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1、?机械制造技术实训?课程授课教案31实训课题第六章 车工技能实训二续实训课时6学时教学目的掌握偏心轴、曲轴、复杂台阶轴的加工方法重点难点掌握偏心轴、曲轴、复杂台阶轴的加工方法主 要 教 学 容第六章 车工技能实训二续6.2 车偏心工件6.3.1偏心工件的划线根据图样或实物的尺寸，在工件上用划线工具划出待加工部位的轮廓线或定位基准的点、线的工作，称为划线。划线的方法有两种：平面划线和立体划线，只在工件的一个平面上划线的方法称平面划线；同时在工件的几个平面上如长、宽、高方向或其它倾斜方向划线的方法称立体划线。偏心工件所用的是立体划线法。偏斜工件的划线如图6.32所示，将已车好的光轴放置在平台上的V
2、型块上。用游标高度划线图6.32偏心工件划线示意图划十字轴线划偏心圆周尺移到工件的最高点读出最高点的尺寸，由此将划线尺下移工件的一个半径距离，在工件的端面和四周水平划出轴线。将工件转过90，用90角尺对齐已划号的轴线，用原来调好的游标高度划线尺，在工件和端面上再划出一圈十字轴线。将游标高度划线尺的游标上移一个图纸要求尺寸的偏心距，在工件端面水平划出偏心轴线，找到偏心轴轴心A点，以A为圆心，用划规画出偏心园即可。度划线尺移到工件的最高点读出最高点的尺寸，由此将划线尺下移工件的一个半径距离，在工件的端面和四周水平划出轴线。将工件转过90，用90角尺对齐已划号的轴线，用原来调好的游标高度划线尺，在工
3、件和端面上再划出一圈十字轴线。将游标高度划线尺的游标上移一个图纸要求尺寸的偏心距，在工件端面水平划出偏心轴线，找到偏心轴轴心A点，以A为圆心，用划规画出偏心园即可。 6.3.2偏心工件的加工外园和外园或内孔和外园的轴线平行而不重合的零件，称偏心工件。1. 偏心工件的车削方法偏心工件的车削主要在于装夹，只要工件在装夹时，使偏心轴的轴心线与车床主轴的回转中心重合，就可以用外园车削法车出偏心轴。车削开始时注意车刀要远离工件启动主轴，然后刀尖从工件的最外一点逐步切入，车出偏心轴。偏心工件常用的装夹方法有：用三爪自定心卡盘车偏心工件、用四爪卡盘车偏心工件、用双重卡盘车偏心工件、用花盘车削偏心工件、在前、
4、后双顶尖上车偏心工件等等。1用三爪自定心卡盘车偏心工件该方法适合于较短或数量较多的偏心工件加工，如图6.33所示，先将被加工工件的外园和长度车好，并将两端面车平，再在三爪卡盘的任意一个卡爪与工件接触面之间垫一块垫块，垫块的厚度1.5，1.5公式中是垫块厚度，工件是偏心距，是偏心距修正值，是试切后实测偏心距误差，单位都为，即可车出偏心工件。2用四爪卡盘车偏心工件该方法一般适用于加工要求不高、偏心距大小不同、形状短而复杂，且数量较少或单件的偏心工件。加工前，先按偏心工件划线的方法将工件划线，把划好线的工件装夹在四爪卡盘上，用图6.33在三爪自定心 图6.34在四爪卡盘上车偏心工件卡盘上车偏心工件划
5、线盘划针找正偏心轴圆周线划线盘的划针找正偏心轴的圆周线，如图6.34所示，调整四爪卡盘四个爪的位置，直至工件转一圈，划针的轨迹于划线偏心园的圆周重合，那么偏心轴轴线与车床主轴回转中心线重合，然后通过工件外园上的水平线校正轴线的平直度，即可加工出偏心工件。3双重卡盘车偏心批量加工长度较短，偏心距不大的偏心工件时，为减少找正偏心时间，可用双重卡盘车偏心工件。该方法是将三爪卡盘装夹在四爪卡盘中，并将一根光轴装夹在三爪卡盘中，用百分表垂直预压在光轴上固定，由四爪卡盘带动光轴转动，调整四爪卡盘卡爪，直至光轴的轴心线于主轴回转中心重合。将百分表调零，调整四爪卡盘，使三爪卡盘和光轴一起向上偏移一个偏心距，其
