甘彪

摘? 要：軸類偏心零件的加工有很多種方法，每種加工方法都有著自身所適合的環(huán)境與加工工藝的要求，車床是軸類偏心零件加工的主要設(shè)備，偏心軸、偏心套的加工效率和精度與夾具密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使卡盤(pán)具有可調(diào)心的能力，同時(shí)在卡盤(pán)中增加游標(biāo)卡尺式的刻度，實(shí)現(xiàn)了卡盤(pán)的高精度調(diào)心。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但解決了中心軸在同一平面內(nèi)的多軸段偏心軸的加工要求，還大幅提高了軸類偏心零件加工效率和加工精度。

關(guān)鍵詞：可調(diào)心式;卡盤(pán);偏心零件;加工應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG51? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

軸類偏心零件是指外圓和外圓的軸線或內(nèi)孔與外圓的軸線平行但不重合彼此偏離一定距離的零件，兩平行軸線間的距離叫偏心距。偏心零件在日常的機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用是非常廣泛的，因?yàn)橐话愕妮S類零件只能帶動(dòng)零件本身自轉(zhuǎn)，而偏心軸類零件能在自身自轉(zhuǎn)的同時(shí)傳遞公轉(zhuǎn)。偏心類零件的加工工藝之所以比較復(fù)雜加工起來(lái)難度比較大，主要原因在于加工過(guò)程中很難把握偏心距，尤其是使用普通的三爪卡盤(pán)加工更難以保證零件的精度。在批量生產(chǎn)軸類偏心零件中不管是偏心軸、偏心套，主要的設(shè)備都在車床上加工，其加工原理基本相同，都是要采取適當(dāng)?shù)陌惭b方法，同時(shí)還要注意控制軸線的平行度和偏心距的精度。如果采用傳統(tǒng)方法加工，零件的裝夾校正難度大，生產(chǎn)效率低，并且難以達(dá)到尺寸公差要求。因此，對(duì)加工所使用的夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，能大大提高加工效率和加工精度。

1 三爪卡盤(pán)工作特點(diǎn)

1.1 三爪卡盤(pán)加工偏心零件的工作原理

使用三爪卡盤(pán)加工偏心零件的加工方法是在三爪卡盤(pán)的爪上墊墊片，這是一種傳統(tǒng)的加工方法，對(duì)于不同厚度的墊片會(huì)使零件軸線產(chǎn)生不同的偏移，這種偏移的距離大小就是偏心距。在使用三爪卡盤(pán)加工一定量的偏心距零件時(shí)需要計(jì)算墊片的厚度以及使用百分表找正軸線平行度、調(diào)整側(cè)母線等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)偏心零件的加工，這種傳統(tǒng)的加工方法比較適用于偏心距在一定范圍內(nèi)且零件的偏心精度不高的情況下使用。

當(dāng)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)中，零件要求偏心距大、偏心精度高且需要批量生產(chǎn)時(shí)，加工零件時(shí)所需墊片的厚度需要準(zhǔn)確計(jì)算，零件切削后還要對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正進(jìn)而重新調(diào)整墊片厚度，這對(duì)于企業(yè)批量生產(chǎn)的零件來(lái)說(shuō)這種傳統(tǒng)加墊片的方法已經(jīng)不適用。

1.2 三爪卡盤(pán)加工偏心零件的缺點(diǎn)

車削加工的墊片厚度雖然被確定，但墊片的材料及在安裝加工或加工工藝需求的不同也會(huì)直接影響加工的精度，致使生產(chǎn)的偏心零件不符合精度要求。

傳統(tǒng)的三爪卡盤(pán)在車削加工偏心軸類零件，僅適用于車削加工批量小、偏心距小、精度相對(duì)較低的偏心軸類零件。

使用三爪卡盤(pán)加工偏心零件對(duì)操作者需要比較高的理論知識(shí)來(lái)計(jì)算墊片的厚度，以及使用百分表找正軸線平行度、調(diào)整側(cè)母線容易產(chǎn)生誤差。

當(dāng)加工完第一個(gè)零件后安裝下個(gè)零件時(shí)，零件的加工準(zhǔn)確度難有保障，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效、批量生產(chǎn)。

2 可調(diào)心式偏心卡盤(pán)的設(shè)計(jì)

