第14章 偏心轴的加工
偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计

偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计
一、概述
偏心轴是指轴心不在几何中心的轴,其制造难度较大。
传统的挤压工艺难以满足偏心轴的制造要求,因此需要采用冷温复合挤压工艺。
二、冷温复合挤压工艺
冷温复合挤压工艺是指在挤压过程中,先采用冷挤压的方式将材料压制成初形状,然后再进行温挤压,使其达到最终形状。
该工艺具有以下优点:
1. 可以有效降低材料变形率,提高材料的力学性能。
2. 可以减少挤压过程中的应力和变形,提高挤压品的表面质量。
3. 可以控制挤压温度,避免材料的热变形和晶粒长大。
三、模具设计
1. 偏心轴的模具设计需要考虑到偏心度、壁厚和挤压力等因素。
2. 模具的结构应该合理,能够有效控制材料的流动和变形。
3. 模具的材料应该具有高强度、高硬度和高耐磨性,以保证模具的使用寿命。
四、案例分析
某公司需要生产偏心轴,采用冷温复合挤压工艺进行生产。
通过模具设计和工艺优化,成功生产了符合要求的偏心轴产品。
该产品的力学性能和表面质量均达到了设计要求。
五、结论
偏心轴的制造需要采用冷温复合挤压工艺和合理的模具设计。
这种工艺可以有效提高材料的力学性能和表面质量,同时能够控制材料的流动和变形。
模具的设计应该合理,材料应该具有高强度、高硬度和高耐磨性。
偏心轴的加工方法

偏心轴的加工方法
偏心轴是一种中心轴的半径非对称结构,经常用于传递不等转速的传动情况。
下面是一种常见的偏心轴加工方法:
1. 首先确定偏心轴的设计要求,包括偏心轴的直径、偏心量和转速等参数。
2. 准备一个合适的材料,通常使用钢材或铸铁材料。
3. 将材料锁定在加工设备上,例如车床、铣床或磨床等。
4. 根据设计要求,利用适当的切削工具在材料上进行切削或磨削操作。
5. 首先进行中心孔的加工,以便将偏心轴与传动装置连接。
6. 在切削工具或磨削工具中使用专门的加工夹具,将偏心量进行加工。
7. 根据需要,可以在偏心轴的两侧加工沟槽或键槽,以便将偏心轴与其他部件固定。
8. 完成切削或磨削后,对偏心轴进行平衡校正,以确保其在高速转动时不会产生严重的振动。
9. 最后对偏心轴进行热处理,以提高其强度和硬度。
10. 对加工完成的偏心轴进行表面处理,例如镀铬或涂覆防腐剂,以延长其使用寿命。
以上是一种常见的偏心轴加工方法,实际加工过程可能会根据具体的设计要求和加工设备的不同而有所变化。
在进行偏心轴加工时,务必注意操作安全,严格遵守相关的加工规范和操作流程。
偏心轴车削加工的三种方法

!" 偏心轴套法
如图 $ 所示,在工件 ! 加工至大端 ! # 的外圆尺寸 然后用三爪 后, 将 其 插 入 偏 心 轴 套 $ 的! #的内孔中,
图 $ 偏心轴套法图示
偏心轴) "# 三爪自定心卡盘 $# 偏心轴套 !# 工件 ( %# 顶尖 &# 车刀
如图 ! 所示,胀紧套左套法兰的左端面圆周上均布 ’ 个 通孔,胀紧套右套法兰的左端面的对应圆周上均布 ’ 个 螺纹孔,胀紧套左套、胀紧套右套均为锥形开口环,未 胀紧时,胀紧套左套法兰的右端面和胀紧套右套的法兰 的左端面在支撑套的作用下存在 !11 间隙,胀紧时用 扳 手均匀地按对角拧紧 ’ 个均布螺钉, 胀紧套左套在支
#" 偏心轴套加胀紧套法
为了进一步提高偏心轴的尺寸精度和形位精度,笔 者设计了图 ! 所示的偏心轴套加胀紧套专用工装夹具。 该夹具由偏心轴套 $、自对中胀紧套 ’ 组成,其中自对 中胀紧套 ’ 由支撑套 ’,"、胀紧套右套 ’,$、胀紧套左套 ’,!、螺钉 ’,% 组成。此方法与偏心轴套法采用的偏心轴 套的区别在于:本夹具的偏心轴套 $ 不需要开轴向槽, 工件 ! 靠自对中胀紧套 ’ 胀紧在偏心轴套 $ 的内孔中, 然后将偏心轴套 $ 夹紧在三爪自定心卡盘 " 中,即可对 工件 ! 的!! 段的外圆进行车加工。自对中胀紧套 ’ 由专 业厂家生产可以作为外购件采购到,其自对中性能非常 好,胀紧后可保证轴与轴套之间的同轴度小于 +#+$11, 因此,可以显著提高偏心轴的尺寸精度和形位精度。 下面就自对中胀紧套 ’ 的胀紧原理进行简要分析。