6、大小可由百分表控制，卸下光轴，装上要加工的工件，即可加工出偏心工件。该方法一批工件中只需校正一次偏心。如图6.35所示。图6.35双重卡盘车偏心示意图4用花盘车削偏心工件该方法适用于工件长度较短，偏心距较大，精度要求不高的偏心孔加工。操作前，先将外园和端面加工好，在端面上划出偏心孔的轴线和圆周线，用压板将工件装夹在花盘上，用划针盘校正偏心孔圆周，调整工件的位置，使偏心孔的轴心线与主轴回转轴线重合，夹紧即可加工偏心孔。如图6.36所示。 图6.36用花盘装夹偏心工件图6.37用偏心中心孔车偏心工件5、在前、后双顶尖上车偏心工件该方法适用于加工较长的偏心工件。如图6.37所示，先将工件外园和端面车
7、好，在工件两端面对应划出偏心孔的位置，钻出偏心中心孔，用双顶尖顶住偏心中心孔，即可车出偏心工件。2. 偏心距的测量1在两顶尖间测量偏心距该方法适用于两端有中心孔，偏心距较小的偏心轴。如图6.38所示，将工件用双顶尖顶住，将百分表垂直架在偏心轴上，转动偏心轴一圈，百分表读数的最大值与最小值之差的一半即为偏心距。2在V型架上测量偏心距该方法适用于无中心孔、精度高且偏心距不大的工件。如图6.39所示，将工件放在V型块上，百分表垂直架在偏心轴上，转动偏心轴找到偏心轴的最高点，工件固定不动，将百分表水平移动到基准外园上，测出偏心轴外园到基准轴外园的距离，用公式62计算出偏心距：图6.38在两顶尖间测量偏
8、心距 62式中：D为基准轴直径；为偏心轴直径；为基准轴外园到偏心轴外园的最小距离。图6.39在V型块上测量偏心距图6.40用等高V型块和百分表测量偏心距3用等高V型块和百分表测量偏心距该方法适用于精度高、偏心距不大的偏心轴，如图6.40所示，将工件架在等高V型块上，百分表垂直架在偏心轴上，缓慢转动偏心轴，百分表读数的一半即为偏心距。6.4复杂轴的加工6.4.1曲轴工件的加工曲轴就是多拐偏心轴，车曲轴主要是车主轴颈和曲柄颈，车削时要注意增加曲轴的刚性、解决曲柄的装夹问题。1. 曲轴的装夹曲轴的装夹方法有多种，如：两顶尖装夹法、偏心夹板装夹法、偏心卡盘装夹法等等。具体操作如下：1两顶尖装夹法当工件
9、两端可打中心孔时，可用两顶尖法装夹曲轴工件，如图6.41所示，先将工件的外圆、端面车出，留已加余量，然后在工件端面上钻上主轴颈中心孔A，偏心中心孔B1和B2，用双顶尖顶住主轴中心孔A，车外圆即可加工出外圆D，再用双顶尖顶住偏心孔B1，可加工出偏心轴d1，用双顶尖顶住偏心孔B2，可加工出偏心轴d2。图6.41 用双顶尖法安装曲轴2偏心夹板装夹法当工件两端不能打中心孔时，加工曲轴可用偏心夹板法装夹工件，如图6.42所示，该偏心夹板有两种，一种是圆形偏心夹板，如图6.42a所示，另一种是有辅助基准的偏心夹板，如图6.42b所示，在这两种夹板上都钻有分度很精确的中心孔，工件装夹时，只图6.42用偏心夹
