偏心轴零件（共6篇）
偏心轴零件 篇1
0 引言
渐开线少齿差行星齿轮减速器具有结构紧凑、体积小、重量轻、传动比范围大、运转平稳、制造容易、运转可靠等特点, 目前已经在建筑工程机械、起重运输机械、农机、轻工、仪器仪表、机床附件等领域广泛应用。而作为传动的关键部件, 偏心输入轴的加工制造精度对于传动精度、传动稳定性等传动性能的影响尤为重要。在小批量的生产规模、没有专用加工设备的情况下, 零件的尺寸位置精度很难保证, 尤其是既要保证精度, 又要保证效率, 实际生产难度较大。我公司就接到一批加工此类零件的订单, 经过对厂内设备的考量, 决定采用车、磨工艺加工, 并对该零件进行加工分析。
1 工艺分析
零件材质为42Cr Mo, 经调质处理后, 表面硬度为280~340HB。
此工件外圆有两处偏心, 尺寸精度较高φ170m6 (0.025 mm) , 且偏心尺寸要求较高6.5js9 (0.036 mm) , 表面粗糙度要求为Ra1.6, 采用精车成形工艺不易保证相关尺寸位置精度, 故采用先车、后磨工艺。又因为零件两端面中心部位有特殊使用需要加工, 所以采取先加工外圆, 后加工端面的方法。即先在端面打3组中心孔, 一组在零件中心处, 另外两组中心孔对应相应的偏心圆, 对正中心孔距离6.5 mm, 180°分布两端。加工时先以正中心孔定位车削正圆, 再以偏心中心孔定位车削偏心圆, 经外圆磨削完工后再加工两端面中心处缺形。
2 加工过程
1) 圆钢毛坯以V型夹具定位夹紧, 卧式加工中心加工端面的3个中心孔, 其中一个端面加工2-M12螺孔 (夹紧用) , 2-准10销孔 (定位用) 。并一端铣夹口。
2) 数控车削时以夹口定位夹紧, 顶正中心孔, 外形正圆车至φ110.4, 右端车φ105至准105h6 (工艺用) , 其余车削正圆尺寸达图纸要求。
3) 上偏心盘工装, 以轴φ105外圆与夹具定位, M12螺纹紧固, 准10圆柱销角度定位。三爪夹盘夹紧工装外圆, 零件另一端尾座顶相应的偏心中心孔, 车削对应的偏心轴外圆至尺寸留量0.4 mm, 车削一端完成后, 卸下工件, 工装盘转动180°, 以φ10圆柱销定位, M12螺纹紧固, 三爪卡盘夹紧工装外圆, 尾座顶相对应的偏心中心孔, 车削另外一处偏心至尺寸留量0.4 mm。
4) 偏摆仪检测工件, 顶对应的中心孔打外圆跳动超过0.1 mm, 进行磨削, 磨削时磨床拨盘需与工件刚性连接, 防止零件偏心惯性导致工件不能匀速旋转。
5) 外圆磨削完成后, 车削两端面至图纸要求。
3 结语
通过此种装夹定位方式加工, 最终零件成品经三坐标检测偏心外圆直径实测为170.03~170.05 mm, 偏心距实测尺寸为6.509~6.516 mm, 符合图纸要求。在小批量生产、没有专用设备的加工条件下, 应用此种工艺方法, 夹具制造简单易行, 加工尺寸稳定可靠, 可以实现批量加工。
摘要：输入轴作为少齿差行星齿轮减速器的关键传动部件, 具有特殊的零件结构 (双偏心) , 外形尺寸精度要求高, 在小批量制造中, 由于没有专用设备, 加工起来费时费力, 文中即通过实例对此类零件的加工进行了分析介绍。
关键词：减速器,输入轴,偏心,小批量,加工
偏心轴零件 篇2
