多心偏心軸及大直徑大導(dǎo)程多頭卷筒的加工方法

任桂君

(中國一重重裝事業(yè)部，黑龍江 161042)

在機械制造行業(yè)中，多心偏心軸在整機部件中起著相當(dāng)重要的作用，被視為整機中的重要部件。對偏心軸的設(shè)計要求非常高，對它的尺寸精度、形位公、偏心距、表面粗糙度等要求相當(dāng)?shù)膰?yán)格。因此在多心偏心軸的機械加工中，對機床精度、操作者實際操作水平及合理選擇適當(dāng)?shù)妮o助裝置，都有很高的要求。

在加工大導(dǎo)程雙頭卷筒過程中，最關(guān)鍵的問題是加工過程中保證機床掛輪系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，不能出現(xiàn)齒輪軸折斷脫輪現(xiàn)象。不然將造成活件尺寸超差，嚴(yán)重的將報廢。

1 多心偏心軸的加工方法

在加工多心偏心軸時，一定要從以下幾方面入手，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出滿意的多心偏心軸。

1.1 多心偏心軸的定心

因為多心偏心軸的心多，要在兩端頭把所有的中心孔都定出來，并能保證實際加工精度，在實際生產(chǎn)中是不可能實現(xiàn)的。所以把各個偏心的軸徑的中心孔都能準(zhǔn)確無誤的定準(zhǔn)，就顯得尤為關(guān)鍵和重要。定偏心軸徑中心孔首先要計算出各個偏心軸徑的偏心距，然后在精度要求較高的坐標(biāo)鏜床上，將所有的偏心軸兩端銑平，然后再將工件水平及垂直方向找正，沿工件中的豎直方向加工兩矩形方槽，見圖1。保證A、B 兩面到工件中心的偏心為±0.01 mm，為保證工件在加工過程中有足夠的剛性及強度，槽寬應(yīng)在180 mm～240 mm 之間，槽長根據(jù)最大偏心距而定。在定心槽加工完后，根據(jù)所計算的偏心距加工所需各孔距的定位塊。定位塊各面一定要在磨床上加工，并把偏差嚴(yán)格控制在±0.005 mm 以內(nèi)，以保證各定位塊偏差累計小于設(shè)計所給公差。定位塊安裝一定要按設(shè)計所給偏心距所需的定位塊，在安裝時還要用塞尺檢查各定位塊之間，以及定位塊和定位面之間的間隙。間隙均＜0.02 mm。加緊要用兩塊帶把合孔的斜鐵，然后用螺絲把緊。把緊后，再全面仔細(xì)地檢查一遍，確定無松動和間隙后再上機床進(jìn)行加工。

圖1 定位槽與定位塊Figure 1 Location notch and position block

1.2 多心偏心軸的配重

多心偏心軸的配重，是關(guān)系到能否生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的一個重要環(huán)節(jié)。偏心軸配重是否合理是保證機床正常運行的重要因素，也是保證所加工工件的機械精度、加工精度能否滿足設(shè)計圖紙要求的關(guān)鍵。在配重時要考慮的因素非常多:(1)配重的準(zhǔn)確性。因為配重不準(zhǔn)確將造成機床運轉(zhuǎn)不平衡穩(wěn)定，易造成機床的傷害。(2)配重的作用點。如配重點選擇不當(dāng)易造成工件加工過程中形成干涉，操作安全得不到保障。(3)配重的合理性。如果配重計算準(zhǔn)確，但分配的不合理將造成活件在加工過程中產(chǎn)生變形，難以保證加工的工件精度。另外，在選擇配重塊時要預(yù)備些小的配重塊，隨時添加到所需位置。(4)配重的自身安全性。配重安裝的是否牢靠、合理，是關(guān)系到機床、工件、操作者等多方的安全，所以安裝配重要遵守“牢、快、穩(wěn)”的原則。

1.3 多心偏心軸的加工

多心偏心軸的加工是整個偏心軸生產(chǎn)過程中最為重要的工序。偏心距的檢查，在定位塊安裝后要上機床檢查機床偏心距是否正確，在所有偏心距都檢查以后，確定最先加工的軸徑。工件上機床后要先慢轉(zhuǎn)，看機床配重是否正確，如發(fā)現(xiàn)不準(zhǔn)確應(yīng)馬上停車。增減配重以達(dá)到準(zhǔn)確合理，使機床平穩(wěn)運行。因多心偏心軸加工工序、工步非常復(fù)雜，磨床對配重的要求非常高，所以大多數(shù)工件的磨序都由車床來代替，因此要求車床的精度要相當(dāng)?shù)母摺?/p>

在車削的過程中，選擇合理的切削用量最為重要:(1)進(jìn)給量的選擇。車削端面為斷續(xù)車削時，如進(jìn)給量過大易造成刀具受沖擊過大而破損，進(jìn)給量過小易造成刀具磨損加快，增加刀具刃磨次數(shù)降低生產(chǎn)效率。對于大型臥車最佳進(jìn)給量應(yīng)首選0.6 mm～0.9 mm。(2)背吃刀量的選擇。由于偏心軸運轉(zhuǎn)與同心軸不同，因此背刀量不易過大，過大易造成刀具損壞和機床精度降低。(3)切削速度的選擇。切削速度過快易造成工件配重松動使機床運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，造成加工過程工件形位公差超差，所以在精車軸徑時一般選擇較低的切削速度。用高速鋼車刀進(jìn)行車削以達(dá)到圖紙要求。

