车加工技能竞赛中偏心件的加工方法

郝新成

摘 要：在各类车加工技能竞赛中，偏心件的加工已经较多的出现在竞赛题目中，它是普通车床加工中必须解决的一个课题，装夹找正困难，加工有一定难度。针对车加工技能竞赛中的要求，根据偏心工件的原理，给出合理加工方法，并结合实例合理安排工艺，顺利解决了车偏心零件的问题。

关键词：技能竞赛；偏心件；车加工

中图分类号：TH162 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.005

0 引言

第44届世界职业技能大赛中，我国选手摘金夺银，取得了辉煌的成绩，职业技能竞赛可以为国家选拔人才，推进职业教育改革的向前发展，促进人才培育和教学质量提高。在各类职业技能竞赛中，试题的选择尤为重要，车加工技能竞赛中，偏心件的加工可以显示出选手对车加工技能的掌握情况。能够用常用的夹具，简单的方法，找正偏心，加工出合格产品，是选拔技能人才的一个标准，偏心件的加工虽有一定难度，找正麻烦，精度不易保证，但只要掌握其原理与方法，就可以在规定的时间内加工出合格的产品。

1 三爪卡盘加工偏心原理

在车床上加工偏心件的方法有很多，而在车加工技能竞赛中，受限于时间和大赛要求，只允许使用三爪自定心卡盘加垫片的方法车削偏心，这种方法操作简单，加工偏心部分较短，偏心距e<6 mm，其加工方法如下：在三爪自定心卡盘的其中一个卡爪上增加一个垫片，使其产生偏心来加工，如图1所示。墊片厚度可用公式来计算：

x=1.5e+k

k≈1.5⊿e

⊿e=e-e测

其中，x为垫片厚度，e为工件偏心距，k为偏心距修正值，其正负值按实际结果确定，⊿e为试切后的实际偏心距。

例如：车削偏心距e=2 mm的工件，求垫片的厚度x是多少？

解：先不考虑修正值，按近似公式计算垫片厚度

x=1.5e=1.5×2=3 mm

垫入3 mm的垫片进行试车削，检查试切后的偏心距，如果实测偏心距为2.04 mm，则偏心距误差为⊿e=e-e测=2-2.04=-0.04 mm，那么偏心距修正值为k≈1.5⊿e=1.5×（-0.04）=-0.06 mm，故垫片的厚度正确值为x=1.5e+k=3-0.06=2.94 mm。

