閉式壓力機一種偏心齒輪加工機構

張 遠，吳 強，厲 慧，李廣娟

（江蘇省徐州鍛壓機床廠集團有限公司，江蘇 徐州 221116）

1 引言

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（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車削完成，車床的工作旋轉臺大都沒有調整偏心的功能，其加工精度完全靠操作者反復測量、敲擊、挪移來最終達到，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，設計了本文介紹的機械結構，來進行偏心回轉體的車削加工。

圖1 偏心齒輪示意圖

2 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，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、重量較重的大型偏心回轉體來說，上述加工方法就有很大的局限性、甚至行不通。就像圖1所示尺寸規格的偏心齒輪，偏心圓柱體?850f7全長466.5mm，其左端還有與其同軸線的?930過渡圓柱體，偏心距250mm±0.5mm，數量10件。材料采用ZG310-570,毛坯外徑?960mm，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（表面光潔度也較高），而且偏心距較大，裝夾加工都比較困難。

目前常用的方法中，哪種可以加工圖1所示大型偏心回轉零件呢？以圖2所示為例，為在立式車床的四爪卡盤旋轉臺上進行調整車削偏心體。其方法大致是：在四爪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——工件偏心距，mm；

K——偏心距修正值，正負值按實測結果定，mm；

Δe——試車削后實測偏心距誤差，mm；

e測——試車削后，實測偏心距，mm。

可見，如果采用這種方法對圖1所示偏心齒輪的偏心圓柱進行車削加工，將要進行多少次的工件起吊、挪移呢？相信有立式車床操作經驗者都會感到繁瑣棘手。

圖2 四爪卡盤調整車削偏心體

3 解決措施

根據我公司機加工分廠的實際情況，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，為節約裝夾時間，提高生產率，設計了一套偏心圓柱體車削機構，如圖3所示。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 偏心圓柱體車削機構

采用圖3機構對圖1所示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紙，找到偏心距，按照以下方法即可進行加工。方法為：用手柄7旋動絲杠11外端的螺母8，可使指針滑塊12沿著絲杠11軸向運動，從而調節鑲在指針滑塊12中的芯軸4軸心與起支撐作用的圓底盤14軸心的距離，通過圓底盤14上的中心指示線和指針滑塊12上的指針可以測量出芯軸4軸心與圓底盤14軸心之間的距離，使該距離等于偏心圓柱3-1和齒輪外圓3-2的偏心距，鎖緊指針滑塊12，此時，齒輪外圓3-2的軸心與芯軸4的軸心重合，偏心圓柱3-1的軸心與圓底盤14的軸心也重合，完成對偏心齒輪3的徑向定位，同時移動游動滑塊10，使偏心齒輪3的頂齒槽卡住定位棒5，并用塞尺測量定位棒5兩側的齒槽間隙，以芯軸4中心線為軸輕微旋轉偏心齒輪3，確保定位棒5兩側的齒槽間隙相等，完成對偏心齒輪的周向定位。整個過程必須輕放，以免沖撞芯軸4，造成指針滑塊12偏移而失去精度；然后銷釘鎖緊偏心齒輪3，刀具找正圓底盤14的中心，把圓底盤14鎖緊在立式車床工作臺上，就可以對偏心齒輪3的偏心圓柱3-1進行加工了。

在加工時，需要注意以下事項：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，而且在劃線過程中要仔細檢查，力求每一步都劃得精準、清晰；②如圖1所示大型偏心回轉體，材質以鑄件較多，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14的軸心處為對稱點，在圓底盤14的絲杠對稱處設置一件事先計算好重量的配重鐵1，配重鐵1用螺栓2與圓底盤14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，提高了加工過程的安全系數。同時，為更加方便快捷地測量芯軸4軸心與圓底盤14軸心之間的距離，圓底盤14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14上的中心指示線重合。如此，增加了簡單的計算和配重，再使用該機構車削偏心回轉體零件時，偏心精度就更加容易保證了。

[1]殷國富，徐 雷.機床夾具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]何德譽.曲柄壓力機[M].北京：機械工業出版社，1987.

[3]秦 劍.雙點沖床偏心套偏心距超差的補救[J].鍛壓裝備與制造技術，2010，45（2）.

[4]梁化春.曲軸偏心軸徑加工工藝方案探討[J].鍛壓裝備與制造技術，2009，44（1）.

[5]孫鳳林.偏心輪的車床加工夾具設計[J].機械工程師，2001，（5）.