偏心轴(孔)类零件可以在普通车床上加工,单件或小批量生产时可使用自定心三爪卡盘,并在其中一个卡爪上安装垫片,使工件被三爪所夹住的定位圆与要加工的偏心回转面偏心。也可以使用四爪卡盘,由相邻两个卡爪定位,另两个卡爪夹紧,调整好四爪回转轴线与主轴轴线偏移量后也可以加工出偏心轴(孔)。当生产批量较大时,为提高生产效率和使定位准确需设计生产专用夹具,但成本有所提高。无论采用哪种偏心处理,生产过程中必须要将偏心加工工序与非偏心加工工序分开进行,而零件装夹次数增多会影响零件精度,同时降低了加工效率。
数控车床以其效率高、柔性好的特点大量普及,本文尝试使用数控车床,在不做机械偏心的前提下,开发偏心轴(孔)加工通用性宏程序,由宏变量控制主轴回转与刀具径向规律性联动,达到加工偏心轴(孔)的目的。
1偏心轴车削刀路分析与数学处理
图1为一个偏心轴零件示意图。毛坯直径为D,偏心圆半径为r,偏心距为e。以毛坯轴线为回转轴加工偏心轴时,在数控车床主轴旋转的同时,刀架的径向运动应以主轴回转一周为一周期做前后往复运动,即刀具的x坐标应与主轴的回转角度以某种关系实时联动起来,同时,刀具应以用户规定的进给量在z轴匀速进给。
1.1x 坐标与主轴旋转角度的关系
如图1所示,假设刀具正在切削半径为r,偏心距为e的偏心轴上,刀尖当前位置为P点,此时主轴回转角度为θ,则刀尖的当前x轴坐标应为图1中的OP线段长度a的2倍(即2a)。由余弦定理可知,a,r,e和角度θ有如下关系:
变换得:
在生产实际中,偏心距e不能大于偏心轴半径r,因此:
这样,当以数控车床主轴回转角度θ为循环变量表示主轴位置时,车刀的实时x坐标可由式(3)计算出来。
1.2合成进给速度的计算
若宏子程序用户提供的进给速度为f(mm/r),则主轴转过一个θ角时刀具在z轴上的位移应该为w=θ/360f,x轴上的位移应为u=2(a2θ-aθ)(其中,a2θ为主轴转角为2θ时的a值,aθ为主轴转角为θ时的a值),则合成进给速度应为
1.3径向多次进给时的主轴定向问题
与车削同心轴不同,偏心轴车削径向进给后,当z向开始进给时主轴的旋转角度应与前一刀严格一致,否则偏心轴的轴线偏移方向将是随机的,会导致偏心轴车削失败,因此在正常切削进给前加入G32引导程序段,如图2所示。G32指令运行时与G01、G02、G03等准备功能不同,其刀具的轴线进给时刻不是随机的,只有当数控系统接收到主轴脉冲编码器发出的zero脉冲信号后才可驱动z轴电机进给,因此G32指令在车削螺纹多次进给时才不会乱加。车削偏心轴时由G32引导G01,二者之间不允许做暂停,能有效解决主轴的定向问题,另外还需注意,在切削过程中不允许操作者改变机床操作面板上的进给倍率修调旋钮(G32进给倍率修调将被屏蔽,其他插补功能不会屏蔽)。
2宏程序的调用
数控系统不仅可以进行常量编程,而且还为编程扩展提供了宏程序开发功能。宏程序以变量编程,其形式自由,应用灵活,具备计算机高级语言的变量赋值、逻辑运算及条件转移和变量循环等程序流程控制方法,使得传统加工中难加工的诸如非圆曲线类等零件的加工问题得到很好的解决。
宏变量可以与常量混合出现在数控程序中,也可以作为子程序 由主程序 调用。其调 用指令格 式为:G65P(宏程序号)L(重复次数)(变量分配)。其中,G65为宏程序调用指令,P(宏程序号)为宏程序名,L(重复次数)为宏程序重复调用的次数,重复次数为1时,可省略不写,取值范围为1~9999,(变量分配)为宏程序中的宏变量赋常量。宏变量可分为局部变量(#1~ #33)、公共变量 (#100~ #199,#500~ #599)以及系统变量(#1000~#5335)。
变量可以以MDI方式或在程序中直接以#_=数值的形式赋值,当宏程序以子程序形式出现时则需要在程序调用时以引数进形式分配。车削偏心轴的通用宏子程序共用到毛坯直径、偏心距、右端面z坐标等11个局部变量,变量名称及引数地址如下:
