可扭轉(zhuǎn)的車偏心夾具

中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司 （山西 037305）趙立志

我公司在出口產(chǎn)品加工中，需要加工如圖1所示的偏心軸零件，如何利用現(xiàn)有的設(shè)備加工高精度、高效率的、符合圖樣要求的產(chǎn)品，成為一個(gè)需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。

圖1 工件

1.加工方法

針對(duì)圖1所示工件，傳統(tǒng)的加工方法有：

（1）單動(dòng)卡盤裝夾找正。用軟爪直接裝夾，找正后進(jìn)行加工。

（2）花盤上進(jìn)行裝夾找正?？芍苯友b夾找正，裝夾時(shí)注意一定要用平衡塊平衡，并須仔細(xì)找正。

（3）自定心卡盤上裝夾找正。在一個(gè)卡爪和工件間墊上一定尺寸（經(jīng)過(guò)計(jì)算的尺寸）的墊塊，以形成偏心，裝夾找正后進(jìn)行加工。

以上三種加工方法對(duì)工人的操作技能要求較高，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，生產(chǎn)效率低且產(chǎn)生廢品較多。它們只能適應(yīng)一些要求精度不高的單件小批量生產(chǎn)。

（4）用專用夾具裝夾。在加工圖1所示的偏心軸時(shí)，因其偏心距公差要求較嚴(yán)，φ60mm與φ40mm的兩個(gè)外圓需在一次裝夾中加工完成。若按常規(guī)加工方法難以保證零件的加工精度，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2所示的可扭轉(zhuǎn)車偏心夾具，較好地解決了這一問(wèn)題。此夾具經(jīng)過(guò)計(jì)算和在動(dòng)平衡儀上試驗(yàn)，不平衡量很小，不會(huì)影響加工質(zhì)量，可以忽略不計(jì)。

圖2 可扭轉(zhuǎn)車偏心夾具

2.夾具的結(jié)構(gòu)原理

可扭轉(zhuǎn)車偏心夾具是在卡盤座1與自定心卡盤5之間增加了法蘭盤2和轉(zhuǎn)盤4，其中法蘭盤2與卡盤座1，轉(zhuǎn)盤4與自定心卡盤5之間分別用內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固成一體。轉(zhuǎn)盤4上開有3個(gè)弧形槽，可通過(guò)3個(gè)螺釘與法蘭盤2相連，因3個(gè)弧形槽圓弧的圓心為圓柱銷7的軸心，當(dāng)卸下削邊銷8時(shí)，轉(zhuǎn)盤4可繞圓柱銷7相對(duì)法蘭盤2轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度α。當(dāng)α=0時(shí)，自定心卡盤中心O1與車床主軸回轉(zhuǎn)中心O重合，為車φ60mm外圓的位置，此時(shí)，削邊銷8應(yīng)插在圖2所示孔1內(nèi)；當(dāng)α≠0時(shí)，自定心卡盤中心O1偏離車床主軸回轉(zhuǎn)中心O，形成偏心e=OO1，此時(shí)車偏心位置，削邊銷應(yīng)插在孔2內(nèi)。同時(shí)削邊銷設(shè)計(jì)了彈簧頂鋼球裝置，避免在工作時(shí)由于離心力產(chǎn)生軸向移動(dòng)。

3.注意事項(xiàng)

（1）因定位銷的定位精度直接影響到偏心距e的大小，因此對(duì)定位銷孔的制作工藝要求較嚴(yán)格，這是夾具的關(guān)鍵之處，通常6個(gè)銷孔需在自身車轉(zhuǎn)盤4上的卡盤止口之前加工完成。法蘭盤2和轉(zhuǎn)盤4的定位銷孔均以內(nèi)孔和端面為基準(zhǔn)，使其位置度控制在0.01mm以內(nèi)，法蘭盤2和轉(zhuǎn)盤4的內(nèi)孔和外圓的同軸度為0.005mm，并與端面的垂直度為0.01mm。

（2）配磨襯套，襯套與法蘭盤2和轉(zhuǎn)盤4為過(guò)盈配合，過(guò)盈量0.005～0.01mm, 襯套內(nèi)孔尺寸的一致性為0.002mm。

（3）配磨圓柱銷7和削邊銷8時(shí)，間隙控制在0.005～0.01mm。

（4）在安裝法蘭盤2和轉(zhuǎn)盤4時(shí)須與主軸回轉(zhuǎn)中心找正到0.01mm以內(nèi)。車轉(zhuǎn)盤止口時(shí)，應(yīng)插上圓柱銷7和削邊銷8，然后擰緊螺栓，車削，尺寸控制在比自定心卡盤止口小0.01mm。

（5）在安裝削邊銷8時(shí)，應(yīng)注意使其削邊方向垂直于連心線。

（6）法蘭盤2和轉(zhuǎn)盤4銷子底孔坐標(biāo)尺寸的確定如圖3所示。

圖3 坐標(biāo)尺寸的示意圖

轉(zhuǎn)盤孔坐標(biāo)尺寸的確定：

由于轉(zhuǎn)盤上的3個(gè)孔均布，△ABC為等邊三角形，在xOy的直角坐標(biāo)系中A點(diǎn)坐標(biāo)為：

B點(diǎn)坐標(biāo)為：xB=0，yB=－r

C點(diǎn)坐標(biāo)為：xC= －xA，yC=xC

若A、B、C三孔分布圓尺寸為φ310mm，則r=155mm。

A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為：（134.24 ，77.5）、（134.24，77.5）、（0，155）。

法蘭盤孔2的坐標(biāo)尺寸的確定：

由于法蘭盤孔B和轉(zhuǎn)盤的B孔為相同位置，而在正車位置時(shí)，法蘭盤孔1（A孔）和轉(zhuǎn)盤孔A重合，故法蘭盤孔B、A的坐標(biāo)和轉(zhuǎn)盤上孔B、A的坐標(biāo)尺寸相同。

在△BOC′中，由于BC′是由BC沿B點(diǎn)旋轉(zhuǎn)而成，故

4.分析夾具的定位誤差

此夾具采用一面兩銷定位，采用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷及平面定位，存在定位基準(zhǔn)位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差。

（1）定位基準(zhǔn)位移誤差的分析：由于定位銷和襯套配磨而成，它們不存在孔與銷的公差，測(cè)量誤差控制在±0.001mm，只存在最大及最小間隙，工件φ60mm和φ40mm定位襯套內(nèi)孔尺寸一致性為0.002mm，可以忽略不計(jì)。經(jīng)過(guò)計(jì)算

轉(zhuǎn)角誤差很小，可以忽略不計(jì)。

因此工件的偏心距誤差在0.009mm<0.04/3=0.013 33mm。一般的制造誤差為工件相應(yīng)尺寸公差的1/3～1/5，使用夾具時(shí)，對(duì)夾具裝夾加工首件進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，在加工過(guò)程中嚴(yán)格控制，此復(fù)位偏心夾具加工圖1所示偏心軸時(shí)，偏心距誤差100%在0.02mm以內(nèi)。