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单拐曲轴的车削方法

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发表于 2016-10-22 08:57:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 未来第一站 于 2016-10-22 08:57 编辑
5 I) j& t/ _5 b/ n  L) U" y- R9 _& b5 q3 u1 _5 H- B

一、技术要求与工艺分析(图1)

1、主要技术要求: 0 {$ o$ i. i8 d2 p' }! B. o
(1)外圆共三处,共4处,共2处。
(2)长度共2处,共4处,各1处。
(3)角两处。
(4)形位公差 的偏心外圆与轴线的平行度误差为
2、工艺分析:  
' K2 _$ Z' y+ H- K' ]在机器中由回转运动转变为往复运动,往往是由偏心机构或曲轴来完成的;偏心工件和曲轴一般都在车床上加工。  
) J4 i- m+ W4 Q; q9 k偏心工件、曲轴与外圆车削有很多共同点,但是偏心工件和曲轴又有它的特殊点,这就是工件的外圆和外圆之间的轴线平行而不相重合。工件的外圆轴线平行,这一现象即称为“偏心”,这两处轴线之间的距离称为“偏心距”。    R9 R- |$ D4 a% i. J5 b" A4 G
车偏心和车其它工件一样,加工方法不是一成不变的,而是按照工件的不同数量,形状和精度要求相应地采用不同的方法。  7 s) Y+ N( Z! O* F
首先要考虑零件的形状、尺寸精度和公差要求,选择合适的加工工艺。因此,事前的工艺分析一定要准确,当然可靠的加工方法和步骤也是至关重要的。  4 X+ O9 I8 t" }6 Z
(1)偏心工件的形状全靠车削加工出来,因此,应慎重考虑,必须选择好加工工艺与加工步骤。  % G2 C: I  {6 d3 Q, w5 S
(2)偏心工件可采用两顶尖装夹车削的方法。为了保证偏心外圆与轴心线的平行度和其它相关精度要求,车削偏心部分时,车刀必须要有足够的强度。要注意:硬质合金车刀在车削时易被碰坏,车偏心工件时顶尖受力不均匀,前顶尖容易损坏或移位的现象。因此,必须要经常检查。  7 H6 ~) s8 S0 I- s, s( Y- [/ l* N
(3)在用两顶尖顶车偏心工件前,首先用三爪自动定心卡盘夹住工件一端外圆,车削工件另一端的平面后钻中心孔,一夹一顶装夹车削外圆至尺寸要求,长度尽可能车得长些。调头再用三爪自动定心卡盘夹住已加工外圆,定好工件的总长,平端面、钻中心孔,工件两端面的表面粗糙度应达到要求。  1 ]1 w$ j& f% C
二、加工难点及解决方法: , g! \2 ]: L% G4 e4 I
1、偏心工件中心孔的加工质量对工件的加工精度影响很大,偏心工件两端各对中心孔的位置要求一一对应,如果两端中心孔不在同一直线上,造成轴线歪斜,或中心孔表面加工不圆整、不光滑;都会严重引起曲轴工件加工后的形状误差和位置误差。所以,精度要求较高的偏心工件,中心孔一般都应在精度较高的坐标镗床上加工。  5 V  Z1 m* ]0 f. \4 i
2、在两顶尖上装夹偏心工件,由于工件外圆上的受力点分布不均匀,会使装夹不牢固,开车后或切削加工中将产生较大的离心力和冲击振动,会使工件出现不圆度和工件外圆切削振动等,甚至会发生严重事故。  3 v4 D/ y1 L8 z6 d4 O: P
3、加工较长的曲轴工件时,最突出的矛盾是工件刚性差,回转不平衡,容易变形,加工较困难;曲轴加工后用支撑螺钉支撑的方法可增加工件刚性,减少变形和振动;但一定要注意顶尖和支撑螺钉不能顶得过紧,过紧会使工件弯曲变形;若支撑螺钉顶得太松则起不到支承作用,加工中螺钉容易飞出来发生事故。  , Y; W2 K% n/ T, C/ o
4、偏心工件装夹后,原中心线已偏移一定距离,为了防止打坏车刀产生事故,进刀切削时应先从工件最高点开始。  
9 |) I4 o# [, Q8 m) H/ \9 ]$ \% o5、检查偏心距e时,工件应在顶在两顶尖间打百分表测量。(百分表上的最大读数-最小读数=2e),如果百分表量程不够,可加块规或在高度游标尺上安装百分表和测量。  
* t- _0 I9 F' _: }. ^6、车削偏心工件,切削速度不宜选得过高,车刀前角与后角不宜磨得过大。  7 U) C9 X$ e" D, d) Y( `2 ^
7、车偏心工件时顶尖受力不均匀,前顶尖容易损坏或移位。因此必须经常检查并保证两顶尖处在有摩擦力又有间隙的状况。  
1 q' Z/ c7 j0 j. o" O5 _0 z+ w" Z8、注意调整车床主轴的间隙,特别是当车床精度较差时,更显得重要。9 a1 [: x/ D5 z2 r' I# r
3 ~( i2 z' i, Z$ l  k$ c9 ~
三、本例题加工方法与步骤
1、零件备料为,45#钢棒料。用三爪自动定心卡盘夹住毛坯外圆,伸出长校正,将端面车平,钻中心孔。再次夹持外圆长处,用活动顶尖采用一夹一顶的方法。粗车、精车Φ60 0 -0.1 mm至尺寸要求,再调头车端面,注意包好薄铜皮,防夹伤工件表面,将总长控制在160±0.1 mm的尺寸要求。钻Φ3mm中心孔。(图二)

