一、技術要求與工藝分析(圖(tú)1)
圖1
1、主要技術要求:
2、工藝分析:
在機(jī)器中由回(huí)轉(zhuǎn)運動轉變為往(wǎng)複運動(dòng),往往是由偏心機構或曲軸來完成(chéng)的;偏心工件和曲軸一般都(dōu)在車床上加(jiā)工。
偏心工件、曲軸與外圓車削有很多共同(tóng)點,但是偏心工件和(hé)曲軸又有它的特殊點,這就是工件的外圓和外(wài)圓之間的軸線平行而不相重合。工件的外圓軸線平行,這一現象(xiàng)即稱為(wéi)“偏心”,這兩處軸線之間的距離(lí)稱為“偏心(xīn)距”。
車偏心和車其它工件(jiàn)一樣,加工(gōng)方法不是一成不變的,而是按照(zhào)工件的不(bú)同數量(liàng),形狀和精度要求相應地采用(yòng)不同(tóng)的方法。
首先要考慮零件的形狀、尺寸精度和公差要求,選擇合(hé)適的加工工藝。因此,事前的工藝分析一定要準確,當然可靠的加工方法和步驟(zhòu)也是至關重要的。
(1)偏心工件的形狀全靠(kào)車削加工出來,因(yīn)此(cǐ),應慎重考慮,必須選擇好加工工藝與加工步驟。
(2)偏心工件可(kě)采用兩頂尖裝夾車削的(de)方法。為了(le)保證偏心(xīn)外圓與軸心線的(de)平行度和其它相關精(jīng)度要求,車削偏心部分時,車刀必須要有足夠的強度。要注意:硬質合金車刀在車削時易被碰壞,車偏心(xīn)工件時頂尖(jiān)受力不均勻,前頂尖容(róng)易損壞或移位的現象。因此(cǐ),必須要經(jīng)常檢查。
(3)在用兩頂(dǐng)尖頂車偏心工件前,首先用(yòng)三(sān)爪自動定心卡盤夾住工件一端外圓,車(chē)削(xuē)工(gōng)件(jiàn)另一端的平麵後(hòu)鑽中(zhōng)心孔,一夾一頂裝夾車削外圓至尺寸要求,長度盡可能車得長些。調頭再用三(sān)爪自動定心卡盤夾住已加工外圓,定好工(gōng)件的總長,平端麵、鑽中心孔,工件兩(liǎng)端麵(miàn)的(de)表麵粗糙度應達到要(yào)求(qiú)。
二、加工難點及解決方法:
1、偏心工件中心(xīn)孔(kǒng)的加工質量對工件的加工精度影響很(hěn)大,偏心工件兩端各對中心孔(kǒng)的位置要求(qiú)一一對(duì)應,如果兩端中心孔不在同一直線上,造成軸線歪斜,或中心孔表麵加工不圓(yuán)整、不光滑;都會嚴(yán)重引起曲軸工件加工後的形狀誤差和位置誤差。所(suǒ)以,精度要求較高的偏心工(gōng)件,中心孔一般都(dōu)應(yīng)在精(jīng)度較高的坐標鏜床(chuáng)上加工。
2、在兩頂尖上(shàng)裝夾(jiá)偏心工(gōng)件,由於工件外圓上的受力點(diǎn)分布不均勻,會使裝夾不牢固,開車後(hòu)或切削加工中將產生較大的離心力和(hé)衝(chōng)擊(jī)振動,會使工件出現不(bú)圓度和工(gōng)件外圓切削振動等,甚至會發生嚴重事故。
3、加工較長的曲軸工件時,最突出的矛盾是工件剛性差,回轉不(bú)平衡,容易變形,加工(gōng)較困難;曲軸加工後用支撐螺(luó)釘支撐的方法可增加工件剛性,減少變形和(hé)振動;但一定要注意頂尖和支(zhī)撐螺釘不能(néng)頂(dǐng)得過緊,過(guò)緊會(huì)使工件彎曲變(biàn)形;若支撐螺釘頂得太鬆則(zé)起不到支承作用,加工中螺釘容易飛出來發生事故。