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偏心轴套加工工艺分析

偏心轴套加工工艺分析作者:刘永强高改芬来源:《中国科技博览》2013年第19期摘要:偏心轴套是外圆和外圆的轴线或内孔与外圆的轴线平行但不重合,在机械传动中要将回转运动转为直线运动,或由直线运动转变为回转运动一般采用曲柄滑块(连杆)机构来实现,这些机构基本上都是偏心轴、偏心套。
本文就偏心轴套的常用加工工艺及检测进行了简单介绍。
关键词:偏心轴套,加工工艺,偏心检测一、引言偏心轴、偏心套一般都在车床上加工,其加工原理基本相同,都是要采用适当的安装方法,将需要加工偏心圆部分的轴线校正到与车床主轴轴线重合的位置上,然后再车削,为保证偏心零件的工作精度,在车削偏心工件时,要特别注意控制轴线间的平行度与偏心距的精度。
二、常用车削偏心工件的方法1、在三爪自定心卡盘上加垫法车削对于长度较短,形状比较简单,偏心距较小,精度要求不高的偏心工件,可以在三爪卡盘的一个卡爪上垫上垫片,使工件产生偏心来车削偏心工件。
(1)垫片厚度的计算车削偏心轴的偏心外圆时的工艺方法如图1所示,在三爪自定心卡盘上任一个卡爪,在卡爪与工件D圆柱面之间垫上一块厚度预先计算好的垫片,垫片厚度可按公式计算:= 1.5± = 1.5 = | –|式中 ----- 垫片厚度 ----- 工件偏心距----- 试车后实测工件偏心距 ----- 修正系数----- 试车后偏心距的误差值(2)注意事项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。
垫块与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相同的圆弧面,否则接触面将会产生间隙,造成偏心距误差。
②装夹时用划线盘或百分表校正水平和垂直方向位置,工件轴线不能歪斜,以防影响加工质量。
③对精度较高的偏心工件,必须按上述计算方法,在首件加工时进行试车检验,再按实测偏心距误差求得修正值K,从而调整垫片厚度,才可以正式车削,因此花费的准备时间比较长,成本比较高。
此法只适宜单件生产时采用。
2、在四爪单动卡盘上车削数量少、偏心距小,长度短,不便于两顶尖装夹或形状比较复杂的偏心工件,可在四爪卡盘上车削。
偏心轴车削加工的三种方法

图 ! 偏心轴套加紧套法图示
偏心轴) %# 顶尖 &# 车刀 "# 三爪自定心卡盘 $# 偏心轴套 !# 工件 ( ’# 自对中型胀紧套 ( ()*$&+ 型) ’,"# 支撑套 ’,$# 胀紧套右套 ’,!# 胀紧套左套 ’,%# 螺钉 中心线明细: 中心线 "—工件小头外圆!! 中心线 中心线 $—偏心轴第 !! 期 !!! " "#$%&’&() " $*" " $’
工
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短了校正和计算时间。但由于偏心轴套轴向开有通槽, 夹紧工件时偏心轴套会产生变形导致对中性受到影响, 使偏心轴的偏心量 & 的尺寸公差和两轴中心线的平行度 均受到不良影响,工件加工也难以达到较高的尺寸精度 和形位精度。因此,此法适用于批量较大但对工件的精 度要求不是太高的偏心轴的车加工的场合。
夏向阳
— —垫片厚度 "— — —工件偏心距 $— — —试车后实测工件偏心距 $’ — — —修正系数 &— — —试车后偏心距的误差值 !$ —
!" 三爪自定心卡盘加垫片法
最传统的偏心轴车削方法为三爪自定心卡盘加垫片 法,如图 ! 所示,在三爪自定心卡盘上任取一个卡爪, 在卡爪与工件 ! ! 圆柱面之间垫上一块厚度预先计算好 的垫片,垫片厚度可按下式计算: " # !"# $ % & & $ !"#!$ !$ $ ! $ % $’ !
