對(duì)稱雙偏心薄壁套工藝分析與車削方法

摘要：主要介紹了對(duì)稱雙偏心薄壁套工件精加工采用的工藝方法。分析了加工中存在的技術(shù)難點(diǎn)，進(jìn)一步提出薄壁的車削方法，高精度偏心距、對(duì)稱度、同軸度的校正方法，需要注意的工藝措施，具體的操作步驟，從而有效地保證了工件精度的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：薄壁;偏心孔;高精度;難度大;校正方法;加工方法

中圖分類號(hào)：TG51????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1671-2064（2019）17-0000-00

0引言

2008年8月，筆者參加了山西省人社廳組織的全省技工學(xué)校職業(yè)技能大賽，技能操作考題是車削對(duì)稱雙偏心薄壁套工件，取得較好成績(jī)，省人社廳給頒發(fā)了技師證書。多年來(lái)，教學(xué)中常常分析、驗(yàn)證當(dāng)時(shí)采用的加工方法，現(xiàn)在總結(jié)出來(lái)，供同行參考。

尺寸精度高的薄壁孔、偏心孔是車工的加工難點(diǎn)，再加上高精度的同軸度、對(duì)稱度等形位公差技術(shù)要求，綜合在一個(gè)工件上，如圖1。

如何采用正確的方法才能保證加工質(zhì)量，對(duì)操作者既是挑戰(zhàn)，又是考驗(yàn)，下面就主要分析精車的困難和解決方法。

1基準(zhǔn)先行原則

精車的第一道工序是先把左端面光一刀，依次將兩個(gè)外圓?58、?45和一個(gè)內(nèi)孔?38精車完畢，為后面的校正提供測(cè)量基準(zhǔn)，有了測(cè)量基準(zhǔn)，才能方便控制其它表面的形位精度;第二道工序是分別校正兩個(gè)偏心孔的偏心距5，并控制對(duì)稱度，粗精車偏心孔?18;最后一道工序是找正同軸度基準(zhǔn)，精車右端的外圓?44和內(nèi)孔?42。

2?薄壁、剛性差，易變形、振動(dòng)，圓度、圓柱度、表面粗糙度難控制

工件左端壁厚3.5mm，右端壁厚只有1mm， 精車的基本原則是只有降低切削力，才能有效克服振動(dòng)和變形。具體方法是：三個(gè)外圓都用90°硬質(zhì)合金刀高速切削，只要刀具鋒利，能有效降低徑向切削力，在一次走刀中同時(shí)控制尺寸精度、圓度、圓柱度、表面粗糙度，而且速度快;精車兩個(gè)大孔?38、?42用高速鋼刀低速切削，因?yàn)榫囃鈭A后，壁厚變小，剛性進(jìn)一步降低，還用硬質(zhì)合金刀高速切削精車內(nèi)孔，容易產(chǎn)生頻率振動(dòng)，影響表面粗糙度。而高速鋼車刀刃口鋒利，工件轉(zhuǎn)速慢，能克服這些缺陷產(chǎn)生。

3偏心距精度要求高，校正難度大

單個(gè)偏心距換算為5，精度高，單件生產(chǎn)，又是技能大賽，考的就是精度控制能力，所以要求在三爪卡盤上校正車偏心，難度就更高。

多次實(shí)踐證明，需要校正的工件，夾緊的部位不能長(zhǎng)，夾的長(zhǎng)，用銅棒敲擊工件，工件的位置無(wú)法調(diào)整;如果夾的偏短，會(huì)形成欠定位，車削時(shí)造成工件飛出。夾持長(zhǎng)度以18-20mm最好，即方便調(diào)整位置誤差，夾緊后車削也安全。

偏心的具體校正步驟如下：

（1）檢查卡盤本身的偏心距誤差。在三爪卡盤上夾緊一根?20的心軸，用百分表檢查三個(gè)卡爪的跳動(dòng)誤差，取讀數(shù)最小的一個(gè)卡爪做記號(hào)，再測(cè)量記號(hào)卡爪旋轉(zhuǎn)180°的最大跳動(dòng)量，這個(gè)最大跳動(dòng)量誤差的一半就是卡盤本身的偏心距e_卡。

（2）計(jì)算偏心墊塊厚度x。x=1.5（5-e_卡），為方便調(diào)整，墊塊要做成圓弧形，圓弧的半徑R29.2-R29.3，寬度略大于卡爪厚度，墊塊厚度規(guī)格分別是7.35、7.2、7.0、6.8幾種，能根據(jù)卡盤偏心距誤差進(jìn)行選擇;再準(zhǔn)備一些0.02、0.05、0.10、0.15、0.20等規(guī)格的銅皮或者報(bào)廢的塞尺，能按照計(jì)算的總厚度微量調(diào)整。

