车削加工偏心配合件同轴度的控制

张晖 高亢 王天辉

摘要：偏心配合件加工中同轴度精度要求往往难以保证，结合车削加工中常见的偏心配合件，以实例形式阐述了在充分分析装配图和零件图的基础上，对所举配合零件偏心孔的不同加工工艺方案进行比较，从而确定了相对合理的工艺安排。

关键词：车削加工；配合件；偏心件；同轴度控制

通常把圆柱面轴线平行且不相重合的零件称为偏心工件。在机械零件的加工中，经常会遇到偏心类零件的车削加工。正常情况下，没有偏心配合要求的两个零件同轴度要求相对容易控制，即每个单件尽量在一次装夹中完成加工，利用基准重合原则保证装配后同轴度要求。而偏心配合件由于有偏心要求，每个单件都至少需要两次装夹才能加工出偏心结构，即使每个单件都能保证各自精度，但将两单件装配后同轴度要求往往不能很好控制。

以某次技能比武为例，要求在 5 个小时时间内完成 4 个单件，且组装后达到以下装配要求：（1）件 1、件 2、件 3、件 4 装配成型；（2）件 1 与件 2 螺纹、孔轴配合；（3）件 3 与件 4 螺纹、圆锥配合；（4）调整件 1件 2 与件 3 件 4 间的配合间隙为最大，偏心锁紧后，能滚动 φ4 mm 钢珠。

1 图样分析

（1）件 1、件 2 需要有 M30×1.5 mm 内外螺纹配合及φ32 mm 的孔轴配合，为了满足装配要求，加工中要求件 1 的内螺纹与φ32 mm 孔同轴，件 2的外螺纹与φ32 mm 轴同轴；

图 1 内、外螺纹零件图

（2）件 3、件 4 有 M56×1.5 mm 内外螺纹配合及内外圆锥配合，要求件 3 外螺纹和外圆锥同轴；

图2 内、外螺纹配合及内、外圆锥配合零件图

（3）件 4 内螺纹 M56×1.5 mm 与内圆锥同轴；

（4）件 3 偏心孔φ42 mm、R50 mm偏心内圆弧要保证同轴，件4偏心孔φ42 mm与件 3偏心孔要保证同轴。

2 加工方案的制定

提供的毛坯是两段 45钢坯料，其中件 1、件 2 共用φ60×150 mm 坯料，件 3、件 4 共用φ80×100 mm 坯料。对同轴度控制要求中的第⑴、⑵、⑶项，通过工件一次安装，利用基准重合原则可保证，而同轴度控制要求中的第⑷项由于有偏心要求，件 3、件 4 装配后的同轴度难以保证，导致配合间隙变小，当偏心锁紧后，φ4 mm 钢珠不能顺利滚出。为解决此问题，竞赛训练中，我们先后尝试了两套加工方案：

方案 1：鉴于件 3、件 4 共用一根棒料的情况，可考虑先不急于切断，而是通过在三爪卡盘的一个卡爪上增加适当的垫片，使工件产生偏心，在车件3 内加工的同时，将φ42 mm内孔延长至件 4-φ42 mm的内孔，保证件 3、件 4 偏心内孔一次安装、一次加工。

方案 2：先加工件 3 外螺纹和外圆锥，再加工件 4 内螺纹和内圆锥，然后将件 3、件 4 螺纹旋合形成整体后，再安装偏心垫片，一次性加工件 3、件 4 偏心孔。由于消除了螺纹加工及配合所产生的误差，在保证偏心距合格的情况下，严格保证了偏心孔同轴度要求，从而完成装配图中某项的技术要求，即偏心锁紧后，能滚动φ4 mm 钢珠。

3 加工工艺

加工工艺步骤如下：

件 1：

（1）夹住φ60 mm 棒料，车件 1 右端内加工及φ38 mm 外圆；

（2）切断控制总长 56.5 mm；

（3）调头夹φ38 mm 外圆，车件 1 左端外圆φ36 mm。

件 2：

（1）夹住φ60 mm 棒料，光车件 2 右端外圆至偏心外圆左端，夹偏心垫片车偏心外圆φ52.5mm；

（2）去除偏心垫片，车右端梯形螺纹及退刀槽；

（3）调头控制总长 82 mm；

（4）夹住梯形螺纹，用百分表在步骤 1 已光出外圆上找正，车左端外圆φ32 mm槽及M30×1.5 mm外螺纹（利用基准统一原则，保证螺纹M30×1.5mm外圆φ32 mm 及偏心外圆φ52.5 mm 同轴，保证装配要求）。

件 3、件 4：

（1）夹住φ80 mm 棒料，手动车外圆装夹位置约 30 mm；

（2）调头夹住毛坯外圆表面，钻孔φ25×82mm；

（3）夹住已加工表面，车件 4 外加工及右端内孔φ54 mm；

（4）切断，保证 42 mm 总长并留出余量；

（5）车件 3 右端外加工至圆锥处并倒角，调头装夹控制件 3 总长；

（6）夹住件 4 右端外圆φ66 mm，控制总长，并加工左端内加工（φ42 mm 内孔不加工）；

（7）将件 3 旋入件 4，加工件 3 左端 R5 mm 和φ70 mm 外圆；

（8）垫偏心垫片，夹住件 4-φ66 mm 外圆，用百分表找正偏心，使偏心距合格，并夹紧工件，加工件 3 偏心孔和件 4 偏心孔φ42 mm；

（9）复检，去毛刺，卸工件。

此方案不僅满足了装配要求，又因为减少了安装次数，使得加工效率同时得到提高。

4 结语

偏心工件的车削是一个反复施工反复核算的过程，因此比常规工件的车削更注重计算数据与实际精度的匹配，因此需要理论与实践的相互配合，保证装配同轴度的要求，对此进行研究能够为我国提供更精密的偏心工件，能够为我国的机械制造业发展奠定更坚实的工艺基础。