图 $" 高 67 铝和合金的光学显微镜照片
( 待续)
图 $! 边缘崩落
( 收稿日期:!++.+-!+)
加工中心中级理论考试题库

一、判断题1. 画零件图时可用标准规定的统一画法来代替真实的投影图( √ )2. 两顶尖不适合偏心轴的加工( X)3. 机床的几何精度对加工精度一重要的影响因此是评定机床精度的主要指标(√ )4. 为了及时通风应在加工时经常开启机床柜、电柜门以防柜内温度过高( ╳ )5. 在刀尖圆弧补偿中刀尖方向不同且刀尖方位号也不同(√ )6. 尺寸公差用于限制尺寸误差其研究对象是尺寸而形位公差用于限制几何要素的形状和位置误差其研究对象是几何要素(√ )7. 基孔制的孔为基准孔它的下偏差为零。
基孔制的代号为“H” (√)8. 编程粗、精车螺纹式主轴转速可以改变(╳ )9. 润滑剂有润滑油润滑脂和固体润滑剂(√ )10. 孔、轴公差带由基本偏差的字母和标准公差等级数字表示(√ )11. 铁素体球墨铸铁常用于制造阀体、汽车、机床零件等(√ )12. 直接根据机床坐标系编制的加工程序不能在机床上运行所以必须根据工件坐标系编程(╳ )13. 当屏幕上出现“EMG”提示时主要原因是出现了程序出错(╳ )14. 钻盲孔时为减少加工硬化麻花钻的进给应缓慢地断续进给(╳ )15. 可转位数控螺纹车刀每种规格的刀片只能加工一个固定螺距(√)16. 当机件具有倾斜机构倾斜表面在基本投影面上投影不反应实形可采用斜视图表达(√ )17. Fanuc 系统中螺纹指令G92X41.0W-43.0F1.5 是以每分钟1.5mm 的速度加工螺纹(╳ )18. 扩孔能提高孔的位置精度(╳)19. 数控装置的作用是将收到的信号进行一系列处理后再将其处理成脉冲信号向伺服系统发出执行命令(√ )20. 辅助功能M00 为无条件程序架暂停执行该程序指令自动运行停止且所有模态信息全部丢失。
(╳ )21. 车削轮廊零件时如不用半径刀补锥度或圆弧轮廓的尺寸会产生误差。
(√ )22. 千分尺在使用前应做归零检验。
(√ )23. 对于长期封存的数控机床最好不要每周通电一次。
偏心轴套件的加工及工艺

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。
4)工件卸下后再次安装时需要重新找正、重新测量偏心距,根本没有互换的可能性。
偏心轴套加工

2、常用车削偏心工件的方法
采用两顶尖安装、车削偏心工件时,应注意以下几个方面: 1)关键是要保证基准圆中心孔和偏心圆中心孔的钻孔
位置精度。 2)顶尖与中心孔的接触松紧程度要适当,且应在其间
经常加注润滑油,以减少彼此磨损。 3)断续车削偏心圆时,应选用较小的切削用量,初次
进刀时一定要从离偏心最远处切入。
2、常用车削偏心工件的方法
(2)用四爪单动卡盘安装车削偏心工件
数量少、偏心距小、长度较短或形状比较复杂 的偏心工件,可安装在四爪单动卡盘上车削。
先把工件划线确定偏心的轴线,然后在四爪卡盘 上安装、校正、车削。
在V铁上划偏 心
偏心圆中 心
2、常用车削偏心工件的方法
(3)用花盘车削偏心工件
适用于加工长度较短、偏心距较大,精度要求不高 的偏心孔工件。
先将工件外圆、两端面加工至要求后,在一端面上画 好偏心孔的位置,然后用压板均布地把工件装夹花盘 上,用划针盘校正后压紧,即可车削。Biblioteka 2、常用车削偏心工件的方法
(4)用偏心卡盘车削偏心工件
适用于加工短轴、盘、套类的较精密的偏心工件。