（3）工件的安裝。用銅皮包住?58精車外圓，在做記號(hào)的卡爪下面墊上計(jì)算好厚度的偏心墊塊，夾緊工件。注意兩點(diǎn)：工件的夾緊長(zhǎng)度18-20mm;每次夾緊、松開(kāi)固定使用記號(hào)卡爪對(duì)應(yīng)的鑰匙孔。

（4）百分表測(cè)量?45外圓的平行度誤差。百分表測(cè)量?45外圓對(duì)主軸軸線的平行度，并用銅棒校正，控制平行度誤差0.02以內(nèi);一側(cè)合格后，卡盤帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)90°左右，檢查另一側(cè)的平行度誤差，反復(fù)檢查直至兩側(cè)平行度都合格。這是校正偏心距之前最關(guān)鍵的一步，不能省略。

（5）百分表測(cè)量偏心距5的誤差。在?45外圓的左右兩端分別測(cè)量跳動(dòng)量，跳動(dòng)量的一半就是實(shí)際偏心距。若超差（e超），增或減修正薄銅皮厚度x=1.5（e超）。重新夾緊工件，再測(cè)量平行度誤差和偏心距誤差，直至合格，才能加工第一個(gè)偏心孔。

4?偏心孔的對(duì)稱度0.012要求高 ????

在加工現(xiàn)場(chǎng)的主要量具就是一個(gè)10mm量程的百分表，怎么才能找到對(duì)稱度的測(cè)量基準(zhǔn)是關(guān)鍵。筆者采用了一個(gè)簡(jiǎn)單有效的辦法，第一道精車工序結(jié)束后，不要拆卸工件，把高度尺放在床身導(dǎo)軌上，用量爪在?45外圓表面輕輕劃一條水平的軸向基準(zhǔn)線（注意劃線不能用力，避免劃傷精加工的外圓面）。

以這條線為基準(zhǔn)，校正兩個(gè)偏心孔的偏心距5，其中第一個(gè)孔的最低點(diǎn)測(cè)量值要在基準(zhǔn)線上;校正第二個(gè)偏心孔時(shí)，工件繞軸線旋轉(zhuǎn)180°，基準(zhǔn)線在記號(hào)卡爪的對(duì)面，百分表測(cè)量最高點(diǎn)讀數(shù)也是在這條基準(zhǔn)線上，需要注意的細(xì)節(jié)是，基準(zhǔn)線要對(duì)齊記號(hào)卡爪，必要時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)工件微量調(diào)整，無(wú)論最低點(diǎn)或最高點(diǎn)，目測(cè)百分表測(cè)量頭的中心通過(guò)基準(zhǔn)線。再加上校正偏心時(shí)，?45外圓兩條側(cè)母線的平行度誤差在0.02以內(nèi)，就把各種影響對(duì)稱度的誤差降到最低，基本在偏心孔總長(zhǎng)35mm范圍內(nèi)能達(dá)到對(duì)稱度0.012mm的要求。這個(gè)過(guò)程與前面偏心距的校正是同時(shí)進(jìn)行，是這個(gè)工件最復(fù)雜的操作難點(diǎn)，而且費(fèi)時(shí)，最快的能在20分鐘左右找正一個(gè)偏心距和對(duì)稱度，共校正兩次。

5第二個(gè)偏心孔斷續(xù)切削加工難度大

兩個(gè)偏心孔深度長(zhǎng)，從刀尖算起，刀桿伸出長(zhǎng)度在65左右，剛性差，容易振動(dòng);孔徑比較小，觀察困難;尤其第二個(gè)偏心孔加工時(shí)，切削不對(duì)稱，斷續(xù)切削引起振動(dòng)。

鉆第二個(gè)偏心孔時(shí)，為防止鉆頭偏移，可在刀架上安裝檔鐵，靠近工件孔口，對(duì)鉆頭棱邊輔助支承，以抵抗非對(duì)稱的切削力，同時(shí)降低主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，避免鉆頭切削刃崩刃;精鏜孔時(shí)，也存在同樣的現(xiàn)象，不能采用硬質(zhì)合金鏜刀精鏜，易崩刃，應(yīng)該用高速鋼刀低速精鏜，保證工件的加工精度是核心內(nèi)容。

