打偏心軸中心孔和靜平衡試驗(yàn)兩用裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

■ 中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司 （陜西 710201） 韓銘金

長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)于超過(guò)專用機(jī)床加工范圍的偏心軸，或單件、小批量的偏心軸的精加工，均在通用的鏜床和車床上加工。其工藝流程：①以精加工過(guò)的非偏心軸為基準(zhǔn)，劃凸輪中心孔線。②在鏜床或龍門銑床上找正，打兩端凸輪中心孔。③在車床上頂兩端偏心中心孔，精車凸輪外圓及端面。由上述工藝流程發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：由于偏心凸輪外圓經(jīng)過(guò)半精加工后余量很小，找凸輪的最大點(diǎn)劃偏心中心孔難度大；若偏心中心孔距有嚴(yán)格的尺寸公差要求，按劃線找正方法加工偏心中心孔，不能保證偏心中心孔距的尺寸公差要求。

軸類的靜平衡機(jī)械性能試驗(yàn)通常是在專用裝置上進(jìn)行，由于該裝置規(guī)格不同，對(duì)于較大型裝置，所要求做靜平衡機(jī)械性能試驗(yàn)的軸類不多，操作過(guò)程時(shí)間很短，大多數(shù)時(shí)間該裝置都處于閑置狀態(tài)，是一種資源浪費(fèi)。

針對(duì)以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)了打偏心軸中心孔和做靜平衡試驗(yàn)兩用裝置。

1. 兩用裝置的設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)原理：依據(jù)軸類零件的支撐需要平穩(wěn)性好和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦阻力小的特點(diǎn)。在前后兩端各采用一組滾動(dòng)軸承形成4點(diǎn)支撐方式，每套滾動(dòng)軸承又分別安裝在4套各自獨(dú)立的支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)在底座中的燕尾槽移動(dòng)，調(diào)節(jié)支撐尺寸；在底座中部通過(guò)燕尾槽設(shè)計(jì)兩套各自分別獨(dú)立的螺旋V形架和各自獨(dú)立的壓具用來(lái)對(duì)軸進(jìn)行裝夾定位。

（2）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。部件的構(gòu)成（見圖1）：4套分別獨(dú)立的支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均由豎板、螺栓、調(diào)節(jié)絲桿、開口銷、螺母、支架、軸端擋板、軸、滾動(dòng)軸承和軸承蓋等組成。其中滾動(dòng)軸承外圓可沿其切向自由轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)節(jié)絲桿通過(guò)螺母和開口銷定位可在支架孔中轉(zhuǎn)動(dòng)；兩套分別獨(dú)立的螺旋V形架和兩套分別獨(dú)立的壓具均可上下調(diào)節(jié)。

圖 1

兩用裝置的構(gòu)成（見圖1）：4套分別獨(dú)立的支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)各自支架下端的燕尾鍵，插入底座燕尾槽中，將各自螺栓5通過(guò)豎板與底座把合為一體，其最大調(diào)節(jié)距離為2L，如圖2所示。再將各自縱向基準(zhǔn)板通過(guò)螺栓6與底座把合為一體；最后將兩套各自獨(dú)立的螺旋V形架通過(guò)其下端燕尾鍵插入底座燕尾槽中就位。兩套壓具通過(guò)底座中長(zhǎng)孔與機(jī)床工作臺(tái)聯(lián)接而成。

2. 兩用裝置的應(yīng)用

（1）工藝可行性分析（見圖3）。吊裝的安全性：由圖1可知，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于吊裝，安全性有保障。支撐的平穩(wěn)性：由圖3可知，在同一個(gè)平面的4點(diǎn)支撐平穩(wěn)性好。裝夾的方便性：由圖3可知，調(diào)整兩套螺旋V形架與軸面相接觸后，用壓具裝夾，簡(jiǎn)單快捷。定位的可靠性：由圖3可知，由于滾動(dòng)軸承阻尼系數(shù)小，在偏心力距的作用下，使偏心軸中的凸輪的最大點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向的最低點(diǎn)上。定位準(zhǔn)確可靠。找正的簡(jiǎn)單性：由圖3可知，4套分別獨(dú)立的支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)高度相等，4個(gè)支撐點(diǎn)在一個(gè)平面內(nèi)，只需要調(diào)節(jié)軸向位置就可定位，方向找正簡(jiǎn)單。加工的準(zhǔn)確性：由圖2可知，以主軸外圓為基準(zhǔn)，可定凸輪的中心孔，準(zhǔn)確度高。檢測(cè)的可操作性：由圖2可知，軸的中心孔和凸輪的中心孔均布軸的端面上，可用卡尺對(duì)偏心距直接進(jìn)行測(cè)量，可操作性好。

圖 2

（2）工藝方法的實(shí)施。偏心軸中心孔的加工：兩用裝置的定位裝夾，如圖3所示。首先將兩用裝置放置鏜床或龍門銑床工作臺(tái)上，以其底面為水平基準(zhǔn)，用百分表按側(cè)面找歪正。然后，通過(guò)螺栓和壓板將其與機(jī)床工作臺(tái)聯(lián)接固定。

偏心軸的定位，如圖2及圖3所示：將偏心軸放置到兩用裝置上，使其非偏心的主軸與4個(gè)滾動(dòng)軸承相接觸，在偏心力距的作用下，凸輪的最大點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到鉛垂方向的最低點(diǎn)上；用兩套各自獨(dú)立的螺旋V形架和各自獨(dú)立的壓具對(duì)主軸進(jìn)行支撐和裝夾。

打凸輪中心孔，如圖2所示：以偏心軸中非偏心的主軸外圓為基準(zhǔn)，跑坐標(biāo)（橫坐標(biāo)H，縱坐標(biāo)K＋J）定凸輪中心孔位置。將其中心孔加工到圖樣要求。

做靜平衡機(jī)械性能試驗(yàn)，如圖4所示。首先，將兩用裝置放置到地平臺(tái)上。脫開其兩套各自獨(dú)立的螺旋V形架和各自獨(dú)立的壓具。然后將光軸放置到支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的軸承外圈上，轉(zhuǎn)動(dòng)光軸到光軸自然停止不動(dòng)為止，其過(guò)程中如果沒(méi)有反轉(zhuǎn)為靜平衡試驗(yàn)符合要求。如果其過(guò)程有反轉(zhuǎn)為不符合要求，需要配重，重新進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)工作直到符合要求為止。

3. 結(jié)語(yǔ)

該裝置一機(jī)兩用，可有效地保證加工零件的質(zhì)量，降本增效，減少資源浪費(fèi)，并且已獲得國(guó)家專利，其專利號(hào)：201420516076.5。

圖 3

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[1] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．

[2] 方若愚．機(jī)械裝配測(cè)量技術(shù)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996．