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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
8 l& D. E$ p' H  \9 h2 `! ^5 z# W, d1 ^4 e+ S

一、技术要求与工艺分析(图1)

1、主要技术要求: - L& x* j4 n3 M2 z# u/ p
(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:  
  [- C8 M. L, j2 A4 h6 h: B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。  % X2 A- d6 Z5 Q/ ]
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”。  
+ z$ l! f- N) z9 }7 d+ n  G( L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。  $ ]% J% N+ Z9 o% |, T
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。  
% l9 }9 \- _1 ^" l+ ~3 k(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。  
7 |* x, k; a6 [  B' ^; z- Q+ I% A(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。  
+ J& L9 L1 w' C2 A(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。  
' }0 [% h( G. o' ?/ y) A# W二、加工难点及解决方法: : h% Y% `* [- u8 O
1、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。  3 b+ w( g; P0 b# D; Y
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。  
. E, p0 `3 M( i& T9 W3、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。  / s1 l& r! b  M2 v" l$ f: m
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。  
, z, v- }, \# J6 w5、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。  
& E* T% R/ e% g: a6、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。  
' L, r% ?- @1 k7、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。  ) ~8 |, c% x0 W
8、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。
) k) M  _, P! r/ @9 k& ]  ~0 h: b8 c$ S: O- O2 e2 L" d0 J6 e
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。  # h! V1 Q8 J* f" T7 S. {8 }

$ t1 ^! z: ^% k& k0 j2 C, S注意末注圆角R1的加工。(图6)% N9 r( {% k2 f8 d

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)  


5 ?4 E8 z; Y- D! \7 {( Z

至此,加工工序已基本结束,倒棱去毛刺后送检。
4 k, A: u5 {& [/ o' |. z3 F
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。
" K/ M) ?) t. c' I. T# A

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, ?% j) [( \! M5 y' ?; r
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。
6 r$ D5 w! M  M* }

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)  
- E* {3 I! y4 c6 P" [: T0 l      d—偏心工件卡爪夹住部分的直径(mm)。  
% k3 h0 ]6 ?7 x- d% i      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:  
3 i* z  F! Y# z4 z9 u% w' S, L7 J
7 ]/ P  i0 J, ]- X% f. O
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。  , V. I: b9 Z% k4 _2 o
扇形垫片的厚度可用下面的近似的公式计算:
    X = 1.5e( 1 + )$ x5 j( j" {, H5 e* U' X) D
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。

+ @7 i4 g/ S5 W/ ], O% m, ^" f8 R/ c# O0 {# `' D
以上来自金属加工 作者: 株洲技术学院  韩美容
  ^7 q4 y6 v$ A( ?2 x5 v
: n6 }& p/ i3 I$ W$ D; {

. h0 N4 N8 d2 Y7 z; X9 |; F! l' l7 q- q9 d$ P& G* g* D' P

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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
# f  o2 f. y) {2 {7 c

点评

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!

% h5 S* ?" l1 z3 O
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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!1 [6 u$ K3 k/ [" c, c& l
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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
! O- |/ T2 j( I* `; D) T
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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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