2、常用车削偏心工件的方法
(5)用两顶尖安装、车削偏心工件
较长的偏心轴,只要轴的两端面能钻中心孔,有装 夹鸡心夹头的位置,都可以安装在两顶尖间进行车削。
2、常用车削偏心工件的方法
6.专用夹具车削偏心工件 适用于加工精度高且批量大的偏心工件。加工前根 据工件的偏心距先加工出相应的偏心轴或偏心套然后 将工件装夹在偏心套或偏心轴上进行加工。
3、偏心工件的检测方法
(1)用游标卡尺检测 最简单的测量方法,适用于测量精度要求不高的偏心 轴。
(2) 用心轴和百分表检测
适用于精度要求较高而偏心距较小的偏心工件。为扩 大测量范围百分表也可装在游标高度尺上配合使用。
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在两顶尖间装夹车削偏心工件 毛坯加长的偏心工件
图14-4图14-5
14
对于两端有中心孔、偏心距较小、不易放在V形架上测量的轴类零件,可放在两顶尖间测量偏心距,如图14-6所示。
检测时,使百分表的测量头接触在偏心部位,用手均匀、缓慢地转动偏心轴,百分表上指示出的最大值与最小值之差的一半就等于偏心距。
偏心套的偏心距也可以用类似上述方法来测量,但必须将偏心套套在心轴上,再在两顶尖间检测。
14.
当工件无中心孔或工件较短、偏心距e<5mm时,可将工件外圆放置在V形架上,转动偏心工件,通过百分表读数最大值与最小值之间差值的一半确定偏心距,如图14-7所示
若工件的偏心距较大(e≥5 mrn),因受百分表测量范围的限制,可采用图14-8所示间接测量偏心距的方法。测量时,将V形架置于测量平板上,工件放在V形架中,转动偏心工件,用百分表先找出偏心工件的偏心外圆最高点,将工件固定,然后使可调整量规平面与偏
由于实测偏心距比工件要求的大,则垫片厚度的正确值应减去修正值,即:
注意事项:
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。垫块与卡爪接触的一面应做成与卡爪圆弧相同的圆弧面,否则,接触面将会产生间隙,造成偏心距误差。
装夹时,工件轴线不能歪斜,否则会影响加工质量。
对精度要求较高的偏心工件,必须按上述计算方法,在首件加工时进行试车检验,再按实测偏心距误差求得修正值K,从而调整垫片厚度,然后才可正式车削。
操作方法采用这种方法时,首先必须在工件的两个端面上根据偏心距的要求,共钻出2n+2个中心孔(其中只有2个不是偏心中心孔,n为工件上偏心轴线的个数)。然后先顶住工件基准圆中心孔车削基准外圆,再顶住偏心圆中心孔车削偏心外圆。
单件、小批量生产精度要求不高的偏心轴,其偏心中心孔可经划线后在钻床上钻出;偏心距精度要求较高时,偏心中心孔可在坐标镗床上钻出;成批生产时,可在专门中心孔钻床或偏心夹具上钻出。
14.3
1.装夹工件
在三爪卡盘的任一卡爪上垫一片厚度为1.5mm的垫片。如图14-9所示。
2.粗车削偏心轴
由于粗车偏心圆是在光轴的基础上进行切削的,切削余量很不均匀且又是断续切削,会产生一定的冲击和振动,所以外圆车刀取负刃倾角。如图14-10所示。刚开始车削时,进给量和切削深度要小,待工件车圆后,再适当增加,否则容易损坏车刀或使工件发生位移。此外,开始车削前,还应在车刀远离工件后再启动车床,然后,车刀刀尖必须从偏心的最远点A开始切入工件进行车削,以免打坏刀具或损坏机床。
量具:游标卡尺0—125mm﹑25—50mm千分尺﹑0—10mm百分表
