車削偏心工件課題探討

陳新飚

摘要：本文重點介紹了用百分表找正偏心距的方法與誤差分析。

關鍵詞：偏心距;機械傳動

在機械傳動中，回轉運動變為直線運動或往復直線運動變為回轉運動，一般都是利用偏心工件來完成的。例如用偏心軸帶動的潤滑泵、汽車發動機中的曲軸等。

外圓和外圓的軸線或內孔與外圓的軸線平行且彼此偏離一定距離的工件，叫偏心工件。外圓與外圓偏心的工件叫偏心軸，內孔與外圓偏心的工件叫偏心套，兩軸線之間的距離叫偏心距。

加工偏心工件是技校車工課程的重要課題之一，在自定心（三爪）卡盤上車削偏心工件是車削加工最基本的方法，也是必須進行的課題。要保證偏心零件的工作精度，在車削偏心工件時，必須控制軸線間的平行度和偏心距的精度。下面談以下我在進行該課題時的一點感受。

對于長度較短、形狀比較簡單的偏心工件可在三爪卡盤上加工，其方法是在三爪中的任意一個卡爪與工件接觸面之間，墊上一塊預先選好的墊片，使工件軸線對車床軸線產生位移，并使位移距離等于工件的偏心距。墊片厚度的計算公式為：

x=1.5e±k??? （k≈1.5Δe）

式中??? x——墊片厚度，mm;

e——偏心距，mm;

k——偏心距修正值，正負值可按實測結果確定，mm;

Δe——式切后，實測偏心距誤差， mm。

1.對偏心距“e”的研究

工件墊上墊片裝夾在三爪卡盤上需要檢驗找正工件，通常從兩個方面去找正，一是檢驗e是否正確，二是找正工件側母線使其與主軸軸線平行。找正側母線比較容易理解和操作，那么找正e有個注意事項我在此提出來希望與大家研究——找正e時，百分表測量桿的軸線必須垂直于基準外圓最高點（或最低點）處的表面，否則會造成實際e的誤差。

如圖所示為在檢驗e時，百分表測量桿軸線沒有垂直于最高點（或最低點）基準外圓的表面。O2為工件旋轉中心，O1為百分表要找正偏心的基準圓中心，R為基準圓半徑，R+e為旋轉半徑。A點為百分表與基準圓的接觸點，百分表測量桿軸線平行于半徑O1C，過A點做半徑O1C的垂線，垂足為B，則AB為百分表測量桿軸線偏離工件旋轉中心的距離。連接O2、A兩點，形成直角三角形“ΔO2BA”。

a 誤差分析圖??????????????????? b 局部發大圖

偏心距誤差分析圖

在直角三角形“ΔO2BA”中，由勾股定理得

O2A2 = O2B2 + AB2

O2B2 = O2A2 – AB2

O2B =

O2B = ?????????????????????????????公式（1）

同理：當工件旋轉180°，設相對應的點分別為A1、B1、C1 ，則可得公式：

O2B1 = ????????????????????????????公式（2）

設實測偏心距為e'，則：

e' = （O2B – O2B1）/ 2

????e' = （?– ） / 2??????????? 公式（3）

下面通過一組具體數據加以說明如，如表所示：

偏心距誤差分析表

序號

參數

AB

R

e

e'

e' – e

1

1

15

2

2.0045

0.0045

2

2

15

2

2.0184

0.0184

3

2

20

2

2.0102

0.0102

4

2

20

3

3.0155

0.0155

由表中數據可知，當百分表測量桿的軸線沒有垂直于基準外圓最高點（或最低點）處的表面，也就是說百分表測量桿的軸線必須通過并垂直工件的旋轉軸線（車床主軸的旋轉中心線），否則會產生偏心距誤差。在我們的生產、教學中，此誤差不能不引起我們的重視，在教學和各級競賽中， e的精度要求可達到IT10～IT9，如在04年河南省技工杯競賽中，偏心距為1±0.012mm，精度IT9。

綜上所述，我們不難得出如下幾點結論：

（1）當e、與卡爪接觸的基準圓直徑不變，百分表測量桿的軸線偏離工件旋轉軸線越遠，實測e'與實際e的誤差越大;反之越小。

（2）當e、與百分表測量桿的軸線偏離工件旋轉軸線的距離不變，與卡爪接觸的基準圓直徑越大，實測e'與實際e的誤差越小，反之越大。

（3）當百分表測量桿的軸線偏離工件旋轉軸線的距離、與卡爪接觸的基準圓直徑不變，e越大，實測e'與實際e誤差越大;反之越小。

2.對墊片及工件裝夾的研究

我們知道，在三爪卡盤上加工偏心零件時，首先應根據e的大小，由公式x=1.5e算出墊片的厚度x，再根據實測e的誤差，由公式k≈1.5Δe算出修正值k，再由公式x=1.5e±k算出x，如果e的精度較高，恐怕一次計算滿足不了要求。對于墊片材料，一般選擇不易變形的或與工件材料相當的材料。經過實踐，對于單件零件的加工，如果實測e值偏小，可加一片比k值少厚一點的銅片做墊片，利用銅片的變形來達到e的要求，這種方法的優點是簡便快捷。

對于工件的裝夾，應注意一點，既在e的調整及多件零件的加工過程中，墊片應始終對應一個卡爪，否則e將會產生誤差，這一點我們不難理解，因為由于使用、制造和安裝誤差的原因，每一個卡爪上與工件接觸的面到主軸旋轉中心的距離都不一樣，有的機床相差很大，因而，在三爪卡盤上加工偏心零件時必須注意這一點。

參考文獻：

[1]《車工工藝與技能訓練》中國勞動社會保障出版社.ISBN 7 – 5045 – 2963 – X