4、偏心工件(jiàn)裝夾後,原中心(xīn)線已偏移一定距離,為了防止打壞車刀產生事故,進刀(dāo)切削時應先從工件(jiàn)最高點開始。
5、檢查偏心距e時,工件應在頂在(zài)兩頂尖間打百分表測量。(百分表(biǎo)上的最大讀數-最小讀(dú)數=2e),如果百分表量程不夠,可加塊規(guī)或在高度遊標尺上安裝百分表和測量。
6、車削偏心工件,切削速度不宜選得過高,車刀前(qián)角與後角不宜磨得(dé)過大。
7、車偏心工件(jiàn)時頂尖受(shòu)力不(bú)均勻,前頂尖容易損壞(huài)或移位。因此必(bì)須經常檢查並保證(zhèng)兩頂尖處在有摩擦力又有間隙的狀況。
8、注意調整車床主軸的間隙,特別(bié)是當車床精度(dù)較差時(shí),更顯(xiǎn)得重要。
三、本例(lì)題加工方法與步驟
圖2
2、在軸的兩端麵上塗色,把工件放(fàng)在(zài)V形架上進行劃線,用劃針盤(或(huò)遊標高度尺)先在端麵和外圓上劃一條與工件中心線等高水平線。 (圖3)
圖3
把工件轉動90°,用90°角(jiǎo)尺(chǐ)對齊已劃好的中心線,在端麵上和(hé)外圓Φ60mm上劃出垂直中心線,在兩端(duān)劃出一條偏(piān)心距為13±0.1mm的中心線,再在兩端劃出另一條偏心(xīn)距13±0.1mm的中心線,見(圖4)、(圖5)。在4個偏心中心(xīn)精確鑽出(chū)4個3mm的中心孔。
圖4 圖(tú)53
用平行夾夾住Φ60 0 -0.1 mm的外圓,在兩曲(qǔ)軸中心頂尖間裝夾(jiá),粗、精車曲軸部外圓尺寸Φ28-0.010 -0.035 mm×40mm,及Φ20 -0.010 -0.018mm×30 +0.1 0mm。
注意末注圓角R1的(de)加工。(圖(tú)6)
圖6
4、用平行夾夾住Φ60 0 -0.1 mm的外圓,在兩支承軸頸中心頂尖孔間裝夾工件,並在(zài)已加工曲軸中間凹槽裝上支撐螺釘來增加曲軸剛性;使用支(zhī)撐螺釘時,要保證(zhèng)螺釘有足夠的支撐力,防(fáng)止螺釘甩出。更要注意:防止支撐(chēng)力過大,使曲軸變形。粗車Φ30mm×74mm,控製中間壁厚8 mm和倒角45°及長度。(圖7)
圖7
5、調頭:用平行夾夾住Φ30mm的外圓,在兩支承軸(zhóu)頸中心(xīn)頂尖間裝夾工件,粗(cū)、精車Φ25 0 -0.05 mm×29mm和Φ20mm-0.010 -0.018×25mm至尺寸要求並倒角1×45°,控製中間壁厚尺寸8mm和倒(dǎo)角45°及長度。(圖8)
圖8
6、調頭:用平(píng)行夾夾住Φ20 mm的外圓(yuán),在兩支承軸頸中心頂尖間裝夾工件,粗、精車Φ28 0 -0.05 mm×75mm和Φ20mm-0.010 -0.018×71mm及錐度1:5至尺寸要求,控製中間壁(bì)厚尺寸8mm及倒(dǎo)角1×45°。 (圖9)
圖9
至此,加工工序已基本結束,倒棱去毛刺後送(sòng)檢。
四、檢查方法
