偏心圆柱体零件的车削机构

徐州锻压机床厂集团有限公司 (江苏 221116) 张 远 吴 强 厉 慧 李广娟

在闭式单双点压力机中，为了使结构紧凑，提高刚性，以铸代锻，常用偏心齿轮(见图1)来作为产生压力的曲柄回转机构，扭矩由齿轮直接传给偏心圆柱，心轴固定在床身上，只承受弯曲和剪切。但是这种偏心齿轮的加工较为繁琐，特别是其偏心距的保证较为困难。目前，其偏心圆柱的加工主要是在立式车床上进行车削完成的，车床的工作旋转台大都没有调整偏心的功能，其加工精度是完全靠操作者进行反复地测量敲击挪移来最终达到的，过程复杂、费时费力。为了解决这一难题，结合偏心齿轮的结构特点，我们查阅了很多加工偏心回转体的资料，最终制作了本文介绍的机械结构，来进行偏心回转体的车削。

图1

1.工艺分析

偏心是机械零件设计过程中一种特殊的结构形式，它是指工件的外圆和外圆之间的轴线相互平行且不相重合，或工件的外圆和内孔的轴线相互平行且不相重合，两条相互平行轴线之间的距离成为偏心距。偏心零件的加工方法很多，主要常用的是车削加工，车削加工有三爪、四爪偏心装夹加工，顶尖顶持偏心孔夹持加工等。但对于一些偏心距较大、质量较重的大型偏心回转体来说，这些加工方法就有很大的局限性，甚至行不通。如图1 所示尺寸规格的偏心齿轮，偏心圆柱体φ850f7 全长466.5 mm，其左端还有与其同轴线的φ930 mm 过渡圆柱体，偏心距(250 ±0.5)mm，数量10 件。材料采用ZG310—570，毛坯的外径960 mm，该零件的主要特征就是偏心，左端齿轮的外圆与中心孔同心，右端是两个同心的圆柱体，由于该零件的齿轮外圆、端面、中心孔以及右面两圆柱的外圆表面的位置精度要求较高(表面粗糙度质量也较高)，而且偏心距较大，装夹加工都比较困难。

图2

目前常用的方法中，哪种可以加工图1 所示的大型偏心回转零件呢?如图2 所示，是在立式车床的单动卡盘旋转台上进行调整车削偏心体的。其方法大致是:在单动卡盘的一个卡爪上增加一个垫块，使工件产生偏心来进行车削。偏心垫的厚度计算大致如下

式中，e 为工件偏心距(mm);K 为偏心距修正值，正负值按实测结果定(mm);Δe 为试车削后实测偏心距误差 (mm);e测为试车削后实测偏心距(mm)。

从上面的分析可知，如果采用图2 所示的方法对图1 偏心齿轮的偏心圆柱进行车削加工，我们将要多次起吊和挪移工件。操作麻烦，故此方法不合适。

2.解决措施

根据我公司机加工分厂的实际生产情况，针对图1 所示偏心齿轮零件的尺寸精度要求，选择在立式车床上进行该类偏心回转体的加工。由于批量较大，为了节约装夹时间，提高生产率，设计了一套偏心圆柱体车削结构(见图3)。这种偏心圆柱体的车削机构旋台加工偏心齿轮时方便，节省生产时间，加工精度高，通用性强。同时可以直接作为立式车床的旋转工作台使用，满足正常对无偏心结构回转体加工的需要。

图3

采用图3 所示的结构对图1 的偏心圆柱体进行加工时，不需要任何计算和附加其他零件，参照被加工零件的图样，找到偏心距，按照下面介绍的方法就可以进行加工了。方法如下，圆底盘16 主要起支撑作用，用手柄9 旋动丝杠13 外端的螺母10，可使指针滑块14 沿着丝杠13 轴向运动，从而调节镶在指针滑块14 中的心轴6 轴心与圆底盘16 轴心的距离，通过圆底盘16 上的中心指示线和指针滑块14 上的指针可以测量出心轴6 轴心与圆底盘16 轴心之间的距离，使该距离等于偏心圆柱4 和齿轮外圆3 的偏心距，锁紧指针滑块14，此时，齿轮外圆3 的轴心与心轴6 的轴心重合，偏心圆柱4 的轴心与圆底盘16的轴心也重合，完成对偏心齿轮5 的径向定位，同时移动游动滑块12，使偏心齿轮5 的顶齿槽卡住定位棒7，并用塞尺测量定位棒7 两侧的齿槽间隙，以心轴6 中心线为轴轻微旋转偏心齿轮5，确保定位棒7 两侧的齿槽间隙相等，完成对偏心齿轮的周向定位。整个过程必须轻放，以免冲撞心轴6，造成指针滑块14 偏移而失去精度;然后销钉锁紧偏心齿轮5，刀具找正圆底盘16 的中心，把圆底盘16 锁紧在立式车床工作台上，就可以对偏心齿轮5 的偏心圆柱4 进行加工了。

3.注意事项

(1)作为零件加工的常规工艺流程，使用该结构加工零件前，对毛坯进行划线、按线找正是必要的，而且在划线的过程中要仔细检查，以求每一步都要划得精准、清晰。

(2)像图1 这样的大型偏心回转体，材质以铸造件较多，产生零件内部组织缺陷(如气孔、砂眼等)的可能性较大，很可能出现断续切削，影响刀具的加工精准度。所以在加工前，对零件的组织探伤也是很有必要的。

4.结语

作为本结构的改进，以圆底盘16 的轴心处为对称点，在圆底盘16 的丝杠对称处设置一件事先计算好质量的配重铁1，配重铁1 用螺栓2 与圆底盘16 紧固在一起，用来平衡被加工工件的偏心部分带来的离心力，使整套结构平衡旋转，提高了加工过程中的安全系数。同时，为了更加方便快捷地测量心轴6轴心与圆底盘16 轴心之间的距离，圆底盘16 上设有刻度线，刻度线沿着丝杠槽两侧边缘设置，刻度线的零线与圆底盘16 上的中心指示线重合。如此，增加了简单的计算和配重，再使用该结构车削偏心回转体零件时，偏心精度就更加容易保证了。