該可調(diào)心式偏心卡盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖 1所示，對(duì)于加工軸類偏心零件的偏心距在 0～50 mm 內(nèi)，精度為 0.02 mm 的偏心類零件，都可使用該可調(diào)心式卡盤(pán)來(lái)完成加工。該可調(diào)心式卡盤(pán)包括以下7個(gè)主要組成部分： 主軸法蘭連接體、卡盤(pán)連接體、三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)、絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、燕尾導(dǎo)軌、緊固機(jī)構(gòu)以及標(biāo)尺機(jī)構(gòu)。圖1可調(diào)心式偏心卡盤(pán)結(jié)構(gòu)中三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)通過(guò)使用6顆卡盤(pán)連接螺栓將其固定在卡盤(pán)連接體（活動(dòng)體）上，卡盤(pán)連接體（活動(dòng)體）通過(guò)燕尾導(dǎo)軌與主軸法蘭連接體連接固定。最后將車床主軸法蘭連接體（固定體）連接到車床主軸完成整體連接。絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中將絲杠螺母固定在燕尾導(dǎo)軌的凹槽內(nèi)，絲杠固定在主軸法蘭連接體的凸型燕尾內(nèi)，形成絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使其利用燕尾導(dǎo)軌做橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了提高整個(gè)可調(diào)式偏心卡盤(pán)的使用壽命，絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、燕尾導(dǎo)軌滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、緊固螺釘應(yīng)選用強(qiáng)度高、韌性好、耐磨性好的材料，如38SMi nMo等調(diào)質(zhì)材料。

3 可調(diào)心式偏心卡盤(pán)具體實(shí)施方法

可調(diào)式偏心卡盤(pán)與車床主軸連接緊固后，將刻度調(diào)至零位使其與車床主軸軸線一致，使用三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)將工件夾緊，當(dāng)需要加工一定數(shù)值的偏心距的偏心零件時(shí)松開(kāi)燕尾導(dǎo)軌的緊固螺釘，使用梅花扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠前端的六角螺柱，通過(guò)絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使其利用燕尾導(dǎo)軌做橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以此可以得到所要的偏心距，通過(guò)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)（主刻度尺、副刻度尺）的數(shù)值可以顯示偏心距的具體數(shù)值，副刻度尺的精度值為0.02 mm。偏心卡盤(pán)移動(dòng)后，通過(guò)調(diào)整螺釘和緊固螺釘將燕尾導(dǎo)軌與燕尾導(dǎo)軌鑲條（鑲條材質(zhì)采用高比重合金制作）鎖緊，達(dá)到緊固作用，進(jìn)而開(kāi)始加工零件。

4 可調(diào)心式偏心卡盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)

可調(diào)心式偏心卡盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)如下。1）可調(diào)心式卡盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、經(jīng)濟(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)，可調(diào)心式卡盤(pán)是在傳統(tǒng)的三爪卡盤(pán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)，既有三爪卡盤(pán)裝夾迅速、自動(dòng)定心和精度較高的特點(diǎn)，還能加工各種不同偏心量，適用范圍廣，具有調(diào)心操作方便、靈敏可靠、使用壽命長(zhǎng)和安全性高等的優(yōu)點(diǎn)。2）使用可調(diào)心式卡盤(pán)無(wú)需加墊片，可解決復(fù)雜的計(jì)算和安裝。3）使用可調(diào)心式卡盤(pán)在裝夾零件時(shí)具有定心快、定心精度高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)燕尾導(dǎo)軌移動(dòng)副的緊固螺紋孔都采用細(xì)牙螺紋工件夾緊后自鎖性強(qiáng)，偏心卡盤(pán)的整體剛性好。4）偏心距調(diào)整采用游標(biāo)式標(biāo)尺刻度，精度高，可調(diào)偏心距范圍大，操作方便。5）可調(diào)心式偏心卡盤(pán)進(jìn)行偏心工件時(shí)，調(diào)整好偏心距后將其鎖緊固定，在完成第一個(gè)零件后，后續(xù)加工的零件不必每次加工時(shí)都重復(fù)調(diào)整偏心距。在實(shí)際生產(chǎn)大批量零件時(shí)可以節(jié)省大量人力物力，在保證工件精度的同時(shí)也在一定程度上提高了加工的效率，還能夠節(jié)省企業(yè)在開(kāi)發(fā)研究新的專用夾具的成本。

5 結(jié)語(yǔ)

可調(diào)心式卡盤(pán)是對(duì)普通的三爪卡盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改造而成，通過(guò)絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，燕尾導(dǎo)軌，緊固機(jī)構(gòu)，標(biāo)尺機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)心能力，實(shí)現(xiàn)不同量的偏心距，有效控制零件的偏心精度。不但可以提高偏心軸類零件的精度還可以高效率地對(duì)偏心軸類零件進(jìn)行批量加工。改造的過(guò)程相對(duì)于研發(fā)新的專用夾具來(lái)說(shuō)過(guò)程簡(jiǎn)單方便很多。

通過(guò)使用該可調(diào)心式卡盤(pán)，可以解決加工不同偏心距的偏心零件時(shí)必須重新計(jì)算墊片厚度或重新設(shè)計(jì)、制造不同的專用工裝夾具的問(wèn)題，大大的提高了軸類零件偏心夾具的通用性，同時(shí)可以為企業(yè)大大降低整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品履約周期，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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