2、在轴的两端面上涂色,把工件放在V形架上进行划线,用划针盘(或游标高度尺)先在端面和外圆上划一条与工件中心线等高水平线。(图3)

把工件转动90°,用90°角尺对齐已划好的中心线,在端面上和外圆Φ60mm上划出垂直中心线,在两端划出一条偏心距为13±0.1mm的中心线,再在两端划出另一条偏心距13±0.1mm的中心线,见(图4)、(图5)。在4个偏心中心精确钻出4个3mm的中心孔。

  用平行夹夹住Φ60 0 -0.1 mm的外圆,在两曲轴中心顶尖间装夹,粗、精车曲轴部外圆尺寸Φ28-0.010 -0.035 mm×40mm,及Φ20 -0.010 -0.018mm×30 +0.1 0mm。  
; i* J# x# ]/ b+ U/ m2 R' \+ V- U1 ?) C0 J0 F; W4 T) W
注意末注圆角R1的加工。(图6)
- |* ~& C# n7 |' F( Z& [& i% C

4、用平行夹夹住Φ60 0 -0.1 mm的外圆,在两支承轴颈中心顶尖孔间装夹工件,并在已加工曲轴中间凹槽装上支撑螺钉来增加曲轴刚性;使用支撑螺钉时,要保证螺钉有足够的支撑力,防止螺钉甩出。更要注意:防止支撑力过大,使曲轴变形。粗车Φ30mm×74mm,控制中间壁厚8 mm和倒角45°及长度。(图7)

5、调头:用平行夹夹住Φ30mm的外圆,在两支承轴颈中心顶尖间装夹工件,粗、精车Φ25 0 -0.05 mm×29mm和Φ20mm-0.010 -0.018×25mm至尺寸要求并倒角1×45°,控制中间壁厚尺寸8mm和倒角45°及长度。(图8)

6、调头:用平行夹夹住Φ20 mm的外圆,在两支承轴颈中心顶尖间装夹工件,粗、精车Φ28 0 -0.05 mm×75mm和Φ20mm-0.010 -0.018×71mm及锥度1:5至尺寸要求,控制中间壁厚尺寸8mm及倒角1×45°。 (图9)  


4 }4 A5 o% n0 C8 ~- g# v" D4 Z- ~8 A

至此,加工工序已基本结束,倒棱去毛刺后送检。6 {4 J  i; Y/ D2 [* L  L
四、检查方法
1、采用两顶尖的方法(见图10),把百分表安装在刀架上,百分表的触头指在已精车Φ60±0.1的外圆上,将曲轴作上下少量的转动,在最高点处百分表置零,再将百分表触头指在Φ60±0.1的外圆最低处,将曲轴作少量的转动,在最低处读数,最高数-最低数=实际偏心距。用同样方法分别在两处取实际偏心值,两数值的平均值即为工件的偏心距。但这个方法只适应偏心距小于百分表可测范围的情况下,对偏心距较大的(如本例偏心距为26)应采用下述方法。
6 i4 f1 i7 ^$ A  \! {7 t