1、采用兩頂尖的(de)方法(見圖10),把百分表安裝在刀架上,百分表的觸頭指在已精車Φ60±0.1的外圓上,將(jiāng)曲軸作上(shàng)下少量(liàng)的轉動,在最高點處百分表置零,再將百分表觸頭指在Φ60±0.1的(de)外圓最低處,將曲軸作少量的轉動,在最低處讀數,最高數-最低數=實(shí)際偏心距。用同樣方法分別在兩處取實際偏心值,兩(liǎng)數值的平均值即為工件的偏心距。但這個方法隻適應偏心距小於百分表可測範(fàn)圍的情況下,對偏心距較大的(如本例偏心距為26)應采用下述方法。
圖(tú)10
2、仍采用兩頂尖的方法(見圖11),把百分(fèn)表(biǎo)安裝在高度遊標尺上,高度遊標尺(chǐ)放在已卸去刀架的小滑板上,百分表的觸(chù)頭指在已精(jīng)車Φ60±0.1的外圓上(shàng),利(lì)用高度遊標尺作整讀數,百分表作微讀數,在最高處和最低處的讀數相減,求出其偏心(xīn)距(jù)。也(yě)可用塊規(guī)求(qiú)出偏(piān)心(xīn)距,其餘按上述方法即可。
圖11
3、平(píng)行度的測量(如圖12),把工件兩端軸頸妥放在專用檢驗工具上,再在垂直和水平4個不同位置檢查曲軸軸線對兩(liǎng)端軸頸軸線的平行度,其平均誤差應小於圖紙規定的公差0.05mm。
圖12
車削時,先把(bǎ)工件車到需要的直徑和長度,並把兩個端麵車平。然後在三爪卡(kǎ)盤(pán)的一個或兩個卡爪上墊上適當形狀和厚度的墊片,就可以(yǐ)車削偏(piān)心部分了(le)。 墊片的形狀和厚(hòu)度,可以根據偏(piān)心距的大小不同來選擇。由於(yú)墊片(piàn)的形狀(zhuàng)不同,所以墊片厚度尺寸的計算方法也有所不同。 1、方形墊片厚度的計算:車削偏心距較小(e ≤5~6mm)的(de)偏心工件,可以用方形墊片如圖13。
圖13
其墊片厚(hòu)度可用下麵近似公式計算:
X = 1.5e(1-山公式2圖 )
式中:X—墊片厚度(mm)
e—偏心工(gōng)件(jiàn)的(de)偏心距(mm)
d—偏心工件卡爪夾住部分的直徑(mm)。
圖(tú)中所示偏心(xīn)工(gōng)件卡(kǎ)爪夾住部(bù)分的直徑為60mm,偏心距為4mm,其墊片厚(hòu)度為:
X = 1.5×4( 1- 山公(gōng)式3圖 ) = 6×0.9917 = 5.95(mm)
2、扇形墊片(piàn)厚度的計算
在車削偏心距較(jiào)大(e>6mm)的工(gōng)件時(shí),可以(yǐ)應用扇形(xíng)墊片(piàn)如圖14。
圖(tú)14
扇形墊片的(de)厚度可(kě)用下(xià)麵的近似的(de)公式計算:
X = 1.5e( 1 + 山(shān)公式4圖 )
如一偏心(xīn)工件直徑為36mm,偏心距為10mm,其扇形墊片厚度為:
X = 1.5 × 10 × (1 + 山公式5圖 ) = 16.14(mm)
3、墊片厚度的修正
由於通過計算得出的墊片厚度隻是個近似值,而三爪卡盤卡爪精度(dù)、墊片材料的(de)硬度和強度(dù)等因素也影響著偏心距;而且在(zài)實際操作中,使用按計算厚度的墊片加工偏(piān)心零件,往往大於所(suǒ)需要的偏心距,這就需要用試驗的(de)方法修正墊片厚度。一般是根據計算的墊片(piàn)厚度先車削(xuē)一個偏心工件,接著檢驗這個工件的偏心距,測出(chū)偏心誤差值(zhí)並適當修正墊片厚度,直到(dào)加工出偏心距合格的零件為止。
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