軸套三組合件的加工

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1 序言

軸套組合件是由螺紋配合、圓錐配合、圓柱配合和偏心配合等組成的零件，在技能競賽和考試中常常會遇到。在數控車床上對組合件進行加工時，要求操作者必須具備某些特殊的技術以及扎實的基本功，因此是一種加工難度較大的技術。圖1所示軸套三組合件是由心軸、偏心錐軸和連接錐套3個零件裝配組合而成的，為了保證各零件能夠順利組裝，在加工過程中必須符合圖樣尺寸精度和組合技術要求。當工藝和工序設計得不合理時，一是將直接影響零件的尺寸精度和裝配效果，甚至造成一些零件無法加工；二是會增加輔助時間，導致無法在規定時間內完成加工組合工作。因此，在組合件加工前，不僅要考慮單個零件尺寸精度和幾何公差達到圖樣要求，而且應保證滿足組裝技術要求以及工藝路線的連貫性。所以，加工前的工藝分析和對各零件之間的配合關系進行分析是關鍵，只有充分分析影響加工和精度的各種因素，并采取相應措施，設計出合理的加工工藝，才能確保該組合件的順利加工和組裝。

圖1 軸套三組合件

2 軸套三組合件加工工藝分析

首先快速讀圖，分析圖樣，根據毛坯尺寸檢查和分配好坯料；根據圖樣分析組合件各零件的配合類型和技術要求，通過工藝分析，判斷此組合件的加工難點和關鍵技術，確定配合基準；擬定各零件的加工順序，設計出一條最優的加工工藝路線。具體分析如下。

1）首先看組裝圖（見圖2），此組合套由心軸、偏心錐軸和連接錐套3件組成，根據毛坯材料尺寸進行分析，心軸使用φ65mm×150mm坯料，偏心錐軸使用φ85mm×95mm坯料，連接錐套使用φ85mm×105mm坯料。

連接錐套右端與心軸、偏心錐軸左端配合后總長188mm，且偏心錐軸與連接錐套左端配合間隙為0.05mm，該組合件的尺寸精度要求高，且所有尺寸精度和幾何公差要求嚴格，各組成部件如圖3～圖5所示，共有5項形位要求。

圖2 軸套三組合組裝圖

3）根據以上技術要求及先外后內的加工原則，確定心軸的外輪廓各面為連接錐套內圓弧配合基準，心軸的外螺紋為偏心錐軸內螺紋的配合基準。確定了偏心錐軸的外錐及偏心為連接錐套的錐度和偏心的配合基準。

加工工藝路線為：車削心軸全部尺寸切斷→加工偏心錐軸左端及內螺紋→心軸切斷處倒角→車偏心錐軸右部分→車連接錐套右端→車連接錐套左端→檢驗。實踐證明，此加工順序比較合理。

3 組合件加工難點及應對措施

3.1 心軸

如圖3所示，左端外圓柱中心軸線與右端內圓基準A同軸度誤差≤0.03mm。針對該零件幾何公差的要求，采用一次裝夾，以工件左端為夾持位置，“一刀車出”外輪廓及各個配合尺寸至圖樣和裝配要求。

圖3 心軸

3.2 偏心錐軸

如圖4所示，對于偏心錐軸有較高的尺寸精度要求，有偏心配合要求，左端內圓止口軸線與外圓軸線基準B要求同軸度誤差≤0.03mm，其右端面相對外圓軸線基準B垂直度誤差≤0.04mm。解決夾持位置和幾何公差要求問題是關鍵，故先加工左端止口、內螺紋及外輪廓，采用一次裝夾，完成外輪廓全部尺寸，預留右端外錐面及偏心的余量。然后調頭，借助心軸多余的料頭，做1個外螺紋輔助接頭與左端內螺紋配合定心，定長度、車外圓錐與偏心，這樣既保證了幾何公差，又解決了偏心不好裝夾的難題。

圖4 偏心錐軸

3.3 連接錐套

圖5 連接錐套

平均顏色變化率（AWCD）反映了微生物的代謝活性，是土壤微生物群落利用單一碳源能力的一個重要指標，AWCD值的高低反映土壤微生物密度的高低，可代表土壤微生物活性的高低。計算不同植被恢復模式土壤AWCD平均值，并繪制AWCD值隨培養時間的動態變化曲線（圖1）。

