偏心圓柱體零件的車削機構

徐州鍛壓機床廠集團有限公司 (江蘇 221116) 張 遠 吳 強 厲 慧 李廣娟

在閉式單雙點壓力機中，為了使結構緊湊，提高剛性，以鑄代鍛，常用偏心齒輪(見圖1)來作為產生壓力的曲柄回轉機構，扭矩由齒輪直接傳給偏心圓柱，心軸固定在床身上，只承受彎曲和剪切。但是這種偏心齒輪的加工較為繁瑣，特別是其偏心距的保證較為困難。目前，其偏心圓柱的加工主要是在立式車床上進行車削完成的，車床的工作旋轉臺大都沒有調整偏心的功能，其加工精度是完全靠操作者進行反復地測量敲擊挪移來最終達到的，過程復雜、費時費力。為了解決這一難題，結合偏心齒輪的結構特點，我們查閱了很多加工偏心回轉體的資料，最終制作了本文介紹的機械結構，來進行偏心回轉體的車削。

圖1

1.工藝分析

偏心是機械零件設計過程中一種特殊的結構形式，它是指工件的外圓和外圓之間的軸線相互平行且不相重合，或工件的外圓和內孔的軸線相互平行且不相重合，兩條相互平行軸線之間的距離成為偏心距。偏心零件的加工方法很多，主要常用的是車削加工，車削加工有三爪、四爪偏心裝夾加工，頂尖頂持偏心孔夾持加工等。但對于一些偏心距較大、質量較重的大型偏心回轉體來說，這些加工方法就有很大的局限性，甚至行不通。如圖1 所示尺寸規格的偏心齒輪，偏心圓柱體φ850f7 全長466.5 mm，其左端還有與其同軸線的φ930 mm 過渡圓柱體，偏心距(250 ±0.5)mm，數量10 件。材料采用ZG310—570，毛坯的外徑960 mm，該零件的主要特征就是偏心，左端齒輪的外圓與中心孔同心，右端是兩個同心的圓柱體，由于該零件的齒輪外圓、端面、中心孔以及右面兩圓柱的外圓表面的位置精度要求較高(表面粗糙度質量也較高)，而且偏心距較大，裝夾加工都比較困難。

圖2

目前常用的方法中，哪種可以加工圖1 所示的大型偏心回轉零件呢?如圖2 所示，是在立式車床的單動卡盤旋轉臺上進行調整車削偏心體的。其方法大致是:在單動卡盤的一個卡爪上增加一個墊塊，使工件產生偏心來進行車削。偏心墊的厚度計算大致如下

式中，e 為工件偏心距(mm);K 為偏心距修正值，正負值按實測結果定(mm);Δe 為試車削后實測偏心距誤差 (mm);e測為試車削后實測偏心距(mm)。

從上面的分析可知，如果采用圖2 所示的方法對圖1 偏心齒輪的偏心圓柱進行車削加工，我們將要多次起吊和挪移工件。操作麻煩，故此方法不合適。

2.解決措施

根據我公司機加工分廠的實際生產情況，針對圖1 所示偏心齒輪零件的尺寸精度要求，選擇在立式車床上進行該類偏心回轉體的加工。由于批量較大，為了節約裝夾時間，提高生產率，設計了一套偏心圓柱體車削結構(見圖3)。這種偏心圓柱體的車削機構旋臺加工偏心齒輪時方便，節省生產時間，加工精度高，通用性強。同時可以直接作為立式車床的旋轉工作臺使用，滿足正常對無偏心結構回轉體加工的需要。

圖3

采用圖3 所示的結構對圖1 的偏心圓柱體進行加工時，不需要任何計算和附加其他零件，參照被加工零件的圖樣，找到偏心距，按照下面介紹的方法就可以進行加工了。方法如下，圓底盤16 主要起支撐作用，用手柄9 旋動絲杠13 外端的螺母10，可使指針滑塊14 沿著絲杠13 軸向運動，從而調節鑲在指針滑塊14 中的心軸6 軸心與圓底盤16 軸心的距離，通過圓底盤16 上的中心指示線和指針滑塊14 上的指針可以測量出心軸6 軸心與圓底盤16 軸心之間的距離，使該距離等于偏心圓柱4 和齒輪外圓3 的偏心距，鎖緊指針滑塊14，此時，齒輪外圓3 的軸心與心軸6 的軸心重合，偏心圓柱4 的軸心與圓底盤16的軸心也重合，完成對偏心齒輪5 的徑向定位，同時移動游動滑塊12，使偏心齒輪5 的頂齒槽卡住定位棒7，并用塞尺測量定位棒7 兩側的齒槽間隙，以心軸6 中心線為軸輕微旋轉偏心齒輪5，確保定位棒7 兩側的齒槽間隙相等，完成對偏心齒輪的周向定位。整個過程必須輕放，以免沖撞心軸6，造成指針滑塊14 偏移而失去精度;然后銷釘鎖緊偏心齒輪5，刀具找正圓底盤16 的中心，把圓底盤16 鎖緊在立式車床工作臺上，就可以對偏心齒輪5 的偏心圓柱4 進行加工了。

3.注意事項

(1)作為零件加工的常規工藝流程，使用該結構加工零件前，對毛坯進行劃線、按線找正是必要的，而且在劃線的過程中要仔細檢查，以求每一步都要劃得精準、清晰。

(2)像圖1 這樣的大型偏心回轉體，材質以鑄造件較多，產生零件內部組織缺陷(如氣孔、砂眼等)的可能性較大，很可能出現斷續切削，影響刀具的加工精準度。所以在加工前，對零件的組織探傷也是很有必要的。

4.結語

作為本結構的改進，以圓底盤16 的軸心處為對稱點，在圓底盤16 的絲杠對稱處設置一件事先計算好質量的配重鐵1，配重鐵1 用螺栓2 與圓底盤16 緊固在一起，用來平衡被加工工件的偏心部分帶來的離心力，使整套結構平衡旋轉，提高了加工過程中的安全系數。同時，為了更加方便快捷地測量心軸6軸心與圓底盤16 軸心之間的距離，圓底盤16 上設有刻度線，刻度線沿著絲杠槽兩側邊緣設置，刻度線的零線與圓底盤16 上的中心指示線重合。如此，增加了簡單的計算和配重，再使用該結構車削偏心回轉體零件時，偏心精度就更加容易保證了。