刀具:90º外圆车刀。
设备:CQ6136
在机械传动中,要使回转运动转变为直线运动,或由直线运动转变为回转运动,一般采用曲柄滑块(连杆)机构来实现,在实际生产中常见的偏心轴、曲柄等就是其具体应用的实例,如图14-2所示。外圆和外圆的轴线或内孔与外圆的轴线平行但不重合(彼此偏离一定距离)的工件,叫偏心工件。外圆与外圆偏心的工件叫偏心轴,内孔与外圆偏心的工件叫偏心套,两平行轴线间的距离叫偏心距。
心外圆最高点等高,再按下式计算出偏心工件的偏心外圆到基准外圆之间的最小距离a。
式中a——偏心外圆到基准外圆之间的最小距离,mm;
D——基准圆直径的实际尺寸,mm;
d——偏心圆直径的实际尺寸,mm;
e——工件的偏心距,mm。
用上述方法,必须把基准轴直径和偏心轴直径用千分尺测量出正确的实际值,否则计算时会产生误差。
在三爪自定心卡盘上车削偏心工件。
垫片厚度的计算垫片厚度x(见图14-3)可按下列公式计算:
(14-3)
例如(14-3)用三爪自定心卡盘加垫片的方法车削偏心距e=4mm的偏心工件,试计算垫片
厚度。
解:先暂不考虑修正值,初步计算垫片厚度:
垫人6 mm厚的垫片进行试切削,然后检查其实际偏心距为4.05 mm,那么其偏心距误差为:
14
较长的偏心轴,只要轴的两端面能钻中心孔,有装夹鸡心夹头的位置,都可以安装在两顶尖间进行车削(见图14-4)。
由于是用两顶尖装夹,在偏心中心孔中车削偏心圆,这与在两顶尖间车削一般外圆相类似,不同的是车偏心圆时,在一转内工件加工余量变化很大,且是断续切削,因而会产生较大的冲击和振动。其优点是不需要用很多时间去找正偏心。
偏心距较小的偏心轴,在钻偏心圆中心孔时,可能会与基准圆中心孔相互干涉,此时可按图14-5所示的方法。
将工件的长度加长两个中心孔的深度,即:
式中L——偏心轴毛坏长度,mm;
Ι——偏心轴图样要求长度,mm;
h——中心孔深度,mm。
车削时,可先将两端基准圆中心孔毛坯车成光轴,然后车去两端中心孔至工件长度l再划线,钻偏心中心孔,车削偏心圆。
偏心工件
a)偏心轴b)偏心套
图14-2
偏心轴、偏心套一般都在车床上加工。其加工原理基本相同,都是要采取适当的安装方法,将需要加工偏心圆部分的轴线校正到与车床主轴轴线重合的位置后,再行车削。
为了保证偏心零件的工作精度。在车削偏心工件时,要特别注意控制轴线间的平行度和偏心距的精度。
1
偏心工件可以用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和两顶尖等夹具安装车削。
1
用四爪单动卡盘安装车削偏心工件数量少、偏心距小、长度较短、不便于两顶尖装夹或形状比较复杂的偏心工件,可安装在四爪单动卡盘上车削。
1
在四爪单动卡盘上安装、车削偏心工件时装夹、找正相当麻烦。对于长度较短、形状比较简单且加工数量较多的偏心工件,也可以在三爪自定心卡盘上进行车削。其方法是在三爪中的任意一个卡爪与工件接触面之间,垫上一块预先选好的垫片,使工件轴线相对车床主轴轴线产生位移,并使位移距离等于工件的偏心距(示。
技术要求:1﹑材料45号钢
2﹑表面粗糙度全部Ra1.6
3﹑未注倒角按C0.5
训练内容:1﹑偏心轴的加工
2﹑游标卡尺﹑千分尺,百分表的熟练使用技能
训练目的:1﹑掌握偏心轴加工的操作技能
2﹑巩固刀具的使用技能
3﹑巩固量具的使用技能
工量具设备:工具;卡盘扳手、刀架扳手、机油、棉纱、毛刷、垫铁﹑切削液﹑磁性表座