打偏心轴中心孔和静平衡试验两用装置的设计及应用

2018-06-21中钢集团西安重机有限公司陕西710201韩铭金

金属加工(冷加工) 2018年6期

■ 中钢集团西安重机有限公司（陕西 710201）韩铭金

长期以来对于超过专用机床加工范围的偏心轴，或单件、小批量的偏心轴的精加工，均在通用的镗床和车床上加工。其工艺流程：①以精加工过的非偏心轴为基准，划凸轮中心孔线。②在镗床或龙门铣床上找正，打两端凸轮中心孔。③在车床上顶两端偏心中心孔，精车凸轮外圆及端面。由上述工艺流程发现以下问题：由于偏心凸轮外圆经过半精加工后余量很小，找凸轮的最大点划偏心中心孔难度大；若偏心中心孔距有严格的尺寸公差要求，按划线找正方法加工偏心中心孔，不能保证偏心中心孔距的尺寸公差要求。

轴类的静平衡机械性能试验通常是在专用装置上进行，由于该装置规格不同，对于较大型装置，所要求做静平衡机械性能试验的轴类不多，操作过程时间很短，大多数时间该装置都处于闲置状态，是一种资源浪费。

针对以上问题，设计了打偏心轴中心孔和做静平衡试验两用装置。

1. 两用装置的设计

（1）设计原理：依据轴类零件的支撑需要平稳性好和转动时摩擦阻力小的特点。在前后两端各采用一组滚动轴承形成4点支撑方式，每套滚动轴承又分别安装在4套各自独立的支撑调节机构上，支撑调节机构通过在底座中的燕尾槽移动，调节支撑尺寸；在底座中部通过燕尾槽设计两套各自分别独立的螺旋V形架和各自独立的压具用来对轴进行装夹定位。

（2）设计结构。部件的构成（见图1）：4套分别独立的支撑调节机构均由竖板、螺栓、调节丝杆、开口销、螺母、支架、轴端挡板、轴、滚动轴承和轴承盖等组成。其中滚动轴承外圆可沿其切向自由转动；调节丝杆通过螺母和开口销定位可在支架孔中转动；两套分别独立的螺旋V形架和两套分别独立的压具均可上下调节。

图 1

两用装置的构成（见图1）：4套分别独立的支撑调节机构通过各自支架下端的燕尾键，插入底座燕尾槽中，将各自螺栓5通过竖板与底座把合为一体，其最大调节距离为2L，如图2所示。再将各自纵向基准板通过螺栓6与底座把合为一体；最后将两套各自独立的螺旋V形架通过其下端燕尾键插入底座燕尾槽中就位。两套压具通过底座中长孔与机床工作台联接而成。

2. 两用装置的应用

（1）工艺可行性分析（见图3）。吊装的安全性：由图1可知，本装置结构简单，便于吊装，安全性有保障。支撑的平稳性：由图3可知，在同一个平面的4点支撑平稳性好。装夹的方便性：由图3可知，调整两套螺旋V形架与轴面相接触后，用压具装夹，简单快捷。定位的可靠性：由图3可知，由于滚动轴承阻尼系数小，在偏心力距的作用下，使偏心轴中的凸轮的最大点自动转动到铅垂方向的最低点上。定位准确可靠。找正的简单性：由图3可知，4套分别独立的支撑调节机构高度相等，4个支撑点在一个平面内，只需要调节轴向位置就可定位，方向找正简单。加工的准确性：由图2可知，以主轴外圆为基准，可定凸轮的中心孔，准确度高。检测的可操作性：由图2可知，轴的中心孔和凸轮的中心孔均布轴的端面上，可用卡尺对偏心距直接进行测量，可操作性好。

图 2

（2）工艺方法的实施。偏心轴中心孔的加工：两用装置的定位装夹，如图3所示。首先将两用装置放置镗床或龙门铣床工作台上，以其底面为水平基准，用百分表按侧面找歪正。然后，通过螺栓和压板将其与机床工作台联接固定。

偏心轴的定位，如图2及图3所示：将偏心轴放置到两用装置上，使其非偏心的主轴与4个滚动轴承相接触，在偏心力距的作用下，凸轮的最大点自动转动到铅垂方向的最低点上；用两套各自独立的螺旋V形架和各自独立的压具对主轴进行支撑和装夹。

打凸轮中心孔，如图2所示：以偏心轴中非偏心的主轴外圆为基准，跑坐标（横坐标H，纵坐标K＋J）定凸轮中心孔位置。将其中心孔加工到图样要求。

做静平衡机械性能试验，如图4所示。首先，将两用装置放置到地平台上。脱开其两套各自独立的螺旋V形架和各自独立的压具。然后将光轴放置到支撑调节机构的轴承外圈上，转动光轴到光轴自然停止不动为止，其过程中如果没有反转为静平衡试验符合要求。如果其过程有反转为不符合要求，需要配重，重新进行静平衡试验工作直到符合要求为止。