4 零件的加工工序設計

通過分析裝配圖與加工圖樣，擬定軸套三組合件加工工序如下。

（1）心軸 坯料尺寸φ65mm×150mm，包括輔助料頭。加工工藝流程：平端面→鉆φ10mm孔、深11 0 mm →鉆φ20 mm 孔、深70mm →鉆φ24mm孔、深60mm→粗、精車外圓輪廓→粗、精車外螺紋→粗、精車內孔→定總長、切斷（全部尺寸車好后）→檢驗。

（2）偏心錐軸 坯料尺寸φ85mm×95mm。加工工藝流程：平端面→鉆φ24mm通孔→粗、精車左端外輪廓→切外圓槽→粗、精車內輪廓→切內螺紋退刀槽→粗、精車內螺紋→車輔助外螺紋連接頭→與偏心錐軸左端內螺紋配作→定總長→粗、精車右端外圓錐→粗、精車內孔→車偏心→檢驗。

（3）連接錐套 坯料尺寸φ85mm×105mm。加工工藝流程：平端面→鉆φ24mm通孔→粗、精車右端外輪廓及外圓基準C→切外圓槽→車端面止口→粗、精車內輪廓→調頭、定總長→車右端端面槽→車偏心→總組裝→檢驗。

5 軸套三組合件的工藝實施

為了使組合件的加工在規定時間內得以順利完成，需通過工藝分析、擬定合理的加工方法以及設計切實可行的工序、工步，達到減少機床調整次數、提高刀具壽命以及便于檢測配合等目的。

為了提高加工效率和組裝質量，在考慮幾何公差和夾持位置的情況下，靈活運用“一刀車出”和利用輔助料頭螺紋配合，可直接減少裝夾次數，從而保證各環節高效、順利完成。下面以軸套三組合件中偏心錐軸為例，介紹其工藝實施過程。

1）三爪自定心卡盤裝夾φ85m m×95m m坯料，夾持長度10mm左右，平端面。

2）用φ24mm中心鉆鉆通孔。

3）粗、精車左端外輪廓尺寸，裝夾如圖6所示，采用“一刀車出”的方法。利用正、反兩把外圓偏刀完成粗、精車左端至右端外輪廓的加工，保證外圓尺寸φ、φ70.57mm，長度尺寸7.8mm、23mm和4mm以及圓弧尺寸R2mm、R3mm兩處、R4mm和R41mm。

圖6 偏心錐軸的裝夾

4）切外圓槽。用3mm寬外圓切槽刀切左端外圓槽，保證長度尺寸14.5mm、20.5mm、26.5mm及其外圓尺寸φ、φ62mm。

6）用3m m寬內孔切槽刀切左端內螺紋退刀槽，保證槽寬尺寸4mm×3mm。

7）粗、精車內螺紋，用M48×1.5mm的內螺紋環規檢驗。此時可以用心軸外螺紋配合檢驗。

8）利用心軸多余的坯料車M48×1.5mm外螺紋輔助接頭，保證螺紋長度＞36mm。

9）與偏心錐軸內螺紋調頭配作，如圖7所示。用百分表檢驗φmm外圓，使其徑向圓跳動＜0.01mm，軸向圓跳動＜0.02mm。粗、精車端面，保證總長度尺寸（90±0.045）mm。

圖7 偏心錐軸調頭配作

6 結束語

通過工藝分析、擬定合理的加工方法以及設計切實可行的工藝流程，使整個加工工藝路線具有連貫性，整個加工過程井然有序，軸套三組合件的加工在規定時間內順利完成，滿足了圖樣技術要求。

專家點評

本例中的軸套三組合件由心軸、偏心錐軸和連接錐套3個零件組合而成。加工過程中既要滿足單個零件的尺寸精度和幾何公差要求，又要兼顧誤差積累與組合技術要求。各零件需要在基準統一的情況下，靈活運用“一刀車出”的方法，減少裝夾次數和幾何誤差，從而保證組合件的裝配效果。

文章內容完整、思路清晰，真實再現了數控車工技能大賽的技術難點和加工要領，作者通過工藝分析，擬定合理的加工方法并保證工藝路線的連貫性，在規定時間內完成組合件的加工和裝配，在技能大賽中鍛煉了技術，總結了經驗。