10、板装夹曲轴a)用圆形偏心夹板装夹曲轴 b)用带辅助基准的偏心夹板装夹曲轴需将偏心夹板装在曲轴主轴的两端，使夹板上的中心孔对准曲轴偏心轴线固定，然后用双顶尖顶住偏心夹板上的偏心中心孔即可以加工出所需的偏心轴。安装偏心夹板后必须进行校正，如图6.42a所示，圆形偏心夹板校正时，先将工件放在平板上的V型块上,两端套上圆形偏心夹板，用高度游标卡尺根据偏心板偏心中心孔的位置，找正各曲柄颈的中心，使偏心板的中心孔与曲柄颈偏心轴线重合，锁紧偏心板。如图6.42b所示，带辅助基准的偏心夹板校正时，先在曲柄颈下面垫上千斤顶，用高度游标卡尺根据偏心夹板的偏心中心孔位置，找出各曲轴颈的中心后，将偏心夹板锁紧。对已粗
11、加工过的曲轴，还可以用组合量块来代替千斤顶校正。3、偏心卡盘装夹法偏心卡盘装夹法如图6.43所示，其偏心卡盘有花盘1，丝杠2，偏心卡盘体4、分度盘9组成，偏心卡盘体又由盖板3和测量头7、8，平衡铁6组成。并在车床尾座装有相同的偏心体，两者保持同位。装夹曲轴时，只需先将花盘1与机床主轴的连接盘紧固，将曲轴柄通过偏心卡盘的半圆图6.43 用偏心卡盘装夹曲轴弧定位元件定位后由盖板3锁紧在偏心卡盘体上，由丝杠2带动偏心卡盘体的上下移动，来调整偏心距，偏心距的大小那么通过两测量头7、8测量，偏心调好后用T型螺栓锁紧即可进行加工了。当一个曲柄颈加工完毕后，松开盖板3，使曲轴可转动，拉出定位销10，转动分度
12、板9进行分度，使曲轴转过一定角度，到达第二个曲柄颈位置，将定位销10插入分度板9固定，锁紧盖板3，将曲轴夹紧，即可加工第二个曲柄颈，以此类推可以加工出第三、第四个等等的曲柄颈。 2. 增加曲轴加工刚性的方法 曲轴由于重心不稳，再加上有的是长轴，所以加工时刚性较差，必须通过一定的方式增加刚性。常用的增加曲轴的刚性的方法有：中心架法、支撑螺钉法、凸缘压板法等。 1支撑螺钉法 如图6.44所示，在不加工的曲柄颈上的主轴颈之间装上支撑螺钉，用以增加刚性，并使螺钉的支撑力适宜，确保不会使曲轴变形，旋转时也不会甩出即可 2凸缘压板法 如图6.45所示，在不加工的曲柄颈上的主轴颈之间装上凸缘压板螺钉，来增加
13、刚性。 图6.44 支撑螺钉增加曲轴刚性法 图6.45 凸缘压板增加曲轴刚性法 3中心架法“中心架与跟刀架装夹工件。 3. 曲轴的测量 曲轴加工完后主要要求测量偏心距，轴径间的平行度、同轴度，偏心轴径夹角，尺寸精度等等。尺寸精度的测量于圆柱形工件测量相同。 1偏心距的测量 如图6.46所示，用双顶尖顶住曲轴，用百分表将曲柄颈调整到最高点，用高度尺分别量出H、h，再用游标卡尺测出主轴颈和曲柄颈的直径r、r1，由偏心公式63计算出偏心距e。eHr1hr 63式中：H曲轴颈最高点到水平测量面之间的距离；h曲轴主轴的最高点到水平测量面之间的距离； r曲轴主轴的半径；r1曲轴颈的半径。图6.46 曲轴偏
14、心距的测量示意图 2偏心轴颈夹角的测量 如图6.47所示，将曲轴一头装夹在分度头上，另一头架在V型块上，用百分表校正，使曲轴的轴线与支承分度头和V型块的平板平行，将第一个曲柄颈转动到水平位置，用百分表找正其最高点，测量出曲柄颈的最高点到平板的距离H1，曲柄颈中心到平板的距离L1；用同样的方法将第二个曲柄颈转动到水平位置，找正最高点，并测出曲柄颈的最高点到平板的距离和曲柄颈中心到平板的距离H2、L2，那么两曲柄颈中心高度差LL1L2=(H1d1/2)H2d2/2H1H2d1d2/2，两偏心曲柄颈的夹角可通过sinL/e求出，其中e为曲轴的偏心距。图6.47 用分度头测量偏心轴颈夹角示意图 3平行度的检测 如图6.48所示，将曲轴工件装夹到专用检测工具上，用