2、仍采用两顶尖的方法(见图11),把百分表安装在高度游标尺上,高度游标尺放在已卸去刀架的小滑板上,百分表的触头指在已精车Φ60±0.1的外圆上,利用高度游标尺作整读数,百分表作微读数,在最高处和最低处的读数相减,求出其偏心距。也可用块规求出偏心距,其余按上述方法即可。

3、平行度的测量(如图12),把工件两端轴颈妥放在专用检验工具上,再在垂直和水平4个不同位置检查曲轴轴线对两端轴颈轴线的平行度,其平均误差应小于图纸规定的公差0.05mm。

车削时,先把工件车到需要的直径和长度,并把两个端面车平。然后在三爪卡盘的一个或两个卡爪上垫上适当形状和厚度的垫片,就可以车削偏心部分了。 垫片的形状和厚度,可以根据偏心距的大小不同来选择。由于垫片的形状不同,所以垫片厚度尺寸的计算方法也有所不同。 1、方形垫片厚度的计算
( l3 [# C5 Q/ ~8 J车削偏心距较小(e ≤5~6mm)的偏心工件,可以用方形垫片如图13。. y# I# E: v, N; M5 J9 L3 K/ s

其垫片厚度可用下面近似公式计算:
X = 1.5e(1-)
式中:X—垫片厚度(mm)  
      e—偏心工件的偏心距(mm)  
# E+ J) E8 Z  ~# \+ c" M      d—偏心工件卡爪夹住部分的直径(mm)。  # m% ?1 u6 d8 L9 o
      图中所示偏心工件卡爪夹住部分的直径为60mm,偏心距为4mm,其垫片厚度为:  ) X* `3 R, `1 t& r: s: X4 G

; }" |; R7 \; c! W) k
X = 1.5×4( 1-) = 6×0.9917 = 5.95(mm)
2、扇形垫片厚度的计算
在车削偏心距较大(e>6mm)的工件时,可以应用扇形垫片如图14。  . o1 Z. Q/ F0 t
扇形垫片的厚度可用下面的近似的公式计算:
    X = 1.5e( 1 + )+ N2 A) n2 ?3 t' C: R
如一偏心工件直径为36mm,偏心距为10mm,其扇形垫片厚度为:
    X = 1.5 × 10 × (1 + ) = 16.14(mm)
3、垫片厚度的修正
由于通过计算得出的垫片厚度只是个近似值,而三爪卡盘卡爪精度、垫片材料的硬度和强度等因素也影响着偏心距;而且在实际操作中,使用按计算厚度的垫片加工偏心零件,往往大于所需要的偏心距,这就需要用试验的方法修正垫片厚度。一般是根据计算的垫片厚度先车削一个偏心工件,接着检验这个工件的偏心距,测出偏心误差值并适当修正垫片厚度,直到加工出偏心距合格的零件为止。

7 m8 i1 y  B# e+ _
0 |. U3 x- D5 d8 W* z以上来自金属加工 作者: 株洲技术学院  韩美容 & S& u% X) q2 ^5 X9 o
/ S' w. A" P6 r2 ^+ J

! C4 h. r9 n* i3 ]; z
% B+ b" Y. e6 o" v2 `! n8 G
  \6 M4 R2 @$ m( T( w& ?6 |+ h/ j

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2#
发表于 2016-10-22 10:04:47 | 只看该作者
很传统
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3#
发表于 2016-10-22 11:38:50 | 只看该作者
受益非浅
$ E! F5 g* Y: p7 \) y2 S  X

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希望能帮到你!  发表于 2016-10-22 11:52
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4#
发表于 2016-10-22 13:31:52 | 只看该作者
好资料,学习了!
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5#
发表于 2016-10-22 13:46:37 | 只看该作者
谢谢楼主让我们重温了一下知识!对于单件、小批量基本都是这样加工的!批量基本都是偏心工装来实现各偏心距的尺寸精度等等。
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6#
发表于 2016-10-22 14:20:02 | 只看该作者
好资料,学习了!

, m; }! K* e  b: u& u3 P2 c
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7#
发表于 2016-10-22 20:51:27 | 只看该作者
虽然不懂,帮顶!
; @$ i0 x: H/ S3 e( W( w% N
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8#
发表于 2016-10-22 21:34:43 | 只看该作者
这个很全面,也很详细,更很专业。
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9#
发表于 2016-12-3 11:38:17 | 只看该作者
很棒; y: s( [) q0 Q% U( [2 t% s* L
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10#
发表于 2016-12-8 08:57:39 | 只看该作者
经典案例
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