3宏程序的编制
宏子程序包括粗加工和精加工两道工序,用户可以根据需要指定粗加工背吃刀量、粗加工进给量及精加工余量和进给量。调用格式为:
4结束语
偏心轴(孔)类零件通用宏程序可以不必对零件进行机械偏心设置,减少了工件装夹次数,保证了零件精度。车削时要求刀具在轴向进给的同时在径向作高频往复运动,这就要求数控系统的响应速度很高。基于目前企业大量使用的通用数控车削类设备数控系统限制,在使用本程序时,不宜指定过高的主轴转速和进给量。
摘要：探讨了在不做机械偏置的情况下利用数控车床车削偏心轴(孔)零件的方法,并建立了数学模型,编写了偏心轴类零件车削通用宏程序,解决了切入点定位的一致性问题。
偏心轴零件 篇3
1 用四爪单动卡盘装夹
1.1 预调卡盘爪:
使其中两爪呈对称布置, 另两爪呈不对称位置, 其偏离主轴中心的相对距离大致等于工件的偏心距 (图2) 。
1.2 装夹工件:用百分表找正,
使偏心轴线与车床主轴轴线重合, 找正a点用卡爪调整, 找正b点用木锤或铜棒轻轻敲击。 (图3)
1.3 效正偏心距:
将百分表杆触头垂直接触工件外圆上, 并使百分表压缩量为0.5~1mm左右, 用手缓慢转动卡盘使工件转一周, 百分表指示处读数的最大值和最小值的一半即为偏心距。按此方法效正a、b两点的偏心距基本一致, 并在图样规定的公差范围 (±0.2mm) 内。
1.4 夹紧:
将四爪均匀地紧一遍, 检查确认偏心圆线和侧素线在夹紧时没有位移。
1.5 复查偏心距:
当还剩0.5mm左右精车余量时, 可按图4所示方法复查偏心距。将百分表杆触头垂直接触工件外圆上, 用手缓慢转动卡盘使工件转一周, 检查百分表指示处读数的最大值和最小值的一半是否在±0.2mm范围内。若偏心距超差, 则略紧相应卡盘爪即可。
若多件连续加工, 装卸工件时活动卡盘中其中一个夹爪即可, 但要随时复查偏心距。
2 用三爪自定心卡盘装夹
在三爪的任意一个爪与工件接触面之间, 垫上一块预先选好的垫片, 使工件轴线相对于车床主轴轴线产生的位移等于工件的偏心距 (图5) 。
2.1 垫片厚度的计算
垫片厚度可按以下公式计算:x=1.5e±1.5△e
式中:x—垫片厚度, mm;e—要求的偏心距, mm;
△e—试切后, 实测偏心距误差, mm。实测结果比要求的大取负号, 反之取正号。
2.2 注意事项
2.2.1 应选用硬度较高的材料做垫块,
以防止在装夹时发生挤压变形。垫块与卡盘接触的一面应做成与卡爪圆弧相同的圆弧面, 否则接触面会产生间隙, 造成偏心距误差。
2.2.2 装夹时, 工件轴线不能歪斜, 否则会影响加工质量。
2.2.3 对精度要求较高的偏心工件,
必须按上述方法计算垫片厚度, 首件试切不考虑△e, 根据首件试切后实测的偏心距误差, 对垫片厚度进行修正, 然后方可正式切削。
2.2.4 若多件连续加工, 装卸工件时活动卡盘中其中一个夹爪即可, 但要随时复查偏心距。
3 结论
此两种装夹方法定位准确, 加工精度高, 避免了用镗床打中心孔的传统方法, 适合于偏心距较小的短偏心轴的加工。若加工批量大, 还可以采用专用夹具的装夹方法。
摘要：偏心轴在机械设备中应用非常广泛, 而且其精度往往要求很高, 正确的装夹方法是零件加工精度的重要保证。
关键词：短偏心轴,车削加工,装夹方法
参考文献
[1]张超英, 罗学科.数控机床加工工艺、编程及操作实训[M].北京:高等教育出版社, 2003.