6?44外圓同軸度控制難

?44外圓軸線與?45外圓軸線有直徑公差為?0.02的同軸度要求，因此在精車?44外圓之前必須對(duì)工件再一次進(jìn)行找正。難點(diǎn)是墊銅皮夾?58外圓后，需要找正的精基準(zhǔn)外圓都在卡爪里面。

解決方法是：粗車?44外圓臺(tái)階處時(shí)，?58外圓的寬度留成30長(zhǎng)，這也是一個(gè)關(guān)鍵的工藝處理，因?yàn)?58基準(zhǔn)外圓測(cè)量長(zhǎng)度越長(zhǎng)，找正精度就越高，能提高被測(cè)要素的控制精度，且在校正偏心距、對(duì)稱度時(shí)，方便銅棒敲擊?58外圓面。操作時(shí)，薄銅皮撕成兩塊墊在工件和卡爪之間，利用卡爪留出的兩處空隙測(cè)量基準(zhǔn)外圓，先找正?58外圓兩側(cè)母線的平行度0.015以內(nèi)，再檢查?58外圓的跳動(dòng)量是否在0.02以內(nèi)。如果跳動(dòng)量超差，利用校正偏心原理，在卡爪上墊薄銅皮消除偏心，使?58外圓軸線與機(jī)床軸線同軸，也就保證了被加工外圓的同軸度，最后先精車右端面控制平行度，再精車外圓?44和內(nèi)孔?42。

7需要注意的兩個(gè)細(xì)節(jié)

（1）工件兩端外圓與孔口的倒角要在校正合格后精車之前先加工，尤其是工件右端，如果精車后再倒角，容易在徑向力作用下發(fā)生變形，甚至扭曲報(bào)廢，倒角的進(jìn)給速度一定要慢、穩(wěn)。

（2）去除?58外圓預(yù)留的10mm長(zhǎng)度余量，在同軸度校正合格后完成，不能用切斷刀徑向車削，徑向力會(huì)使校正精度改變，應(yīng)該用90°刀小吃刀、慢進(jìn)給，多次進(jìn)給車去多余部分材料。

對(duì)稱雙偏心薄壁套工件的加工方法，綜合應(yīng)用了車工工藝、公差配合的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提高車工操作技能、提高產(chǎn)品加工精度有很好的實(shí)踐性和可行性，在歷年學(xué)生技能大賽培訓(xùn)中也取得了良好的教學(xué)效果。

專業(yè)技能教學(xué)重在教會(huì)學(xué)生正確的操作方法，所以教師在專業(yè)學(xué)習(xí)上首先要尋根溯源掌握正確的專業(yè)基礎(chǔ)理論和規(guī)范的操作技能，學(xué)生采用合理正確的方法練習(xí)，能起到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。合理的正確方法是指某種技能的核心要領(lǐng)，在這個(gè)要領(lǐng)指導(dǎo)下操作，就容易控制工件加工精度。某些技能的操作方法表面上看起來(lái)正確，但是核心要領(lǐng)不過(guò)關(guān)，甚至是錯(cuò)誤的，必然會(huì)導(dǎo)致工件精度降低或不合格。專業(yè)技術(shù)人員在實(shí)踐中也要探索、創(chuàng)新、發(fā)明核心操作要領(lǐng)，前提是要有正確的工藝?yán)碚撝笇?dǎo)，經(jīng)得起理論分析、推敲;經(jīng)得住實(shí)踐的檢驗(yàn)。

很多事實(shí)證明，個(gè)人本職專業(yè)沒(méi)有核心技能與技術(shù)，生產(chǎn)作業(yè)中很難獨(dú)立全面的開(kāi)展工作，影響工作質(zhì)量和生產(chǎn)效率;一個(gè)國(guó)家某些領(lǐng)域沒(méi)有核心技術(shù)，在國(guó)際上就沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)，發(fā)展中就要處處受別國(guó)限制;我們要教育學(xué)生把個(gè)人的前途與祖國(guó)的發(fā)展強(qiáng)大緊緊的聯(lián)系在一起，下苦功讀書練技，出好活養(yǎng)家報(bào)國(guó)。認(rèn)真做好工作中的每一件事，每一道工序精工細(xì)作、精益求精，樹(shù)立愛(ài)崗敬業(yè)、兢兢業(yè)業(yè)的職業(yè)精神做好本職工作，做合格的新時(shí)代社會(huì)主義事業(yè)接班人，凝神聚力為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)力量。

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收稿日期：2019-05-27

作者簡(jiǎn)介：張利生（1968—），男，山西清徐人，本科，高級(jí)講師，研究方向：中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造專業(yè)教學(xué)。