典型偏心軸車削技術(shù)研究

張鐵濤

（西安工程大學(xué)，西安 710600）

偏心零件加工（EsM）是機(jī)械加工過程中的一個(gè)難點(diǎn)，大多通過三爪及四爪卡盤對(duì)偏心軸承與凸輪等大心零件予以加工，基本都會(huì)運(yùn)用常規(guī)機(jī)床。而伴隨科技的進(jìn)步，對(duì)偏大心零件的需求已不可同日而語，因此人們對(duì)其精度也提出了更高的要求。本文將以典型偏心軸車削技術(shù)研究為切入點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行深入的探究。

1 偏心工件零件的工藝分析

EsM工件的偏心輪具有較大的直徑，在大端小端的加工環(huán)節(jié)需依附于心軸作為輔助。加工小端外圓，要注意偏心外圓垂直偏差。在加工過程中要使直徑大的余量大些，便于在加工發(fā)生誤差時(shí)進(jìn)行調(diào)整。EsM外圓時(shí)，需依附于特定的夾具，在此基礎(chǔ)上對(duì)EsM外圓表面予以粗加工，同時(shí)微調(diào)EsM工件線及軸線間距離，如下述75+0.03-0.03mm，而平行度公差則為0.03mm。

同時(shí)對(duì)零件予以熱處理，使零件達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

精加工大端面，先加工偏心外圓的側(cè)面，使偏心面的寬度超過40.5+0.20，加工側(cè)面到軸端面的距離在127mm，加工軸表面精度要超過Φ60h6，Φ50h6。

細(xì)致地加工小端面，首先要對(duì)外圓的側(cè)端予以EsM，盡可能讓偏心面的寬度大于40+0.1-0.1，使側(cè)面到軸端面為（275±0.15）mm，加工精度要求要超過Φ60h6，Φ50h6。

2 毛坯的選定

零件機(jī)械加工的工序量、耗材量以及勞動(dòng)量，在一定程度上會(huì)受到毛坯的影響，毛坯的外形及尺寸越接近成品，那么零件的工序、耗材以及勞動(dòng)量就越少，這將從根本提高機(jī)械加工的效率。所以，毛坯的選定要側(cè)重于機(jī)械加工與毛坯制造兩方面，進(jìn)而減少成本。毛坯類型主要包括鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接以及型材等。人們要根據(jù)實(shí)際情況選定適合的毛坯，從而全面提高加工效率及收益。

此次所研究的偏心工件材料為45鋼，其綜合機(jī)械性能優(yōu)異（主要適用于承載大沖擊、載荷高的零件）。

3 基準(zhǔn)設(shè)計(jì)

基準(zhǔn)主要包括兩種，即粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)。

3.1 粗基準(zhǔn)

粗基準(zhǔn)就是將未加工的表面當(dāng)成基礎(chǔ)的定位基準(zhǔn)，而粗基準(zhǔn)的選擇需遵循下述標(biāo)準(zhǔn)：要控制加工及非加工面間的范圍。在有效權(quán)衡余量的先決條件下，為后期流程預(yù)置精基準(zhǔn)。為了確保加工面和非加工面間的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，盡可能擇取非加工面為粗基準(zhǔn)。在余量分配時(shí)，人們需注意以下問題：首先，使加工面都能夠留出一定的余量，粗基準(zhǔn)盡可能擇取毛坯余量小面；其次，為了確保主要加工面余量的均勻性，要擇取主要加工面作為粗基準(zhǔn)。選作粗基準(zhǔn)的表面要具有一定的光潔性，避開鍛造飛邊、分型面以及毛刺等區(qū)域，進(jìn)而確保其精準(zhǔn)性，在進(jìn)行裝夾的過程中，要選擇結(jié)構(gòu)簡單、便于操作的夾具。

3.2 精基準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)精基準(zhǔn)的過程中，要從根本確保加工的精度與裝夾的便捷性，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)重合原則。

基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是指在工件加工環(huán)節(jié)要采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。工件上有多個(gè)表面加工，就存在多個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在相同基準(zhǔn)中，若相同的基準(zhǔn)面和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)無顯著差異，而且達(dá)到了基準(zhǔn)制衡的基本理念，其具有一定的精度。在特定表面的精加工，定位基準(zhǔn)可以以加工表面為基礎(chǔ)，這樣只需微調(diào)加工表面的精度。為了從根本控制加工面區(qū)域間的精度，提高其加工余量及均勻性，人們可利用多次加工的措施，并遵循互為基準(zhǔn)的基本方式。粗基準(zhǔn)最好只使用一次，不要重復(fù)使用，以免產(chǎn)生較大的位置偏差。