特殊偏心轴的加工工艺研究 篇4
随着我国先进制造技术的发展, 我公司产品升级换代进程加速, 研发新产品种类不断增加, 随之许多特殊零件的加工制造任务越来越多。在新品研发中, 某产品中有一个零件——偏心轴, 其结构特殊、形状少见、精度要求较高, 加工难度大, 采用常规加工方法难以保证尺寸及形位公差。
2 特殊偏心轴零件的结构分析
(1) 一般偏心零件, 偏心部位中心线均与主中心线平行, 区别仅在于偏心量的大小不同。加工中, 根据偏心量的大小, 采取不同的方式加工。最常见的方法是:偏心量较大的, 根据零件自身条件或利用工装夹具, 分别以主中心线及偏心中心线为基准进行加工;偏心量较小, 可以利用机床卡盘调整出偏心量直接进行加工。而该零件具有偏心中心线与主中心线存在夹角的特征, 无法采用以上常规加工方法。
(2) 零件各部分尺寸落差较大, 加工过程中存在偏心、偏重现象, 容易出现让刀、断续切削、振动、热变形等问题, 加工难度较大。
(3) 零件准d11外圆肩胛面处有多处通孔, 所处位置基本位于零件中间, 无论从哪一端进行加工, 都需要很长的钻头, 直接加工过程中钻头易折断, 而且会因钻头端部振动而无法准确定位。这些通孔个数较多, 间距较小, 很容易互相钻穿。在此外圆上, 还有多处不通孔与肩胛面处通孔相贯, 因此必须准确定位。
(4) 零件的基准无法确定, 加工方法也就很难确定。
3 理论分析
首先, 确定以直外圆两端所打中心孔为基准进行加工。其次, 在直外圆中心孔处另外打斜中心孔, 作为加工斜外圆的基准, 这就需要在零件两端增加工艺夹头。在作图后, 确定两端各加一个工艺夹头, 斜中心孔及直中心孔都做在工艺夹头上, 右端的工艺夹头比较大。结合零件各部分尺寸落差较大的情况, 确定毛坯种类为锻件, 并在粗车后进行调质处理。采用毛坯锻件, 能使金属内部纤维组织按轴向排列, 分布致密均匀, 从而可获得较高的抗弯、抗拉、抗扭转强度。粗车后进行调质处理, 可以避免因锻坯表面脱碳、锈蚀、氧化皮等影响零件的淬透性和淬硬性, 起到调整机械性能、去除内应力、稳定组织的作用。材料化验及调质处理后进行金相试验, 保证零件材质合格, 调质还能够提高材料的强度。
注意打斜中心孔时, 必须保证偏心轴夹角9°, 同时保证尺寸l7±0.05mm。为此, 在精密坐标镗床上, 将零件放置在专用工装夹具上, 利用镗床台面精度, 精确转动9°后打斜中心孔。该夹具以准d2、准d8±0.05外圆为基准, 将零件支撑起, 轴向定位基准是肩胛面C, 以保证尺寸l7±0.05mm。首先使夹具中心与机床工作台面中心重合, 而夹具中心即是零件两条中心线的交点, 夹具轴向定位面紧靠零件上的肩胛面C, 夹具上两处V型座分别支撑准d2、准d8±0.05外圆定位, 然后夹紧外圆, 固定零件。校直外圆正侧母线后, 找正一端外圆中心;旋转台面中心9°后, 钻端面上斜中心孔;再旋转台面中心180°, 钻另一端面上斜中心孔。
考虑到右端工艺夹头比较大, 钻模无法安装, 决定从左端打孔。因为左端面是斜面, 采用斜面钻模辅助, 钻模引导钻头, 钻削时使钻头中心线与零件主中心线平行。
4 工艺规程的制定
