偏心零件的加工工艺及夹具设计①

Ｍａｃｈ／￣　帕☆／Ａ∞Ｂｓ鲫，　Ｉ／　‘ｌ‘ｒｅ　

设计专用夹具加工高精度偏心阀体　

中国船舶重工集团第七二二研究所　（湖北武汉４３００７９）　朱癸宇杨胜利　对于车床来说，难加工零件主要有三大类：细长轴、　高精度偏心零件、薄壁件。对以上三类零件必须采用特　别的夹具、刀具及其他辅助装置，采用特殊的加工方法　去保证零件的加工精度及表面质量。现在以石油测井仪　的阀体为例，对高精度偏心零件的车削加工技术进行研　究。　对于　一般的偏　心零件，　如偏心轴　或有一两　个偏心孔　的零件采　用四爪单　动或三爪　自定心卡　盘垫块的　方法，一　般可以达　到加工精　度要求。　但对于车　削阀体零　件上（见　图１）四　个精度要　求较高的　偏心孔，　无论是单　件小批生　其余　７＾Ｉ　９２　：：Ｌ０．０３５　＝　～　／／．，Ｔ、ｌ　｝盖／／　《　》｝　Ｉ塞｝ｆ／　Ｔ　’　ｉ　荸　＼　／　：　凰　一　１　ｌ一　ｌ　

图１　产，还是批量生产，若采用一般的找中心方法很难满足　加工精度要求，且还增加了加工的难度。因此，以提高　加工精度及加工的效率为出发点，设计出了加工该阀体　零件的专用车床夹具，具有偏心分度回转功能。每加工　一个偏心孔时，保证偏心孔的中心与主轴轴心线重合度　达到最高理想状态，并加平衡块调整以保证工件和主轴　回转的稳定性。对于该偏心分度回转装置夹具的具体设　计及方法见下文所述。　１．阀体的结构工艺分析　该阀体为圆柱体，加工要求为在阀体的左端面沿径　向分布的几个偏心孔，沿轴向加工各孔、槽、内螺纹成　形至尺寸要求，采用特殊工艺达到表面质量要求。采用　ＣＡ６１４０型卧式车床加工该阀体。主要加工５个成形孔，　其余未标号的孔由于加工精度和表面质量要求不高，采　用普通钻孔工艺可以加工成形至要求。如①、③、④、　⑤号孔的Ｒ。达１．６ｆ｜ｍ，②号孔的Ｒ　达Ｏ．４ｆ｜ｍ，必须采　用抛光方法至要求。如图１所示，该５个孔的形位公差　和尺寸公差要求较高，最高位置度达Ｏ．０５ｍｍ，最高圆　柱度达Ｏ．０３３ｍｍ，最低表面粗糙度值Ｒ　达Ｏ．４ｐ．ｍ。由　于这５个孔中有４个偏心孔的位置相对中心基准孔②都　是不规则的，且互不对称，再加上加工的难度决定了必　须采用偏心分度回转装置进行加工。　２．偏心分度回转夹具设计　＿　（１）定位方案设计采用偏心分度盘（如图２示）　固定在ＣＡ６１４０型卧式车床主轴上找正夹紧，分度盘上　有均匀分布的三等分组偏心定位安装孔，各组中５个偏　心孔的位置要求与阀体零件尺寸一致。该阀体零件装入　夹具体中，预先在阀体的右端面钻５个偏心孔的定位预　孔，作定位作用，与左端面加工成形孔的位置发生左右　相反的位置互相对应。通过夹具体和工件上的５个预孔　在分度盘的定心凸轴上定位，实现各偏心孔轴线与车床　主轴轴线重合。　（２）夹紧方案设计夹具体在分盘上采用螺栓螺母　在分度孔中定位夹紧，工件在夹具体中采用很小的间隙　板ｌ　冷舡　堡蒸　＿　■呲—强ｄ■碡昼ｆ

毕业设计开题报告

机械设计制造及其自动化

偏心仪夹具设计

1前言部分

社会的各行各业，包括动力、交通、农牧、采选、石油、化工、电力、电子、建筑、煤炭、轻纺、仪表、宇航、军事、通讯、医疗、科研等，都不离不开各种各样的机械设备，而且其生产效率、经济效益、等很大程度上依赖于这些设备的性能、品种和数量。而所有这些机械装备制造过程中都需要夹具。夹具直接制约着生产周期长短和产品质量好坏，是工艺装备中的一个重要环节，但也是制造业的一个瓶颈。目前中国制造业发展非常迅猛。

