偏心轴的工艺规程与设计

一、绪论

偏心零件的加工是机械加工中的难点，对于象偏心轴承、凸轮等偏大心零件的加工目前普遍采用三爪、四爪卡盘，在普通机床上加工。随着科学技术的不断发展，对偏大心零件的需求越来越多，精度也越来越高，因此对该类偏心夹具的需求也相应的增加，其应用前景广阔。 偏心轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴偏心、阶梯轴偏心和异形偏心轴等；或分为实心偏心轴、空心偏心轴等。它们在机器中同样用来支承齿轮、

带轮等传动零件，以传递转矩或运动。

台阶偏心轴的加工工艺较为典型，反映了偏心轴类零件的大部分内容与基本规律下面就介绍一

种偏心轴常用的加工工艺。

二、拟订加工工艺

（一）、零件图样分析

图A1

M

N

O

P

图A1所示是常见的偏心轴零件。它属于台阶轴类偏心轴，由圆柱面、轴肩、退刀槽、键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使用零件装配里有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便：键槽用于安装键，以传递转矩。

根据工作性能与条件，该传动轴图样（图A1）规定了主要轴颈M、 N,，外圆P、Q以及轴肩H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些要求必须在

加工中给予保证。

（二）、确定毛坯

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。如图所示。

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。

该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。

本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择φ30mm的热轧圆钢作

毛坯。

（三）、确定主要表面的加工方法

传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、

N、

P、Q的公著等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=1.6 um)较小，故车削后还需磨削外圆。

表面的加工方案(参考表A-3)可为；

粗车→精车→磨削。

（四）、确定定位基准

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置度有着定性的作用。出于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端碰圆跳动的要求，它又魁实心轴，并且还有特殊的偏心的要求，所以应选择两端中心孔为基准采用顶尖装加上特

制的卡罐的装夹法，以保证零件的技术要求。

粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用在车床上用双顶尖装夹，三爪夹紧卡罐旋转，卡罐夹住热轧圆钢的毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出

一端外圆：然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。由于偏心，这里需加上一个特殊的装置-卡罐，将卡罐装在轴的两端，卡罐偏心方向应一致，通过卡罐的槽与轴的扁10H7/h6的配合，控制了偏心的方向：通过调节卡罐上的压紧螺钉可调节偏心量；使卡罐的端面与轴的台阶面压紧，保证轴

的中心与卡罐中心平行。

（五）、划分阶段

对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该偏心轴加工和普通传动轴加工一样划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车（半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等），粗、精磨（粗、精磨各处外圆）。不一样的是加工偏心部分时候需以A基准两端外圆用表测量,调整卡罐上的螺钉，调整至不同的偏心量，车削各偏心外

圆至尺寸各阶段划分大致以热处理为界。

（六）、热处理工序安排

轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该

轴要求调质处理，并安排粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。

综合上述分析，传动轴的工艺路线如下：

下料→粗车端面和外圆→在轴的两端均留工艺夹头→粗车精车工艺夹头→钻中空心→调整卡罐上螺钉→粗车各外圆→调质→修研中心空→半精车各外圆，车槽，倒角→划键槽加工线

→铣键槽→修研中心空→磨削→检验。

（七）、加工尺寸和切削用量

创定州磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工

艺的工序内容。

车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定；一般可由《机械加

工工艺手册》或《切削用量手册》中选取。

（八）、拟定工艺过程

定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质后和磨削之前各需安排一次研修中心孔的工序。调质之后研修中心空为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前研修中心孔为提高定位精基准面的精度和减小锥面的表面粗糙度值。拟定传动轴的工艺过程时，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工。在半精加工Φ20mm、Φ16mm、φ14mm及φ12mm外圆时，应车到图样规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角：键槽应在半精车以后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣健槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破环已精加

工的外圆表面。

在拟定工艺过程时，应考虑检验工序的安排、检查项目及检验方法的确定。

综上所述，所确定的该传动轴加工工艺过程见表A1

偏心轴机械加工工艺卡