(1) 零件粗车 (偏心处与直外圆车成同心外圆, 留有加工余量, 两端工艺夹头上打直中心孔) 。 (2) 调质处理后顶直中心孔, 车直外圆各处, 留有放磨量 (此时偏斜外圆不车) 。 (3) 研磨:研磨直中心孔。 (4) 粗外磨:顶直中心孔, 磨直外圆各处, 留有精磨量。同时磨基准面C, 留有精磨量。 (5) 坐标镗:安装专用夹具, 调整夹具中心、机床工作台面中心与零件两条中心线的交点重合, 安装零件, 钻零件两端斜中心孔。 (6) 车:顶斜中心孔, 车偏心外圆各处, 留有精磨量。同时控制尺寸180-0.05mm (尺寸180-0.05左端留有精磨量, 右端的基准面C也留有精磨量) 。 (7) 钻:上钻模, 钻尺寸180-0.05左端面上各孔。 (8) 铣:铣准d11外圆上各孔。 (9) 研磨:研磨直中心孔、斜中心孔。 (10) 外磨:顶直中心孔, 磨直外圆各处, 留有氮化后精磨量。同时磨基准面C, 留有氮化后精磨量;顶斜中心孔, 磨偏心外圆各处, 留有氮化后精磨量。同时控制尺寸180-0.05 (尺寸180-0.05左端留有氮化后精磨量, 右端的基准面C也留有氮化后精磨量) 。 (11) 热处理:氮化处理。 (12) 精研磨:研磨直中心孔、斜中心孔。 (13) 精外磨:顶直中心孔, 磨直外圆各处至图纸要求。同时磨基准面C至要求;顶斜中心孔, 磨偏心外圆各处至图纸要求, 同时控制尺寸180-0.05。 (14) 线切割:割去两端工艺夹头, 保证总长尺寸。
同时, 在加工中要求车床和磨床均应分多次进刀、每次吃刀量少, 并适当采用调整夹紧力的方法辅助, 以减小振动及切削热的产生, 减小零件变形。零件加工过程中, 采用粗、精加工间隔进行, 中间加入热处理调质及氮化, 使加工产生的应力充分释放, 同时要求多次进刀、每次进刀少余量切削, 最后进行精加工, 使加工后零件的精度达到稳定的状态。考虑到零件结构的特殊性, 利用工装夹具克服零件装夹及加工的困难。
5 结语
异形零件两孔偏心量的测量 篇5
关键词：工装,两孔偏心量,异形零件
1 引言
图1是我厂生产的支座零件中的一种异形零件, 在测量准φ14mm与准φ24mm两孔偏心尺寸时由于该零件的外形复杂, 只能靠台虎钳夹住零件的外圆面, 借用芯棒插入对应的孔中用三坐标仪测量偏心尺寸。但在台虎钳上的简易装夹会造成一定的误差, 而在建立坐标系时三坐标仪测头的位置又有限制, 为了保证测量准确性只能反复调整装夹, 费时费力, 对零件质量控制非常不便, 因此寻求一种能够应用于现场的检验工装势在必行。
2 零件结构分析、理论分析及工装设计方案
(1) 零件结构分析:1轴为准14mm通孔, 2轴为准φ14mm和准φ24mm偏心孔, 2轴两孔偏心尺寸要求为X:2.16±0.03mm;Y:1.25±0.03mm (如图2) 。准φ172mm外圆与两孔轴线呈45°夹角, 准φ130mm外圆和准φ172mm圆平面上有一准φ8mm定位销, 如图3。
(2) 理论分析:通过对准φ130mm基准外圆的定位, 使准φ130mm外圆平面垂直于底部基准面且准φ14mm和准φ24mm孔的轴线与底部基准面平行。当翻转零件90°处在X方向时, 如果能使准14mm和准24mm孔的轴线与底部基准面同样保持平行, 则可利用高度仪直接测出两孔X向和Y向的偏心量。
(3) 工装设计方案:通过对零件的结构和理论分析, 此设计方案的关键在于零件基准的定位和翻转零件保证两孔轴线与底面基准平行。为此设计时采用准φ130mm基准内孔配合准φ8mm高精度销孔对支座零件进行装夹定位, 由磨床对工装两基准平面进行精确打磨, 垂直度误差<0.01mm;工装A向与底面基准成45°夹角, 如此在测完零件Y向偏心后, 翻转工装90°便可直接测量零件X向偏心而基准定位保持不变, 工装设计如图4。
3 工装使用步骤
步骤1:装夹
