雙角度偏心軸套的偏心外圓加工工藝分析

柳秀娥　張愛(ài)民

(①河南新平科煙草機(jī)械有限公司，河南 新鄉(xiāng)453000；②新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453006)

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雙角度偏心軸套的偏心外圓加工工藝分析

柳秀娥①?gòu)垚?ài)民②

(①河南新平科煙草機(jī)械有限公司，河南 新鄉(xiāng)453000；②新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453006)

針對(duì)角度偏心軸套的偏心外圓加工難題，通過(guò)設(shè)計(jì)車(chē)削用芯軸，簡(jiǎn)化了工件裝夾找正過(guò)程，保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，降低了成本，并大大提高了生產(chǎn)效率。

角度偏心軸套；角度偏心外圓；車(chē)削芯軸

1　工件結(jié)構(gòu)及工藝性分析

雙角度偏心軸套是PASSIM卷煙設(shè)備接裝機(jī)分離鼓輪組件中的一個(gè)關(guān)鍵零件。分離鼓輪組件通過(guò)雙角度偏心軸套的旋轉(zhuǎn)使分離鼓輪的運(yùn)動(dòng)軌跡為一喇叭狀,從而完成拉開(kāi)煙支的動(dòng)作。

由圖1可以看出，零件左右端各有一組角度偏心外圓。兩組偏心外圓的中心交于φ8H7 mm中心處，φ8H7 mm孔為加工偏心外圓時(shí)的測(cè)量基準(zhǔn)。煙支規(guī)格改變時(shí)，由于煙支長(zhǎng)度的變化，分離鼓輪拉開(kāi)煙支的距離要隨著發(fā)生變化，因此雙角度偏心軸套的角度尺寸B°及偏心外圓長(zhǎng)度尺寸均要發(fā)生變化，圖示尺寸L1、L2及L3也隨之發(fā)生變化。

雙角度偏心軸套工件加工的難點(diǎn)在于左右兩端偏心外圓與內(nèi)孔成一角度。如采用常規(guī)的加工方法加工偏心外圓，裝夾和找正都很困難，難于保證工件的尺寸精度和形位公差要求，甚至造成工件的報(bào)廢及生產(chǎn)效率低下。如采用車(chē)銑復(fù)合五軸加工中心，雖可以實(shí)現(xiàn)工件偏心外圓的加工，但加工成本太高。

為保證工件設(shè)計(jì)要求，降低成本，提高效率，擬定工藝方案時(shí)確定利用工裝來(lái)定位裝夾工件。借助工裝使工件在加工時(shí)保證偏心外圓的中心與機(jī)床主軸中心重合，利用普通機(jī)床完成角度偏心外圓的粗精加工。因此工裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是該工件加工的關(guān)鍵。

2　工裝芯軸結(jié)構(gòu)

工裝芯軸的作用就是要將偏心外圓軸線(xiàn)調(diào)整到與機(jī)床主軸軸線(xiàn)重合的位置，即將工件的角度軸心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)至水平位置，旋轉(zhuǎn)中心為工件兩軸心線(xiàn)的交點(diǎn)C點(diǎn)或D點(diǎn)，偏心外圓的加工定位基準(zhǔn)為工件內(nèi)孔。

工裝芯軸如圖2所示，芯軸上有角度為B°(與工件角度同)的兩組軸心線(xiàn)，相交于H點(diǎn)，該點(diǎn)為設(shè)計(jì)芯軸的基準(zhǔn)。使用芯軸裝夾工件時(shí)，H點(diǎn)必須與工件上的C點(diǎn)或D點(diǎn)重合。芯軸定位精度外圓φ55g6 mm上有2-φ10H7 mm定位孔，用于定位裝夾工件，定位孔的位置精度尺寸與H點(diǎn)有關(guān)。角度軸心線(xiàn)上有兩個(gè)2-φ6H7 mm精度孔，其中一孔中心在H點(diǎn)處，該兩孔為加工角度軸心線(xiàn)兩端中心孔及60°錐面的工藝孔。芯軸左端φG 外圓中心與偏心軸心線(xiàn)重合，車(chē)削加工時(shí)三爪夾持用，以增強(qiáng)切削的剛性。角度軸心線(xiàn)右端設(shè)計(jì)為60°錐度孔，避免與φ55g6 mm正中心孔干涉。

3　工裝芯軸上偏心中心孔的加工

工裝芯軸上兩端偏心中心孔及60°錐面是加工角度偏心外圓的定位基準(zhǔn)，偏心中心孔的加工也是芯軸加工的關(guān)鍵點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，偏心中心孔的加工是在坐標(biāo)鏜床上利用芯軸上2-φ6H7 mm工藝孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體裝夾定位方法如圖3。

該工序加工時(shí)，φG偏心外圓處有一與φ55 mm外圓同軸的外圓，外圓上有切扁平面A到φ55 mm外圓軸心線(xiàn)的距離B的尺寸誤差為±0.01 mm，2-φ6H7 mm工藝孔軸心線(xiàn)與該平面垂直誤差≤0.01 mm。