4 熱處理

此次研究的偏心工件擇取調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理就是淬火加高溫回火的熱處理技術(shù)。淬火是為回火過程中調(diào)整及改善鋼的性能所做的準(zhǔn)備，回火在一定程度上影響工件最終的機(jī)械性能，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理能夠獲取強(qiáng)度、塑性以及韌性俱佳的機(jī)械性能。

5 加工方法的選擇

加工方法會(huì)受被加工材料、種類以及技術(shù)條件的影響。因此，要依附于上述條件選擇加工形式，進(jìn)而達(dá)到零件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性以及生產(chǎn)效率的標(biāo)準(zhǔn)。

在此次研究中，筆者設(shè)計(jì)了以下加工方法：檢查工件毛坯有無質(zhì)量缺陷，夾緊后車兩端平頭，以各待加工面為基面，找正后進(jìn)行中心打孔；先加工大的偏心面，完成后按順序?qū)S面進(jìn)行加工，遵循從粗至細(xì)的加工原則；完成夾緊，車兩端平頭，以各待精加工面為基面，找正后進(jìn)行中心打孔；先加工偏心圓側(cè)面，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)順序加工外圓面，依據(jù)直徑大小順序進(jìn)行加工，直徑大者優(yōu)先加工；先加工偏心圓側(cè)面，在此基礎(chǔ)上依次加工外圓面，根據(jù)直徑由大至小進(jìn)行加工；加工偏心圓外圓。

6 加工余量與工序尺寸

偏心工件零件材料是34CrNiMo，材料的性能δb=0.686GPa，模式為成批生產(chǎn)，毛坯通過模鍛制造。

粗銑兩端面，加工中心孔，確?？傞L度尺寸為482mm，在此基礎(chǔ)上確保偏心圓側(cè)面到大端面的尺寸為128mm；要先加工偏心外圓，使其尺寸控制在41mm。在粗車的過程中，留加工余量1mm，尺寸從大至小分別為Φ62mm，Φ52mm，Φ44mm；車削偏心外圓面。調(diào)整中心距為（75±0.3）mm與外圓直徑Φ212.5mm。

精銑兩端面與精修中心孔。工序尺寸為280mm，確保大端至偏心圓側(cè)面為127mm；確保偏心圓工序大小為40.5+0.20mm，Φ62h6，Φ55h6表面粗糙度控制在Ra3.2μm；精車小端面，確保偏心圓工序尺寸控制在40+0.1-0.1mm。

7 結(jié)語

此次設(shè)計(jì)中，由于零件機(jī)械加工的工序量、耗材量以及勞動(dòng)量在一定程度上會(huì)受到毛坯的影響，毛坯的外形及尺寸越接近成品，那么零件的工序、耗材以及勞動(dòng)量就越少，這將從根本提高機(jī)械加工效率，所以毛坯的選定要側(cè)重于機(jī)械加工與毛坯制造兩方面，進(jìn)而減少成本。毛坯類型主要包括鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接以及型材等。根據(jù)實(shí)際情況，人們要選定適合的毛坯，從而全面提高加工效率及收益。此次所研究的偏心工件材料為45鋼，其綜合機(jī)械性能優(yōu)異。此次設(shè)計(jì)基準(zhǔn)采用粗基準(zhǔn)，將未加工的表面當(dāng)成基礎(chǔ)的定位基準(zhǔn)，而粗基準(zhǔn)的選擇需遵循下述標(biāo)準(zhǔn)：要控制加工及非加工面間的范圍；在有效權(quán)衡余量的先決條件下，為后期流程預(yù)置精基準(zhǔn)；為了確保加工面和非加工面間的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，盡可能擇取非加工面為粗基準(zhǔn)。

在余量分配時(shí)，人們需注意以下問題：使加工面都能夠留出一定的余量，粗基準(zhǔn)盡可能擇取毛坯余量小面；為了確保主要加工面余量的均勻性，要擇取主要加工面作為粗基準(zhǔn)。選作粗基準(zhǔn)的表面要具有一定的光潔性，避開鍛造飛邊、分型面以及毛刺等區(qū)域，進(jìn)而確保其精準(zhǔn)性，在進(jìn)行裝夾的過程中，要選擇結(jié)構(gòu)簡單、便于操作的夾具。加工方法的選擇會(huì)受被加工材料、種類以及技術(shù)條件的影響。因此，人們要按照上述條件選擇加工形式，進(jìn)而達(dá)到零件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性以及生產(chǎn)效率的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。