對稱雙偏心薄壁套工藝分析與車削方法

摘要：主要介紹了對稱雙偏心薄壁套工件精加工采用的工藝方法。分析了加工中存在的技術難點，進一步提出薄壁的車削方法，高精度偏心距、對稱度、同軸度的校正方法，需要注意的工藝措施，具體的操作步驟，從而有效地保證了工件精度的加工質量。

關鍵詞：薄壁;偏心孔;高精度;難度大;校正方法;加工方法

中圖分類號：TG51????文獻標識碼：A?????文章編號：1671-2064（2019）17-0000-00

0引言

2008年8月，筆者參加了山西省人社廳組織的全省技工學校職業技能大賽，技能操作考題是車削對稱雙偏心薄壁套工件，取得較好成績，省人社廳給頒發了技師證書。多年來，教學中常常分析、驗證當時采用的加工方法，現在總結出來，供同行參考。

尺寸精度高的薄壁孔、偏心孔是車工的加工難點，再加上高精度的同軸度、對稱度等形位公差技術要求，綜合在一個工件上，如圖1。

如何采用正確的方法才能保證加工質量，對操作者既是挑戰，又是考驗，下面就主要分析精車的困難和解決方法。

1基準先行原則

精車的第一道工序是先把左端面光一刀，依次將兩個外圓?58、?45和一個內孔?38精車完畢，為后面的校正提供測量基準，有了測量基準，才能方便控制其它表面的形位精度;第二道工序是分別校正兩個偏心孔的偏心距5，并控制對稱度，粗精車偏心孔?18;最后一道工序是找正同軸度基準，精車右端的外圓?44和內孔?42。

2?薄壁、剛性差，易變形、振動，圓度、圓柱度、表面粗糙度難控制

工件左端壁厚3.5mm，右端壁厚只有1mm， 精車的基本原則是只有降低切削力，才能有效克服振動和變形。具體方法是：三個外圓都用90°硬質合金刀高速切削，只要刀具鋒利，能有效降低徑向切削力，在一次走刀中同時控制尺寸精度、圓度、圓柱度、表面粗糙度，而且速度快;精車兩個大孔?38、?42用高速鋼刀低速切削，因為精車外圓后，壁厚變小，剛性進一步降低，還用硬質合金刀高速切削精車內孔，容易產生頻率振動，影響表面粗糙度。而高速鋼車刀刃口鋒利，工件轉速慢，能克服這些缺陷產生。

3偏心距精度要求高，校正難度大

單個偏心距換算為5，精度高，單件生產，又是技能大賽，考的就是精度控制能力，所以要求在三爪卡盤上校正車偏心，難度就更高。

多次實踐證明，需要校正的工件，夾緊的部位不能長，夾的長，用銅棒敲擊工件，工件的位置無法調整;如果夾的偏短，會形成欠定位，車削時造成工件飛出。夾持長度以18-20mm最好，即方便調整位置誤差，夾緊后車削也安全。

偏心的具體校正步驟如下：

（1）檢查卡盤本身的偏心距誤差。在三爪卡盤上夾緊一根?20的心軸，用百分表檢查三個卡爪的跳動誤差，取讀數最小的一個卡爪做記號，再測量記號卡爪旋轉180°的最大跳動量，這個最大跳動量誤差的一半就是卡盤本身的偏心距e_卡。

（2）計算偏心墊塊厚度x。x=1.5（5-e_卡），為方便調整，墊塊要做成圓弧形，圓弧的半徑R29.2-R29.3，寬度略大于卡爪厚度，墊塊厚度規格分別是7.35、7.2、7.0、6.8幾種，能根據卡盤偏心距誤差進行選擇;再準備一些0.02、0.05、0.10、0.15、0.20等規格的銅皮或者報廢的塞尺，能按照計算的總厚度微量調整。

（3）工件的安裝。用銅皮包住?58精車外圓，在做記號的卡爪下面墊上計算好厚度的偏心墊塊，夾緊工件。注意兩點：工件的夾緊長度18-20mm;每次夾緊、松開固定使用記號卡爪對應的鑰匙孔。

（4）百分表測量?45外圓的平行度誤差。百分表測量?45外圓對主軸軸線的平行度，并用銅棒校正，控制平行度誤差0.02以內;一側合格后，卡盤帶動工件轉90°左右，檢查另一側的平行度誤差，反復檢查直至兩側平行度都合格。這是校正偏心距之前最關鍵的一步，不能省略。

（5）百分表測量偏心距5的誤差。在?45外圓的左右兩端分別測量跳動量，跳動量的一半就是實際偏心距。若超差（e超），增或減修正薄銅皮厚度x=1.5（e超）。重新夾緊工件，再測量平行度誤差和偏心距誤差，直至合格，才能加工第一個偏心孔。

4?偏心孔的對稱度0.012要求高 ????