加工時(shí)，將坐標(biāo)鏜床的回轉(zhuǎn)圓臺(tái)翻轉(zhuǎn)到垂直的位置，使圓臺(tái)定位面與主軸軸心線(xiàn)平行。利用定位V型塊2將芯軸定位裝夾在回轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，找正芯軸大外圓上平面A使呈垂直。芯軸2-φ6 mm孔中分別插入定位銷(xiāo)3、4，轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)圓臺(tái)，找正定位銷(xiāo)3、4的上側(cè)母線(xiàn)使他們的公切線(xiàn)與主軸軸心線(xiàn)平行。按右視圖找正定位銷(xiāo)3中心，即為偏心中心孔X方向坐標(biāo)位置；按主視圖找正φ55 mm外圓左右側(cè)面，確定φ55 mm外圓的中心位置，即為偏心中心孔Y方向坐標(biāo)位置。按兩個(gè)方向的坐標(biāo)位置加工φ55 mm端面偏心60°錐面。翻轉(zhuǎn)工件，如上所示裝夾找正，找正定位銷(xiāo)4確定X方向坐標(biāo)，從A面過(guò)尺寸B確定Y方向坐標(biāo)，從而確定大端偏心中心孔的位置。

4　偏心外圓加工方法

該工件為40Cr調(diào)質(zhì)件。考慮到工件結(jié)構(gòu)的特殊性，加工偏心外圓前內(nèi)孔已加工成型，各外圓留加工余量且與內(nèi)孔同軸(如圖4)。偏心外圓加工的工藝基準(zhǔn)為內(nèi)孔。

考慮定位裝夾的需要，半成品左端留有一段工藝搭子，內(nèi)孔與工件左端定位孔φ68H7 mm同尺寸，工藝搭子外圓上有一個(gè)安裝工藝孔φ10H7 mm,與內(nèi)孔相通，該孔與φ8H7 mm孔有尺寸精度要求。利用工件上兩端φ55H7 mm、φ68H7 mm精度孔及工藝搭子外圓上的φ10H7 mm孔借助工裝芯軸定位裝夾工件完成了偏心外圓的加工。

芯軸的使用方法如圖5所示。定位孔Ⅰ用于加工工件右端角度偏心外圓用，利用定位套2及定位銷(xiāo)3將工件定位裝夾在芯軸1上，定位孔Ⅰ與零件上工藝搭子外圓上的安裝定位孔2配合，保證工件右端偏心外圓軸心線(xiàn)與內(nèi)孔軸心線(xiàn)的交點(diǎn)C點(diǎn)與工裝上H點(diǎn)重合。芯軸上尺寸L6mm與工件上的L3同，定位孔Ⅰ到H點(diǎn)尺寸L4=130mm+L1。定位孔Ⅱ用于加工工件左端角度偏心外圓用，同樣利用定位套2及定位銷(xiāo)3將工件定位裝夾在芯軸1上，定位孔Ⅱ與工件上工藝搭子外圓上的安裝定位孔2配合，保證工件上左端偏心外圓軸心線(xiàn)與內(nèi)孔軸心線(xiàn)的交點(diǎn)D點(diǎn)與工裝上H點(diǎn)重合。芯軸上尺寸L6與工件上的L3同，定位孔Ⅱ到H點(diǎn)尺寸L5=130 mm-L2。

實(shí)際加工時(shí)，車(chē)床主軸孔內(nèi)安裝頂尖，與尾座頂尖同軸，兩頂尖分別對(duì)頂工裝芯軸角度軸心線(xiàn)兩端中心孔及60°定位錐面，使所加工角度偏心外圓與機(jī)床回轉(zhuǎn)中心同心，實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上的定位，三爪卡盤(pán)夾持工裝芯軸外圓φG(該外圓軸心線(xiàn)與角度軸心線(xiàn)重合)，在普通車(chē)床上完成了工件偏心外圓的粗加工(圖6)。

采用兩頂尖對(duì)頂，且用三爪卡盤(pán)夾持偏心外圓的裝夾方式，因“過(guò)定位”會(huì)導(dǎo)致車(chē)削后的角度偏心外圓產(chǎn)生加工誤差。但因?yàn)槭谴旨庸ぃ髌耐鈭A均有磨削余量，可在磨削加工中消除加工誤差。因此車(chē)削工序以增強(qiáng)切削剛性，提高效率為主要目的。

5　結(jié)語(yǔ)

加工外圓軸心線(xiàn)與內(nèi)孔軸心線(xiàn)成角度的軸套工件時(shí)，將角度偏心外圓加工的技術(shù)難題借助工裝來(lái)解決，降低了加工難度，減少了零件找正的時(shí)間，定位裝夾簡(jiǎn)便易行。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐的驗(yàn)證，在保證工件加工質(zhì)量的同時(shí)，不但降低了加工成本，而且縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。

[1]陳宏鈞 . 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004

[2]蔡光耀 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990

[3]王憲奎 . 機(jī)械制造工藝學(xué)[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985

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·名詞解釋·

工作臺(tái)不升降式銑床這種銑床的工作臺(tái)只能在固定的臺(tái)座上作縱、橫向移動(dòng)(矩形工作臺(tái))或繞垂直軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)(圓形工作臺(tái))，垂直方向的調(diào)整和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由機(jī)床主軸箱完成。它的剛性和抗振性比升降臺(tái)式銑床好，適用于較大切削量工件的加工。

Process analysis of the eccentric cylindrical of double angle eccentric shaft

LIU Xiu’e①, ZHANG Aimin②

(①Henan Branch Ping Tobacco Machinery Co.,Ltd., Xinxiang 453000, CHN;②Xinxing Vocational Technical College, Xinxiang 453006, CHN)

Aimed to eccentric cylindrical processing problem of the angular eccentric sleeve, through the design of turning spindle, to simplify the parts clamping process, to ensure the quality of the products, the cost would be reduced and the production efficiency would be improved greatly.

angle eccentric shaft sleeve; angle eccentric cylindrical; turning spindle

TH162

B

柳秀娥，女，1967年生，工程師、工藝主管，主要研究方向?yàn)闊煵輽C(jī)械機(jī)加工工藝。

(編輯孫德茂)(2016-01-19)

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