将支座零件的准φ130mm外圆装入检验工装基准内圆中, 通过准φ8mm定位销将被测零件定位于专用工装A向平面上。
步骤2:Y方向测量
装夹完毕后使用高度仪对工件上准φ24mm孔的Y方向进行测量, 得出中心位置清零, 然后对另一面的准φ14mm通孔的Y方向进行测量, 从而得出Y方向上的偏心尺寸。
步骤3:X方向测量
将工装翻转90°, 使准φ130mm外圆平面与底部基准面成45°角, 使用高度仪对准φ24mm孔的X方向进行测量, 得出中心位置清零, 然后对另一面的准φ14mm通孔的X方向进行测量, 从而得出X方向上的偏心尺寸。
4 工装测量与三坐标测量对比
4.1 使用情况比较
随机抽取5件支座零件, 实际测量时间见表1。
4.2 检测数据对比
检测数据对比结果见表2。
4.3 检测分析
从表中可以看出工装测量结果和三坐标测量结果不一致, 两者存在一定偏差, 三坐标测量数据波动较大。其原因为:在使用三坐标仪对零件进行测量时由于测头位置限制, 在芯棒倾斜表面所采的点不在同一圆周截面而造成测量上的误差。而工装测量只要保证定位准确便可以直观地测出两孔偏心量数据, 测量结果更为准确合理。
5 结语
偏心轴零件 篇6
我厂Φ3×9m球磨机，配置N-1000 O-Sepa选粉机和1台PPW96-2×5型气箱式袋式除尘器，作为分级和成品的收集。在试运行中存在系统风量不足问题，影响了台产和质量。为此，我厂于2005年对该磨机实施了技改，决定将原配风机电机JR138-6-185kW更换为YR355-4-245kW来增大引风机风量，该电机换上去后，虽然能正常运行，但电机集电环上的电刷磨损特别快，一个月就得换上两副(每副12个)，有时甚至一周就得换上一副。经初步判断，可能是集电环与轴不同心，增加了电刷的磨损。于是，利用检修时间，将集电环拆下，在车床上进行同心度处理。使用一段时间后发现电刷还是磨损较快，问题没有得到根本解决。之后，再次停机，拆下集电环，用百分表检测电机轴，检测发现，电机轴在转动时，最大有1毫米的偏心摆动，但电机也不扫膛，能正常运行。说明电机轴只在集电环端有弯曲现象，造成集电环随电机轴在运转过程中产生偏心摆动，使电刷受力不均，加快了电刷的磨损。
2 处理办法及效果
要解决这一问题，一是矫正电机轴，二是在电机上直接矫正集电环。矫正电机轴的可能性不大，只有第二种方法是可行的。方法：把车床上的刀头，架在电机现场，用调速电机带动电机轴转动，用刀头将集电环车成同心。具体作法如下：
(1)将联接风机和电机的联轴器的对轮螺丝拆掉，让电机与风机脱离。
(2)在电机输出端，电机底座上(纵向)焊一根1m长的20#工字钢，在工字钢上焊一块能装上3kW调速电机并有调节余地，大小厚度为20mm的钢板，用来固定调速电机。
(3)找一个带有皮带轮的3kW调速电机，在厚度为20mm钢板上开条型孔将调速电机用螺丝固定在钢板上。
(4)用宽度为150mm的旧输送皮带，做成长约1.2m的环型皮带，将电机输出轴与调速电机皮带轮连结起来，这样245kW大电机就可以用3kW调速电机带着调速转动了。
(5)在电机输入端(即集电环一端)电机底座上同样焊上一根1m长的20#工字钢(轴向焊)，再在20#工字钢上用12#槽钢做一个三角支架，支架面上焊能固定车刀头厚度为16mm的钢板，高度与电机轴齐平，用来固定车床刀头，如图1所示。
(6)启动调速电机，让245kW电机转动(调速范围控制在200～500r/min)，人工操作车床刀头，将电机轴上集电环的三道滑环车圆，将偏心引起不圆部分车掉，加工完成后再将电刷装上运行。