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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 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 未来第一站 于 2016-10-22 08:57 编辑 1 e4 f5 ]' X8 c2 r& Y
' u0 d* ^" G9 F6 P( Z* z& d

一、技术要求与工艺分析(图1)

1、主要技术要求:
3 C9 d+ l/ L2 F6 p- J/ ]
(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:  
: a( a+ K  a( b6 i4 l% U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。  8 a7 l6 z$ L. v% I
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”。  
! G. I: I( A3 `; l+ l& y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。  ( `% l$ Z0 p! M, Z- a! E5 |
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。  ) B0 S- J3 Y0 T. n6 B2 I5 L, v+ 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。  
% q" N4 u: w- s) G+ u1 x(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。  8 ~* a1 m. w' H- a' K! x
(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。  7 g5 O1 u2 K1 f2 S% X( U3 S
二、加工难点及解决方法:
* }7 E& D/ D+ b' c  p& I1、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。  
6 E1 D7 v- l7 T% {8 `9 [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。  . ^: G) {/ [; g+ g5 k' r
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。  1 v. w: R4 h8 b' j
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。  
! X8 k- u, W' B* U% m5、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。  $ ]9 z' A* W/ \7 y7 l+ [5 \
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。  4 p) b2 Y$ j7 w+ M' j
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。  
; t9 o9 V7 j# m  H8、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。2 x, q5 t1 ?  c' u) ^
- n% Y5 z7 H0 v, H2 x1 Q- C! R7 @/ j
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。  
; X5 K" ]$ I1 H7 {) _" s' y9 t+ ~) o8 {+ y' O- l
注意末注圆角R1的加工。(图6)) a: V, J1 C$ f3 i% L

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 I! E& F" I1 o. M

至此,加工工序已基本结束,倒棱去毛刺后送检。* I  ~. C! j* X) u7 v+ E+ u
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。 ( K8 a+ a5 N) v/ G

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
1 _; f- j. X4 K- e9 s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。
* f* w4 q2 |, d8 m/ p$ [$ N: C8 c$ }

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)  + m8 W# O# v% T2 A/ a/ u& F
      d—偏心工件卡爪夹住部分的直径(mm)。  9 j$ J/ H# L" |5 C
      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:  ( k+ V0 N% X0 z# @5 i

* R; K2 h' K6 a9 v# J8 m1 s0 g6 j
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。  
. g* }+ ?+ z0 Y6 p4 Q. n; k$ b
扇形垫片的厚度可用下面的近似的公式计算:
    X = 1.5e( 1 + )
5 x* x8 h7 A) V1 c
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。

# _  p# c+ H7 m. n; y" d& x! W3 _; {: G& ]6 ~* G" y
以上来自金属加工 作者: 株洲技术学院  韩美容
0 g% z5 ~& A& _6 ^- w3 C

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发表于 2016-10-22 10:04:47 | 显示全部楼层
很传统
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发表于 2016-10-22 11:38:50 | 显示全部楼层
受益非浅3 v8 u4 X4 I% Q. ?& F

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希望能帮到你!  发表于 2016-10-22 11:52
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发表于 2016-10-22 13:31:52 | 显示全部楼层
好资料,学习了!
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发表于 2016-10-22 13:46:37 | 显示全部楼层
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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发表于 2016-10-22 14:20:02 | 显示全部楼层
好资料,学习了!

# s1 T, S6 j  H. a
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发表于 2016-10-22 20:51:27 | 显示全部楼层
虽然不懂,帮顶!
, D2 w/ y8 h/ c5 V- Y
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发表于 2016-10-22 21:34:43 | 显示全部楼层
这个很全面,也很详细,更很专业。
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发表于 2016-12-3 11:38:17 | 显示全部楼层
很棒
) c  X3 Z& ?0 d8 W9 k0 r3 g
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发表于 2016-12-8 08:57:39 | 显示全部楼层
经典案例
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