2 三爪卡盘加工偏心过程

第一步，根据图纸，首先选好车偏心前的装夹位置，即垫垫片的基准外圆，这是非常关键的，若找不好基准外圆，偏心是不易车准确的，要求此外圆的粗糙度要低于Ra3.2，尺寸根据实际情况而定，如车削如图2所示偏心零件，其基准外径选48外径。也可以选用工艺外圆，用过之后再车掉。内外偏心配合的零件，装夹位置的外径要尽可能一致。第二步，制作垫片，选择的材料和加工材料要尽可能一致，这样夹紧时工件的变形和垫片的变形是一致的，偏心距容易保证。垫片形状如图3所示，此圆弧形垫片的厚度尺寸在车床上容易获得，垫片的内孔根据三爪夹持部分的外径加大0.5 mm来确定，垫片的厚度为根据偏心距计算的尺寸，用厚度千分尺来测量，垫片的宽度以10 mm为宜，过宽不易校正，过窄工件夹不牢。例如车削如图2所示偏心零件，则其偏心垫片的尺寸如图4所示。在车床上加工成型后，再用手锯分割成四块即可使用。第三步，装夹找正，这是加工偏心的关键，在其中一个卡爪上垫上垫片，偏心的车削部位要尽量靠近卡爪，垫片要垫在卡爪内，然后夹紧工件，但不能用力过大，以能轻敲动工件为宜。要找正偏心，首先准备好磁力表座和大量程的百分表（工件偏心距的2倍）。校正工件偏心部位轴线与工件轴线的平行度。若工件的端面较大，则把表头指在端面上，如图5所示位置，直接找正端面与回转轴线的垂直度，用手转动卡盘，表针的摆动要在平行度公差的一半以内，注意表头尽量靠近端面的外径处；若工件的端面较小，表头无法依靠，则在外径上找正工件的直线度，把表头放在工件外圆表面，移动大滑板，观察表针摆动情况，转动卡盘90°，在外圆表面的另一个位置上，用同样的方法找正直线度，这样就能保证工件轴线与工件偏心部位轴线的平行度，通常需要多次反复校正才能找正。完成平行度粗校之后，夹紧工件，检查平行是否发生变化，若有变化需要用上述方法再次校正，若平行度正确，就可以把表头指向工件的外圆表面，转动卡盘一周，观察表针的摆动在工件偏心距的2倍范围之内，则偏心距符合图样要求，如不在范围之内，则需要根据实测偏心距调整垫片厚度，调整好垫片后，用上述方法再次测量偏心距，直至偏心距符合图样要求，注意在更换垫片后，第二次垫的垫片还要垫在上一次垫片的位置。第四步，车削加工，竞赛件的偏心部位长度一般较短，偏心距也不大，故选用车刀以锋利为主，选用前角较大的硬质合金车刀，转速在700 r/min，吃刀深度1 mm左右，走刀量0.1 mm/r，一般第一刀是断续切削，因此要注意对刀时深度不能太大。第五步，倒角去毛刺，为达到图样配合要求，还要做好偏心部分的倒角与去毛刺，工件卸掉之后，倒角就很难进行了，若没有清角，配合件不易安装且影响外观。

3 技能竞赛件车削加工实例

加工如图6所示车加工技能竞赛配合件。

（1）分析图样，确定加工所用的工、夹、刀、量具。此配合件由三个零件组成，包括偏心配合，锥度配合，梯形螺纹配合，配合精度要求较高，其单件的加工几乎包含了车加工的所有内容，车外圆、内孔、沟槽、锥度、特形面、梯形螺纹等，加工时所需的刀具较多，有90°偏刀、切槽刀、钻头、内孔车刀、梯形螺纹刀等，竞赛只配备三爪自定心卡盘，偏心部分只能采用三爪垫垫片的方法加工，要提前准备好垫片；根据图样，选择自带的量具，主要包括：游标卡尺、千分尺、圆弧样板、磁力表座等。

（2）加工步骤，根据竞赛所给毛坯50 mm×200 mm原材料，应先加工件3，再加工件1，最后加工件2。遵循基轴制原则，先加工件3，车好外梯形螺纹可以当做塞规使用，直接测试内螺纹；然后加工件1的外锥，外锥加工完成后，当做锥度塞规，测试件2的内锥配合间隙。那么加工件3时要分为粗、精加工，粗加工用一夹一顶的方法尽快完成，精加工在两顶尖间加工完成，为保证轴上偏心部位的正确性，偏心部分应在精加工轴上外圆之后加工，具体操作如下，在两顶尖间完成除偏心和圆弧部分外径的所有尺寸，三爪卡盘夹持圆弧部分所留外圆表面，垫垫片找正，车削偏心外圆至图样，然后夹持32外径，车圆弧部分至图样要求。加工件2时，先加工外径和锥孔部分至图样，切断工件保证总长，然后掉头用三爪卡盘夹持48外径，垫垫片装夹找正，车偏心内孔至图样要求，加工时要注意：轴和孔的偏心要放在最后工序加工，加工完偏心轴紧接着加工偏心孔，加工时要把垫片放在同一个卡爪上，这样使两个件的装夹位置保持一致，更有利于偏心找正。

总之，车加工技能竞赛中，要保证零件的质量，特别是加工偏心部分，一定要认真分析图纸，找好基准装夹外圆，找正偏心，就能顺利的加工出合格的零件。

参考文献：

[1] 王公安.车工工艺学[M].北京：中国劳动保障出版社，2005.

[2] 屠国栋.技能大赛实操解析与强化-车工分册[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2014endprint