在加工現場的主要量具就是一個10mm量程的百分表，怎么才能找到對稱度的測量基準是關鍵。筆者采用了一個簡單有效的辦法，第一道精車工序結束后，不要拆卸工件，把高度尺放在床身導軌上，用量爪在?45外圓表面輕輕劃一條水平的軸向基準線（注意劃線不能用力，避免劃傷精加工的外圓面）。

以這條線為基準，校正兩個偏心孔的偏心距5，其中第一個孔的最低點測量值要在基準線上;校正第二個偏心孔時，工件繞軸線旋轉180°，基準線在記號卡爪的對面，百分表測量最高點讀數也是在這條基準線上，需要注意的細節是，基準線要對齊記號卡爪，必要時轉動工件微量調整，無論最低點或最高點，目測百分表測量頭的中心通過基準線。再加上校正偏心時，?45外圓兩條側母線的平行度誤差在0.02以內，就把各種影響對稱度的誤差降到最低，基本在偏心孔總長35mm范圍內能達到對稱度0.012mm的要求。這個過程與前面偏心距的校正是同時進行，是這個工件最復雜的操作難點，而且費時，最快的能在20分鐘左右找正一個偏心距和對稱度，共校正兩次。

5第二個偏心孔斷續切削加工難度大

兩個偏心孔深度長，從刀尖算起，刀桿伸出長度在65左右，剛性差，容易振動;孔徑比較小，觀察困難;尤其第二個偏心孔加工時，切削不對稱，斷續切削引起振動。

鉆第二個偏心孔時，為防止鉆頭偏移，可在刀架上安裝檔鐵，靠近工件孔口，對鉆頭棱邊輔助支承，以抵抗非對稱的切削力，同時降低主軸轉速和進給量，避免鉆頭切削刃崩刃;精鏜孔時，也存在同樣的現象，不能采用硬質合金鏜刀精鏜，易崩刃，應該用高速鋼刀低速精鏜，保證工件的加工精度是核心內容。

6?44外圓同軸度控制難

?44外圓軸線與?45外圓軸線有直徑公差為?0.02的同軸度要求，因此在精車?44外圓之前必須對工件再一次進行找正。難點是墊銅皮夾?58外圓后，需要找正的精基準外圓都在卡爪里面。

解決方法是：粗車?44外圓臺階處時，?58外圓的寬度留成30長，這也是一個關鍵的工藝處理，因為?58基準外圓測量長度越長，找正精度就越高，能提高被測要素的控制精度，且在校正偏心距、對稱度時，方便銅棒敲擊?58外圓面。操作時，薄銅皮撕成兩塊墊在工件和卡爪之間，利用卡爪留出的兩處空隙測量基準外圓，先找正?58外圓兩側母線的平行度0.015以內，再檢查?58外圓的跳動量是否在0.02以內。如果跳動量超差，利用校正偏心原理，在卡爪上墊薄銅皮消除偏心，使?58外圓軸線與機床軸線同軸，也就保證了被加工外圓的同軸度，最后先精車右端面控制平行度，再精車外圓?44和內孔?42。

7需要注意的兩個細節

（1）工件兩端外圓與孔口的倒角要在校正合格后精車之前先加工，尤其是工件右端，如果精車后再倒角，容易在徑向力作用下發生變形，甚至扭曲報廢，倒角的進給速度一定要慢、穩。

（2）去除?58外圓預留的10mm長度余量，在同軸度校正合格后完成，不能用切斷刀徑向車削，徑向力會使校正精度改變，應該用90°刀小吃刀、慢進給，多次進給車去多余部分材料。

對稱雙偏心薄壁套工件的加工方法，綜合應用了車工工藝、公差配合的理論知識和生產實習教學經驗，對提高車工操作技能、提高產品加工精度有很好的實踐性和可行性，在歷年學生技能大賽培訓中也取得了良好的教學效果。

專業技能教學重在教會學生正確的操作方法，所以教師在專業學習上首先要尋根溯源掌握正確的專業基礎理論和規范的操作技能，學生采用合理正確的方法練習，能起到事半功倍的學習效果。合理的正確方法是指某種技能的核心要領，在這個要領指導下操作，就容易控制工件加工精度。某些技能的操作方法表面上看起來正確，但是核心要領不過關，甚至是錯誤的，必然會導致工件精度降低或不合格。專業技術人員在實踐中也要探索、創新、發明核心操作要領，前提是要有正確的工藝理論指導，經得起理論分析、推敲;經得住實踐的檢驗。

很多事實證明，個人本職專業沒有核心技能與技術，生產作業中很難獨立全面的開展工作，影響工作質量和生產效率;一個國家某些領域沒有核心技術，在國際上就沒有話語權，發展中就要處處受別國限制;我們要教育學生把個人的前途與祖國的發展強大緊緊的聯系在一起，下苦功讀書練技，出好活養家報國。認真做好工作中的每一件事，每一道工序精工細作、精益求精，樹立愛崗敬業、兢兢業業的職業精神做好本職工作，做合格的新時代社會主義事業接班人，凝神聚力為實現中華民族偉大復興貢獻力量。

參考文獻

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收稿日期：2019-05-27

作者簡介：張利生（1968—），男，山西清徐人，本科，高級講師，研究方向：中等職業學校機械制造專業教學。