由于多數(shù)偏心軸都是特殊材質(zhì)，因此在加工過程中應(yīng)選擇好的切削液，這樣使工件表面粗糙度達(dá)到要求，避免出現(xiàn)啃刀現(xiàn)象。在加工多心偏心軸時，由于各個曲拐跨度不一，所以在裝夾過程中，心距較大的面不在加工回轉(zhuǎn)軸線上易使工件產(chǎn)生弓形，造成工件發(fā)生塑性變形，從而使工件的幾何精度超差，因此有必要增加一些輔助裝置。曲拐距離短的用小型千斤頂，曲拐距離長的用頂杠，以增加工件的剛性，減少工件的變形(如圖2所示)。

圖2 防止發(fā)生變形采用的工輔具Figure 2 Auxiliary devices applied to prevent deformation

1.4 多心偏軸的檢驗

要想加工生產(chǎn)一件合格的多心偏心軸，工步間的檢驗是一個必不可少的環(huán)節(jié)。因此每加工好一個軸徑，換心后都要仔細(xì)檢查偏心距。檢查的步驟是:先準(zhǔn)確測量出所要精加工的軸徑尺寸，然后將所要測的偏心距軸徑旋轉(zhuǎn)到同一垂直面內(nèi)，用平尺放在機床導(dǎo)軌上，用百分表測量相應(yīng)偏心距的實際數(shù)值，如所測數(shù)據(jù)值在圖樣的設(shè)計偏差之外就要調(diào)整定位量塊，在規(guī)定范圍內(nèi)為合格。測量方法如圖3 所示。

圖3 多心偏軸的測量方法Figure 3 Measuring method of multicore eccentric shaft

1.5 其它注意事項

多心偏心軸加工檢驗過程中還要特別注意以下幾點:(1)要隨時檢查配重的夾緊情況;(2)每次換心后都要認(rèn)真檢查偏心距;(3)由于多心偏心距回轉(zhuǎn)半徑大，加工過程中一定要注意安全，避免發(fā)生人身、設(shè)備事故。

2 大直徑大導(dǎo)程多頭卷筒的加工方法

大直徑大導(dǎo)程雙頭螺旋卷筒是大型起吊和裝卸設(shè)備中不可缺少的重要零件。因此它的質(zhì)量好壞在很大程度上對整臺設(shè)備的性能指標(biāo)起著決定作用。下面是大直徑大導(dǎo)程雙頭螺旋卷筒加工中需注意的方面。

2.1 掛輪

在加工大直徑大導(dǎo)程雙頭螺旋卷筒時，首先要依據(jù)所加工的螺距計算出所需的齒輪，在掛輪后，先要用刀尖在未加工表面劃出運動軌跡，檢查螺距是否正確。

2.2 分頭

因為大直徑大導(dǎo)程雙頭螺旋卷筒一般全是從中間向兩端分起，即左右旋合兩條，并且工件要求每個起點都是對中的，因此左右旋起點一致非常重要。卷筒加工前，先要在工件上做好標(biāo)記，然后用刀尖對準(zhǔn)標(biāo)記劃出痕跡，以痕跡為中心向兩端擴刀到達(dá)要求。

2.3 切削加工

由于大直徑大導(dǎo)程雙頭螺旋筒螺距一般都在32 mm～68 mm 之間，因此螺旋槽相對也很深，加工困難。如果用常規(guī)方法加工效率非常低，故要采用先進(jìn)的加工方法。粗車時用45°合金鋼車刀高速車削，半精時用75°合金車刀，刀磨成R 刀高速切削，精車時為了保證粗糙度及螺距導(dǎo)程正確采取成型油光刀加工。

2.4 其它注意事項

由于大直徑大導(dǎo)程雙頭螺旋筒螺距大，因此掛輪箱各個嚙合齒輪所承受力矩非常大，所以在加工過程中應(yīng)時刻檢查掛輪箱各個齒輪情況，發(fā)現(xiàn)有掉齒及不正常聲音時一定要停車檢查，避免發(fā)生脫輪或齒輪軸折斷現(xiàn)象，造成亂扣。另外，在高速粗車和半精車時，退刀是非常重要的，退刀早了螺距加工不到位，退刀晚了將造成扎刀，使刀具損壞。所以要在退刀位置上做好明顯標(biāo)記。在加工卷筒時還需注意鐵屑問題。因為在粗車和半精車時鐵屑都是長屑，所以清理鐵屑必須有專人，如發(fā)現(xiàn)鐵屑纏繞在工件或刀架時要立刻停車清理，以免發(fā)生意外。

3 結(jié)語

以上兩種工件的加工方法以及一些需注意的事項，是在實際生產(chǎn)中總結(jié)出來的，它對類似工件加工有一定的指導(dǎo)作用。