典型偏心轴车削技术研究

张铁涛

（西安工程大学，西安 710600）

偏心零件加工（EsM）是机械加工过程中的一个难点，大多通过三爪及四爪卡盘对偏心轴承与凸轮等大心零件予以加工，基本都会运用常规机床。而伴随科技的进步，对偏大心零件的需求已不可同日而语，因此人们对其精度也提出了更高的要求。本文将以典型偏心轴车削技术研究为切入点，对其进行深入的探究。

1 偏心工件零件的工艺分析

EsM工件的偏心轮具有较大的直径，在大端小端的加工环节需依附于心轴作为辅助。加工小端外圆，要注意偏心外圆垂直偏差。在加工过程中要使直径大的余量大些，便于在加工发生误差时进行调整。EsM外圆时，需依附于特定的夹具，在此基础上对EsM外圆表面予以粗加工，同时微调EsM工件线及轴线间距离，如下述75+0.03-0.03mm，而平行度公差则为0.03mm。

同时对零件予以热处理，使零件达到相应的标准。

精加工大端面，先加工偏心外圆的侧面，使偏心面的宽度超过40.5+0.20，加工侧面到轴端面的距离在127mm，加工轴表面精度要超过Φ60h6，Φ50h6。

细致地加工小端面，首先要对外圆的侧端予以EsM，尽可能让偏心面的宽度大于40+0.1-0.1，使侧面到轴端面为（275±0.15）mm，加工精度要求要超过Φ60h6，Φ50h6。

2 毛坯的选定

零件机械加工的工序量、耗材量以及劳动量，在一定程度上会受到毛坯的影响，毛坯的外形及尺寸越接近成品，那么零件的工序、耗材以及劳动量就越少，这将从根本提高机械加工的效率。所以，毛坯的选定要侧重于机械加工与毛坯制造两方面，进而减少成本。毛坯类型主要包括铸、锻、压制、冲压、焊接以及型材等。人们要根据实际情况选定适合的毛坯，从而全面提高加工效率及收益。

此次所研究的偏心工件材料为45钢，其综合机械性能优异（主要适用于承载大冲击、载荷高的零件）。

3 基准设计

基准主要包括两种，即粗基准与精基准。

3.1 粗基准

粗基准就是将未加工的表面当成基础的定位基准，而粗基准的选择需遵循下述标准：要控制加工及非加工面间的范围。在有效权衡余量的先决条件下，为后期流程预置精基准。为了确保加工面和非加工面间的区域标准，尽可能择取非加工面为粗基准。在余量分配时，人们需注意以下问题：首先，使加工面都能够留出一定的余量，粗基准尽可能择取毛坯余量小面；其次，为了确保主要加工面余量的均匀性，要择取主要加工面作为粗基准。选作粗基准的表面要具有一定的光洁性，避开锻造飞边、分型面以及毛刺等区域，进而确保其精准性，在进行装夹的过程中，要选择结构简单、便于操作的夹具。

3.2 精基准

在设计精基准的过程中，要从根本确保加工的精度与装夹的便捷性，可根据标准选择基准重合原则。

基准统一原则是指在工件加工环节要采用统一的定位基准。工件上有多个表面加工，就存在多个设计基准。在相同基准中，若相同的基准面和设计基准无显著差异，而且达到了基准制衡的基本理念，其具有一定的精度。在特定表面的精加工，定位基准可以以加工表面为基础，这样只需微调加工表面的精度。为了从根本控制加工面区域间的精度，提高其加工余量及均匀性，人们可利用多次加工的措施，并遵循互为基准的基本方式。粗基准最好只使用一次，不要重复使用，以免产生较大的位置偏差。

4 热处理

此次研究的偏心工件择取调质处理，调质处理就是淬火加高温回火的热处理技术。淬火是为回火过程中调整及改善钢的性能所做的准备，回火在一定程度上影响工件最终的机械性能，经调质处理能够获取强度、塑性以及韧性俱佳的机械性能。

5 加工方法的选择

加工方法会受被加工材料、种类以及技术条件的影响。因此，要依附于上述条件选择加工形式，进而达到零件质量、经济性以及生产效率的标准。

在此次研究中，笔者设计了以下加工方法：检查工件毛坯有无质量缺陷，夹紧后车两端平头，以各待加工面为基面，找正后进行中心打孔；先加工大的偏心面，完成后按顺序对轴面进行加工，遵循从粗至细的加工原则；完成夹紧，车两端平头，以各待精加工面为基面，找正后进行中心打孔；先加工偏心圆侧面，在此基础上，根据顺序加工外圆面，依据直径大小顺序进行加工，直径大者优先加工；先加工偏心圆侧面，在此基础上依次加工外圆面，根据直径由大至小进行加工；加工偏心圆外圆。

6 加工余量与工序尺寸

偏心工件零件材料是34CrNiMo，材料的性能δb=0.686GPa，模式为成批生产，毛坯通过模锻制造。

粗铣两端面，加工中心孔，确保总长度尺寸为482mm，在此基础上确保偏心圆侧面到大端面的尺寸为128mm；要先加工偏心外圆，使其尺寸控制在41mm。在粗车的过程中，留加工余量1mm，尺寸从大至小分别为Φ62mm，Φ52mm，Φ44mm；车削偏心外圆面。调整中心距为（75±0.3）mm与外圆直径Φ212.5mm。

精铣两端面与精修中心孔。工序尺寸为280mm，确保大端至偏心圆侧面为127mm；确保偏心圆工序大小为40.5+0.20mm，Φ62h6，Φ55h6表面粗糙度控制在Ra3.2μm；精车小端面，确保偏心圆工序尺寸控制在40+0.1-0.1mm。

7 结语

此次设计中，由于零件机械加工的工序量、耗材量以及劳动量在一定程度上会受到毛坯的影响，毛坯的外形及尺寸越接近成品，那么零件的工序、耗材以及劳动量就越少，这将从根本提高机械加工效率，所以毛坯的选定要侧重于机械加工与毛坯制造两方面，进而减少成本。毛坯类型主要包括铸、锻、压制、冲压、焊接以及型材等。根据实际情况，人们要选定适合的毛坯，从而全面提高加工效率及收益。此次所研究的偏心工件材料为45钢，其综合机械性能优异。此次设计基准采用粗基准，将未加工的表面当成基础的定位基准，而粗基准的选择需遵循下述标准：要控制加工及非加工面间的范围；在有效权衡余量的先决条件下，为后期流程预置精基准；为了确保加工面和非加工面间的区域标准，尽可能择取非加工面为粗基准。

在余量分配时，人们需注意以下问题：使加工面都能够留出一定的余量，粗基准尽可能择取毛坯余量小面；为了确保主要加工面余量的均匀性，要择取主要加工面作为粗基准。选作粗基准的表面要具有一定的光洁性，避开锻造飞边、分型面以及毛刺等区域，进而确保其精准性，在进行装夹的过程中，要选择结构简单、便于操作的夹具。加工方法的选择会受被加工材料、种类以及技术条件的影响。因此，人们要按照上述条件选择加工形式，进而达到零件质量、经济性以及生产效率的相关标准。