一種偏心夾具體的加工工藝設計

孫自龍 閆鳳英

(德州德隆(集團)機床有限責任公司，山東 德州 253003)

曲軸是汽車發(fā)動機的關鍵零件之一，在發(fā)動機中承擔最大負荷和全部功率，承受著強大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時經受著長時間高速運轉的磨損。其性能好壞直接影響到汽車發(fā)動機的質量和壽命。而加工曲軸連桿頸的數控車床上的偏心夾具體自身精度的好壞直接關系著曲軸的加工精度。所以保證偏心夾具體自身的各項精度至關重要。如圖1 所示為一種數控車床上偏心夾具體的圖紙。

圖1 中，φ50H7 mm 孔為該偏心夾具體的基準孔，右端φ110H6 mm 孔一半圓孔，該孔內放置曲軸連桿頸的定位套。其相對于主軸頸孔(與機床主軸同心)的偏心距離為(43 ±0.01)mm。與φ110H6 mm 孔同軸的還有一φ20H7 mm 孔。該夾具體的左端面為夾具體與機床連接的定位基準面，右端面為工件與夾具體的定位面，兩端面相對于φ50H7 mm 該基準孔的垂直度要求均為0.01 mm，φ110H6/137 mm 孔端面相對于φ50H7 mm 基準孔的垂直度要求為0.01 mm。右圖中100 mm 尺寸的下端面為放置配重塊用。

因為圖中φ110H6 mm 孔不是一個完整的圓孔，為便于測量，也為防止鏜孔時斷續(xù)切削造成的受力不均勻而影響工件的位置及尺寸要求。在鑄造毛坯時，右端厚38 mm 的φ290 mm 外圓鑄成一個整圓(圖中虛線所示)。

圖1 偏心夾具體

為保證工件的加工精度，防止二次裝夾找正造成的尺寸及精度超差，精加工孔時，以100 mm 尺寸的下面作為定位基準，在坐標鏜床上通過回轉工作臺精鏜兩端的φ50H7 mm 及φ110H6 mm 孔。

圖紙中φ110H6 mm 孔不是一個完整的圓孔，如果加工完內孔后再將孔按圖紙要求銑開，勢必會造成孔的圓度及尺寸發(fā)生變化，造成孔中心尺寸的偏離。為此需在工件內孔精鏜前，將右端增加的輔助部分在銑床上銑開，然后用螺釘重新固定在一起。做好定位銷釘。等工件精鏜完內孔后，再將上半部分輔助體拆下，這樣最大程度地保證了φ110H6 mm 孔自身的圓度及兩孔之間的偏心距43 ±0.01 mm 的尺寸要求。

考慮到曲軸的耐磨要求及便于加工，在保證夾具體強度的基礎上夾具體的材質選用球墨鑄鐵QT500。

為便于夾具體在裝配到數控機床上的位置找正，將100 mm 尺寸的下面精加工后作為工件的找正基準面，工件精鏜兩端的定位孔時，也以100 mm 尺寸的下面作為定位基準面。這樣就保證了兩基準的統(tǒng)一。

在實際加工過程中，為保證圖紙的技術要求。加工工藝及注意要點如下:

(1)首先進行劃線粗加工。以φ50H7 mm 孔及φ110H6 mm 孔為基準劃線找正，保證右端38 mm 尺寸不少于40 mm，劃工件外形及孔的位置線。按線位置找正，在車床上粗車工件大外圓φ365 mm、左端面及φ50H7 mm 孔;調頭粗車右端φ290 mm 外圓，齊端面總長留量10mm。在T611 臥式鏜床上銑右圖中100 mm 尺寸的下面，留加工量3.5～4 mm。鏜φ110H6 mm 以及φ137 mm 孔，留量7～7.5 mm。

(2)為減少工件粗加工后的受力變形，防止工件在后續(xù)工序的應力變形釋放造成尺寸的變化，增加一道熱處理工序:高溫時效。

(3)二次劃線后精車φ365 mm、φ290 mm 外圓，車φ270 mm 孔成。φ50H7 mm 內孔留精鏜量。在T611臥式鏜床上粗鏜φ110H6 mm 孔至φ105H7 mm，鏜φ117 mm 沉孔，留量3～3.5 mm。鉆12 -φ17.5 mm固定螺栓連接孔，锪φ26 mm 沉孔。銑平100 mm 尺寸的下平面，留量0.5～0.6 mm。

(4)精鏜孔前將φ110H6 mm 孔銑開。按圖紙尺寸將右端厚38 處的φ110H6 mm 孔上半部分銑開。在合適位置上做螺紋孔，將上下體用GB70 -85 M8 ×40沉頭螺釘按右端面對齊后重新緊固在一起。配做2 個內螺紋錐銷定位。車平工件右端面，將重新緊固在一起的上下體之間端面車平。為磨平端面做準備。

(5)找正工件后，重新精鏜內孔，將橢圓孔鏜圓至φ107 mm，φ137 mm 沉孔至φ135 mm。

(6)將工件兩端面磨平。作為找正基準。兩端面平行度不大于0.006 mm。

(7)精銑定位基準。首先以磨好的工件大端面作為定位基準，在鏜床上精銑100 mm 尺寸的下平面，銑平后，要求該平面與工件的左右兩端面垂直不大于0.008 mm。精鏜工件的兩偏心孔。以100 mm 尺寸下平面定位，找正工件平磨端面跳動量不大于0.01 mm，鏜φ50H7 mm 孔，锪φ57 mm 孔。鉆鉸φ20H7 mm 孔。工作臺回轉180°，鏜φ110H6 mm 孔，鏜φ137 mm 沉孔，锪φ110 mm/137 mm 面。

(8)拆掉緊固上下體之間的M8 螺栓及錐銷。銑其余的尺寸。

該工藝方法投入使用后，產品的質量、交貨期、工序能力得到提升，而且結束了對外部協(xié)作加工的依賴，為公司節(jié)約了大量資金。通過這個實例表明合理地安排工藝路徑，在普通精度機床上同樣能夠完成工件的精密加工。