偏心轴套件的加工及工艺

偏心轴套件的加工及工艺

摘要：数控车床又称为CNC 车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。

关键词：数控车床；偏心轴；加工本课题来源于偏心工件零件的生产制造，在传动机构中，

般常用偏心件来完成回转运动与往复运动相互转换的功

能，如偏心轴带动油泵，内燃机中的曲轴等，因此偏心件

对机器的工作性能，可靠性和耐久性有很大的影响。

偏心类工件是轴线与轴线平行但不重合的工件，它在机

械加工中比较常见，是轴类零件中比较难加工的，但加工方法也很多，如用三爪卡盘车削、四爪卡盘车削、特殊自制夹具车削等。

三爪车削法适用加工单件小批量、小偏心距、精度要求

不高的工件，车削方法一般分如下几步：

1）先把偏心工件不是偏心的部分外圆车好。

2）根据外圆和偏心距计算垫片的厚度3）将试车后的工件，缓慢转动，用百分表在工件上测

量其径向跳动量，跳动量的一半就是偏心距，也可试车偏心，

注意在试车偏心时，只要车削到能在工件上测出偏心距误差

即可。

这种加工方法需要数学计算，垫块厚度X = 1 . 5e+ k ，

式中：X 为垫块厚度， e 为工件偏心距，k 为工件偏心距修正值。

四爪车削适用于加工少批量、偏心距较大、精度要求高

的工件。这种方法虽只需要掌握简单数学计算和专业理论知识，但对加工者操作技能的要求较高，装夹工件繁琐，同时效率低下，它具有以下不足：

1）为保证偏心轴两轴线的平行度，应用百分表分别校

正工件的水平和垂直的两个方向位置的侧母线，费时费力又不一定取得好效果。

2）根据实际偏心距数值要调整四爪之间的距离，使百

分表最高点与最低点之间的读数差是图纸偏心距的二倍，这样做人为因素直接影响工件的加工精度。

3）工件经找正后，应将四个卡爪再拧紧一遍，再次用

百分表测量看是否准确，因为加紧力的不同，会影响找正精度，而三爪卡盘这方面因素存在很小。

4）工件卸下后再次安装时需要重新找正、重新测量偏

心距，根本没有互换的可能性。

加工偏心类工件应注意的事项：1）垫片的材料最好采用调质过

的45#钢，这样的材料有

定的塑性和硬度，能很好的防止装夹时产生变形，垫片的圆弧半径应与工件圆弧半径相接近，防止夹伤加工件外表面。

2）当外圆精度要求较高时，为防止压坏外圆，使用软

爪。

3）由于工件偏心，开车前车刀不能靠近工件，以防工

件碰坏车刀，切削速度也不宜高。

4）车刀要有一定的刃倾角，背吃刀量大时转速要低，

进给量要小。

偏心类零件传统加工手段虽然能完成加工任务，但其加

工困难、效率低、互换性和精度难保证，因此根据工件的类型，技术要求等特点设计制造出一些专用工装夹具来实现，为此设计主要考虑如下内容：

1）确定偏心套的偏心距：偏心套与所加工工件的偏心

距要一致，两者公差值范围不能相差太大。

2）偏心套与加工件的装配以滑动配合最佳，配合精度

为H7/h7 ，表面粗糙度最好达到Ra1.6。

3）工件卡紧力适当，用活顶尖将加工工件紧顶，防止工件旋转时接触面产生摩擦和窜动而影响其加工精度。

偏心夹具车削法具有以下优点：1）对操作者操作技能的依赖性很低；2）按要求安装即可进行加工，不需找正，降低了工人

劳动强度；

3）零件加工精度互换性好；4）提高了生产效率；零件图：本次设计的是本单位外协加工零件，一个套偏心，

轴偏心，由于有一定的批量，所以选用三爪加工，就需要做两个特殊的夹具来完成。

毛坯种类的选择原则；为了尽量减少加工切除量，可选

择与该零件外形尺寸相接近的型材，从上面零件图可知，件

和件三可以选择①40的圆钢做毛坯，两件长度分别为32 mm 和89mm 。

定位基准的选择：正确选择定位基准是设计工艺过程的

项重要内容。在最初的工序中只能选择未加工过的毛坯面为定位基准，称为粗基准，用加工过的表面作定位基准称为精基准。在加工过程中，必须相应的以一个或几个面为依据来加工其他表面，以达到零件图上的要求，对于本工件来说，由于件二、件三是偏心的，所以要做两个特殊的夹具（如图），考虑到三爪卡盘经过长时间的加工会形成喇叭口，为了保证零件的加工精度和定位精度，选择软爪夹偏心套的方法来加工。

装夹方法的图示同时，零件加工面为外圆，所以只在x，z 二个方向上有

加工精度要求，根据定位的基本原理可知，零件在机床上用

三爪卡盘定位时应限制 5 个自由度，即沿x，y 轴方向上的移动和绕x,y轴转动的4个自由度和沿z轴方向移动的一个自由度。装夹时，偏心套的外圆应与自制软爪内爪面贴合，内圆应该和工件①38的外圆贴合，然后利用三爪卡盘的自定心特性定位。

加工方法的选择主要取决于加工表面的技术要求，如粗

糙度、尺寸精度，公差等级等，再有就是和被加工材料、技术条件也有关系。当明确了上述因素后，就可以此来选择加工方法，来满足零件质量、经济性、生产率的要求。加工方法选择如下：

1）下好材料后，检查工件毛坯是否有影响质量的缺陷。

2）加紧工件后，件二打通孔，调头夹工艺台找跳找摆

后再平端面。

3）先加工辅助定位基准面（件二左端、件三左端放入

偏心套的部位），从粗到精加工，粗车件二偏心内孔。

4）件三调头车①30外圆和螺纹，粗车偏心部位，留精

加工余量。

5）加工带台阶的自制软爪。

6）加工件二、件三的偏心套。

7）件二、件三以辅助定位基准面为基面，放入偏心套

内，偏心套用软爪夹紧后平头保长短。

8）件二先加工偏心圆侧面，然后依次加工外圆、内孔，