之后，将原中心
孔铣去，按已加工的外圆找正，靠回转工作台分 ４ 结 语
别加工出轴两端的偏心中心孔，卧车及磨床利用 两端的偏心中心孔，加工出偏心外圆。为了确保 加工精度，在车磨工序之前，在磨床上利用两偏 心中心孔检查两轴线的平行度及偏心距公差，确 认偏心距是否符图，如满足不了图纸要求，则重 新返镗床平头，打中心孔，直到检查合格为止。 通过以上工艺改进，不仅保证了精度，还简化了
《一重技术》
偏心轴的工艺改进
许广智１
（１． 中国第一重型机械集团公司办公室工程师，黑龙江 富拉尔基 １６１０４２）
摘要： 阐述偏心轴的作用、特点、结构形式及技术要求，并结合连铸机偏心轴的生产实践，对其典型 工艺进行了详细的技术分析和论证。 关键词：偏心轴；技术要求；加工；工艺改进 中图分类号：ＴＧ５０６．７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３－ ３３５５ （２００７）０２－ ００２２－ ０３
图２
总的工艺方案也基本相似。从偏心距的大小可分 为大偏心距、小偏心距、适中偏心距。
大偏心距 偏心部分的中心线 （偏心圆中心 线） 在轴端的面上无法找到，即使能找到也无法 打出完整的中心孔 （图３）。
ｅ≥ "ｄｔ／２－ ｄｚ# 式中，ｅ —偏心距，ｄｔ—轴端直径，ｄｚ—中心孔处
直径。 小偏心距 由于偏心距小，在端面打中心孔 时，出现偏心圆中心线上的中心孔与主中心线上 的中心孔重叠现象 （图４）。 ｅ＜ｄｚ
（５） 中心孔的加工和使用：工件靠两顶尖孔 装卡定位，因而对顶尖孔要求较高，必须是轴的 可靠支承，有足够的尺寸和准确的角度；两顶尖
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孔应在同一的轴线上 （否则易变形、磨损、形成 变动轴线旋转）。
偏心轴的偏心距有大、小、适中三种情况， 因而在考虑工艺中心孔时就有所区别。对于 大型偏心轴上的中心孔，由于它很难在镗床 工作台上进行调头加工，这时可以通过工艺 台的基面来保证。当小偏心距时，两端面上 两中心孔出现重叠现象，这时可采用两次打 孔的办法，先打出一轴线上的中心孔，加工 该轴线上外圆，加工完毕，削掉原中心孔，重打 另一轴线上的中心孔，再加工该轴线上的外圆。 此时要特别注意对零件的找正和定位精度，以保 证两轴线的平行度公差和偏心距公差。 作为精加工阶段用中心孔，一定要精修中心孔。 当两端中心孔都参加工作，而零件又靠卡爪 夹紧时，这时将出现过定位现象，要注意对４个 卡爪均匀加力。 （６） 配重问题。为使加工时工件转动平稳， 必须对工件配重平衡，通常偏心轴转动时所产生 的离心力构成同一平面内汇交力系，其平衡状态 的表达式： Ｐ＝Ｐ配＋∑Ｐｉ＝０ 式 中 ， Ｐ—总 的 离 心 力 ； Ｐ 配—平 衡 质 量 离 心 力 ；
∑Ｐｉ—原有质量离心力的合力。 也即总的重径积为零，表达式为： Ｇｌ＝Ｇ配ｒ配＋Ｇｉｒｉ＝０ 式中，Ｇ—回转件的总重量；ｌ—总重心的向径；
Ｇ配—平衡重量；ｒ配—平衡块重心的向径； Ｇｉ—原有各质量的重量；ｒｉ—各质量重心的 向径。 根据上述公式即可算出所需的平衡重及其应 放的位置。 结晶器调宽装置上偏心轴就根据加工不同尺 寸部位时进行了合理配重 （见图６）。
棕刚玉的特点 它的硬度比白刚玉低，但韧 ２ 试验结果及分析
性高，能承受较大的压力，工作过程中抗破碎能
力强；适应加工范围广，价格便宜。 白刚玉的特点 它的硬度略高于棕刚玉，韧
性比棕刚玉低，自锐性好，磨削性能优于棕刚 玉；适用于精磨 司 购 进 一 台 德 国 磨 齿 机 ＺＳＴＺ２５，随机带了十几片德国砂轮。该砂轮为砖 红色，使用性能特别好，但无任何技术资料。我 们经过研究，决定采用粉红色白刚玉砂轮。在使
④支承部位直径及偏心圆的圆度，直线度公差常
为０．０２ ｍｍ；⑤配合端面的圆跳动公差在０．０５ｍｍ
以内；⑥对过渡Ｒ及抛光要求；⑦热处理及超探
要求；⑧传递扭矩端键槽或方头对中心线对中对
称的要求。
上述技术要求中的①、②是偏心轴的特殊要