而在球面光学系统设计中，需要严格地保证系统的共轴性——共轴光学系统，即所有透镜的球面曲率中心（简称球心）都在同一直线上，所有透镜或其他零件的平面均需垂直于这条直线。这条直线就是光学系统的光轴。要想保证系统的共轴性，就要求透镜的磨边、胶合与装校都十分精确，避免出现象散、慧差、色散等象差。为了保证所有球心都不偏离光学系统的光轴，这就要求我们研究一种夹具，能精确地使镜片定心，而且要便于操作，提高效率。

本文将从夹具设计的现状、要求、设计中遇到的问题以及如何提高夹具设计等方面来进行研究。

2主题部分

国内外夹具设计起步时间不同，但随着信息的全球化，国内外夹具设计发展有了更多的沟通。

（一）国内对夹具设计的研究综述

国内学者主要从夹具设计发展现状、提高夹具设计水平以及发展方向等方面进行研究。

1.夹具发展现状

迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具（刀具、夹具、量具、模具）之一。刀具量具已高度标准化，用户只需要按品种和规格选用采购，而模具和夹具则和产品息息相关，产品一有变化就要重新制作，属于专用工具；夹具在国内外正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业[1]。

我国国内的夹具设计始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后有建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾经达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年还需要进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都有国内配套，节约了大量外汇，随着我国加入WTO和制造业全球化一体化的大趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着巨大的上级，具有进一步扩大出口的良好前景[2]。

I 常州机电职业技术学院

毕业设计

课 题： 偏心轴零件加工工艺及夹具设计

专 题：

专 业： 机械制造及自动化

学 生 姓 名：

班 级：

学 号：

指 导 教 师：

完 成 时 间：

II 摘 要

本设计是基于偏心轴零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。偏心轴零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后槽的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。

关键词：偏心轴类零件；工艺；夹具；

III

ABSTRACT

The design is based on the body parts of the processing order of the processes and

some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In

general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision

easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with

holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to

偏心轴套件的加工及工艺

摘 要：数控车床又称为 CNC 车床，即计算机数字控 制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机 床，数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中 占有非常重要的位置。

关键词：数控车床；偏心轴；加工 本课题来源于偏心工件零件的生产制造，在传动机构中， 一般常用偏心件来完成回转运动与往复运动相互转换的功 能， 如偏心轴带动油泵，内燃机中的曲轴等，因此偏心件 对机器的工作性能，可靠性和耐久性有很大的影响。

偏心类工件是轴线与轴线平行但不重合的工件，它在机 械加工中比较常见，是轴类零件中比较难加工的，但加工方 法也很多，如用三爪卡盘车削、四爪卡盘车削、特殊自制夹 具车削等。

三爪车削法适用加工单件小批量、小偏心距、精度要求 不高的工件，车削方法一般分如下几步：

1）先把偏心工件不是偏心的部分外圆车好。

2）根据外圆和偏心距计算垫片的厚度

3）将试车后的工件，缓慢转动，用百分表在工件上测 量其径向跳动量， 跳动量的一半就是偏心距， 也可试车偏心，

注意在试车偏心时，只要车削到能在工件上测出偏心距误差 即可。

这种加工方法需要数学计算，垫块厚度 X = 1 . 5e+ k ， 式中：X为垫块厚度， e为工件偏心距， k为工件偏心距 修正值。

四爪车削适用于加工少批量、偏心距较大、精度要求高 的工件。这种方法虽只需要掌握简单数学计算和专业理论知 识，但对加工者操作技能的要求较高，装夹工件繁琐，同时 效率低下，它具有以下不足：

1） 为保证偏心轴两轴线的平行度，应用百分表分别校 正工件的水平和垂直的两个方向位置的侧母线，费时费力又 不一定取得好效果。

2） 根据实际偏心距数值要调整四爪之间的距离，使百 分表最高点与最低点之间的读数差是图纸偏心距的二倍， 这样做人为因素直接影响工件的加工精度。

3） 工件经找正后，应将四个卡爪再拧紧一遍，再次用 百分表测量看是否准确，因为加紧力的不同，会影响找正精 度，而三爪卡盘这方面因素存在很小。