偏心半軸回轉零件車削加工及夾具設計

黃曉璇 教傳艷 沈陽工學院機械與運載學院

偏心半軸回轉零件車削加工及夾具設計

黃曉璇 教傳艷 沈陽工學院機械與運載學院

用普通方法加工偏心回轉體零件，存在缺陷。設計夾具體，保證車床，夾具體和零件待加工面，三者軸線中心重合一致，構成切削條件，依靠夾具保證偏心回轉零件加工，依靠夾具精度保證零件加工精度。針對零件特點，設計一種夾具，解決偏心加工面的加工。

偏心 夾具 車床 精度

偏心式回轉零件，一般指零件外圓與外圓或內孔與外圓的軸線平行而不重合的零件。兩軸線之間的平行距離稱偏心距。通常在車床上加工偏心回轉體零件采用方法是：用四爪卡盤，通過調整校正加工；用三爪卡盤加墊片加工；在花盤上調整定位加工。上述諸加工方法均存在效率低，加工輔助時間長，加工精度不保證等缺陷。經過試驗認為設計使用精密夾具，依靠夾具加工偏心回轉零件，可以解決上述加工方法存在的不足。

1 零件簡介

圖為零件簡圖。零件材質為鑄鋁，小批量生產。其尺寸為，總長80mm，最大外徑φ50mm，零件左側加工出高度31mm的下平臺面，長度50mm，上部加工出47mm高度上平臺，在上平臺上加工階梯孔2—φ6mm/φ4mm，在下平臺面上加工半封閉槽，寬20mm，深度2．5mm。零件右側與φ50mm外圓存在偏心距3mm平行位置加工φ24mm圓柱面和φ16mm內孔，其中偏心距公差為±0．012mm。

該零件的關鍵尺寸有半封閉槽寬20mm，公差0～0．013mm。下平臺面高度尺寸31mm，公差0～0．011mm。φ24mm外圓及公差－0．013～0mm。φ16mm內孔尺寸及公差0～0．011mm。而最重要的尺寸是偏心距3±0．012mm。

零件簡圖

2 夾具設計

①設計思路。原理是零件待加工面回轉中心與車床主軸回轉中心重合。設計回轉體零件加工夾具，通過定位夾緊將零件固定在夾具上，夾具軸線中心與車床回轉中心重合。夾具固定在車床主軸卡盤上，夾具帶動零件轉動構成三者軸線統一重合，確立切削條件。

②夾具體設計。夾具體材質選用45鋼，總長85mm，最大外徑φ56mm，左側φ30mm右側為安裝待加工零件部位。夾具體上31mm高度上平面與零件31mm高度下平面構成平面副接觸，形成三點定位。夾具體上31mm高度平面上中心位置加工20mm×20mm×2mm方形平臺，與零件高度31mm下平面寬度20mm半封閉槽構成定位副，長20mm寬20mm平臺與寬20mm槽組成短軸—孔定位，形成二點定位。保證加工偏心距3±0．012mm，為此夾具體與零件接觸面相對尺寸誤差精度取零件尺寸精度的1/3值。零件半封閉槽寬20mm尺寸，公差為0～0．013mm，取1/3值，則夾具體上20mm方臺面寬度尺寸公差取0～0．004mm，保證即能順利插入槽中，又可不產生寬度方向誤差。零件高度31mm下平面尺寸公差為0～0．011mm，取1/3值，夾具體上31mm高度上平臺面尺寸公差為0～0，004mm。

3 零件加工及安裝

零件毛坯選擇φ55mm×90mm鋁棒，先上車床加工外圓φ50mm及總長85mm兩端面。上銑床加工47mm高度上平面，31mm高度下平面，長度50mm．銑20mm寬半封閉槽。鉆加工2—φ6mm/φ4mm階梯孔。B端偏心φ24mm外圓柱面，φ16mm內孔安裝在夾具體上進行加工。零件A側各加工面加工完成后，將零件安裝在夾具體上，用M3x20螺釘插入零件2—φ6mmφ/4mm階梯孔中，與夾具體固定形成一體，此時零件φ24mm圓柱面，φ16mm內孔中心與夾具體中心重合，構成車削條件。無誤后，后續加工，夾具體不需要拆卸，僅更換零件即可。

4 結語

設計使用夾具，確立了帶加工零件相對車床的加工位置，同時通過夾具的精度保證加工零件的精度，有效控制了產品的成品率。

夾具體固定在車床卡盤上，加工過程中，僅是零件更換，無需重復定位找正，節約大量輔助時間，生產效率大幅提高。加工費用大幅降低。操作簡便，加工精度高，降低勞動強度，經濟效益可觀。

[1]曾正明,吳清寒,等.機械工程材料手冊[M].北京：機械工業出版社,2003

[2]蔡春源,汪愷,等.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社,2000

黃曉璇（1997-），女（漢族），遼寧省朝陽市人，沈陽工學院，學生，專業：16級機械電子工程，研究方向：電氣控制、單片機應用。教傳艷（通訊作者）（1982—），女（漢族），遼寧省沈陽市人，沈陽工學院，講師，碩士，研究方向：計算機基礎教學研究、虛擬現實技術、計算機輔助機械設計。