可扭轉的車偏心夾具

中國重汽集團大同齒輪有限公司 （山西 037305）趙立志

我公司在出口產品加工中，需要加工如圖1所示的偏心軸零件，如何利用現有的設備加工高精度、高效率的、符合圖樣要求的產品，成為一個需要認真思考的問題。

圖1 工件

1.加工方法

針對圖1所示工件，傳統的加工方法有：

（1）單動卡盤裝夾找正。用軟爪直接裝夾，找正后進行加工。

（2）花盤上進行裝夾找正。可直接裝夾找正，裝夾時注意一定要用平衡塊平衡，并須仔細找正。

（3）自定心卡盤上裝夾找正。在一個卡爪和工件間墊上一定尺寸（經過計算的尺寸）的墊塊，以形成偏心，裝夾找正后進行加工。

以上三種加工方法對工人的操作技能要求較高，勞動強度較大，生產效率低且產生廢品較多。它們只能適應一些要求精度不高的單件小批量生產。

（4）用專用夾具裝夾。在加工圖1所示的偏心軸時，因其偏心距公差要求較嚴，φ60mm與φ40mm的兩個外圓需在一次裝夾中加工完成。若按常規加工方法難以保證零件的加工精度，為此我們設計了如圖2所示的可扭轉車偏心夾具，較好地解決了這一問題。此夾具經過計算和在動平衡儀上試驗，不平衡量很小，不會影響加工質量，可以忽略不計。

圖2 可扭轉車偏心夾具

2.夾具的結構原理

可扭轉車偏心夾具是在卡盤座1與自定心卡盤5之間增加了法蘭盤2和轉盤4，其中法蘭盤2與卡盤座1，轉盤4與自定心卡盤5之間分別用內六角圓柱頭螺釘緊固成一體。轉盤4上開有3個弧形槽，可通過3個螺釘與法蘭盤2相連，因3個弧形槽圓弧的圓心為圓柱銷7的軸心，當卸下削邊銷8時，轉盤4可繞圓柱銷7相對法蘭盤2轉過一個角度α。當α=0時，自定心卡盤中心O1與車床主軸回轉中心O重合，為車φ60mm外圓的位置，此時，削邊銷8應插在圖2所示孔1內；當α≠0時，自定心卡盤中心O1偏離車床主軸回轉中心O，形成偏心e=OO1，此時車偏心位置，削邊銷應插在孔2內。同時削邊銷設計了彈簧頂鋼球裝置，避免在工作時由于離心力產生軸向移動。

3.注意事項

（1）因定位銷的定位精度直接影響到偏心距e的大小，因此對定位銷孔的制作工藝要求較嚴格，這是夾具的關鍵之處，通常6個銷孔需在自身車轉盤4上的卡盤止口之前加工完成。法蘭盤2和轉盤4的定位銷孔均以內孔和端面為基準，使其位置度控制在0.01mm以內，法蘭盤2和轉盤4的內孔和外圓的同軸度為0.005mm，并與端面的垂直度為0.01mm。

（2）配磨襯套，襯套與法蘭盤2和轉盤4為過盈配合，過盈量0.005～0.01mm, 襯套內孔尺寸的一致性為0.002mm。

（3）配磨圓柱銷7和削邊銷8時，間隙控制在0.005～0.01mm。

（4）在安裝法蘭盤2和轉盤4時須與主軸回轉中心找正到0.01mm以內。車轉盤止口時，應插上圓柱銷7和削邊銷8，然后擰緊螺栓，車削，尺寸控制在比自定心卡盤止口小0.01mm。

（5）在安裝削邊銷8時，應注意使其削邊方向垂直于連心線。

（6）法蘭盤2和轉盤4銷子底孔坐標尺寸的確定如圖3所示。

圖3 坐標尺寸的示意圖

轉盤孔坐標尺寸的確定：

由于轉盤上的3個孔均布，△ABC為等邊三角形，在xOy的直角坐標系中A點坐標為：

B點坐標為：xB=0，yB=－r

C點坐標為：xC= －xA，yC=xC

若A、B、C三孔分布圓尺寸為φ310mm，則r=155mm。

A、B、C三點坐標分別為：（134.24 ，77.5）、（134.24，77.5）、（0，155）。

法蘭盤孔2的坐標尺寸的確定：

由于法蘭盤孔B和轉盤的B孔為相同位置，而在正車位置時，法蘭盤孔1（A孔）和轉盤孔A重合，故法蘭盤孔B、A的坐標和轉盤上孔B、A的坐標尺寸相同。

在△BOC′中，由于BC′是由BC沿B點旋轉而成，故

4.分析夾具的定位誤差

此夾具采用一面兩銷定位，采用一個圓柱銷和一個削邊銷及平面定位，存在定位基準位移誤差和轉角誤差。

（1）定位基準位移誤差的分析：由于定位銷和襯套配磨而成，它們不存在孔與銷的公差，測量誤差控制在±0.001mm，只存在最大及最小間隙，工件φ60mm和φ40mm定位襯套內孔尺寸一致性為0.002mm，可以忽略不計。經過計算

轉角誤差很小，可以忽略不計。

因此工件的偏心距誤差在0.009mm<0.04/3=0.013 33mm。一般的制造誤差為工件相應尺寸公差的1/3～1/5，使用夾具時，對夾具裝夾加工首件進行嚴格檢驗，在加工過程中嚴格控制，此復位偏心夾具加工圖1所示偏心軸時，偏心距誤差100%在0.02mm以內。