求，因此考虑工艺方案时也应引起特殊注意。
２ 偏心轴工艺过程分析
（１） 偏心轴毛坯一般为锻件。在编制冷工艺 时，对毛坯尺寸有以下要求时，应提前与锻造工 艺取得联系。 加工过程需要工艺卡头。对于大型 偏心轴，在加工过程中其动态不平衡力和切削力 大，为卡紧牢固，需要增大工艺台，建立４个卡 紧用的平面 （而不是圆柱面）。为能打出完整的偏 心圆中心线上的中心孔，需加大轴端工艺卡头。 为形成调头加工中心孔时供找正，定位用的基准 面所需的工艺台。
收稿日期：２００６－ ０８－ ２１；修回日期：２００６－ ０９－ １７
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浅析用铬刚玉砂轮代替白刚玉、棕刚玉砂轮
白 雪１
（１． 中国第一重型机械集团公司工具分厂工程师，黑龙江 富拉尔基 １６１０４２）
摘要： 介绍铬刚玉砂轮、白刚玉砂轮、棕刚玉砂轮的特点以及用铬刚玉砂轮代替白刚玉砂轮、棕刚玉 砂轮的实用价值。 关键词：铬刚玉；白刚玉；棕刚玉；使用寿命；砂轮 中图分类号：ＴＧ７３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３－ ３３５５ （２００７）０２－ ００２３－ ０３
我公司在工具使用上一直本着以提高生产效 率，合理延长使用寿命，降底成本为目标。实践 证明，用铬刚玉砂轮代替白刚玉、棕刚玉砂轮对 于延长砂轮使用寿命，提高产品质量和工作效率 都大有裨益。
１ 刚玉的特点
削；价格比棕刚玉高。 铬刚玉的特点 它的硬度与白刚玉接近，而
韧性在白、棕刚玉之间。所以砂轮的耐用度和磨 削效率比白刚玉高。同时，修整后能较久地保持 砂轮表面磨粒切削刃的等高性，磨出的工作表面 粗糙度比较高。它适用于磨削淬火钢、合金钢、 刃具的刃磨。它的价格是棕刚玉的二倍。
偏心轴在轧钢、锻压等重型机器中应用十分 广泛，在一重集团公司与日本合作生产的连铸机 的结晶器调宽装置、快速更换台、推钢机、垛板 台、卸板台中都有具体的应用。它的加工工艺有
图１
一定的特点。
１ 偏心轴的技术要求
偏心轴是由多段圆柱体布置在两根偏心轴线 上的轴类零件，作用是将旋转运动变为直线往复 运动或将巨大的扭矩变为压力。偏心轴工作特点 是速度低、负荷大，承受周期性的立面扭矩和巨 大的压应力 （尤其在轧钢、锻压设备上），因而对 其材料的机械性能和冲击韧性有较高的要求。
图３
图４
图５
ｅ !ｄｔ／２－ ｄｚ"＞ｅ＞ｄｚ
尽管不同的偏心轴加工时总的工艺方案相
似，但因偏心距不同，具体采取的工艺措施也应
有所差别。
偏心轴常有的技术条件：①偏心轴的中心线
与主中心线的平行公差一般在０．２￣０．０５ ｍｍ左右；
②偏心距公差，连铸机上要求０．０５￣０．１ ｍｍ；③相
同轴线上各圆柱面的同轴度公差一般"０．０３ ｍｍ；
步改进，使系统功能更加完善。 加热炉自运行以来，ＰＬＣ控制系统运行稳定、 自动化程度高，完全可以代替ＤＣＳ系统完成仪表
收稿日期：２００７－ ０２－ １３；修回日期：２００７－ ０３－ ０１
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２００７ 年第 ２ 期（总 １１６ 期）
适中偏心中距 介于上述两种情况之间，在 两端面上可以打出两根轴线上完整的中心孔来 （图５）。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７），靠胎具上的偏心孔来控制两轴线的平行度及 加工工序，为最
偏心距公差，这样就得装卸三次胎具。一次次装 终加工出这批连
拆卸胎具不仅费时费力，而且难保证精度。
铸机上偏心轴起
我们经过研究，将偏心轴两端留出适当余 到了重要作用。
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画面显示出来。
化大规模生产提供保证。但系统也存在不足之
３ 结语
处，如平移步距选择较少，只有３６０ ｍｍ和２６７ ｍｍ 两种，钢坯倒步不方便，这有待于我们在今后逐