偏心定位装置设计

GXF360 2019-11-03

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随着机械制造业的发展，零部件的加工要求不断提高，机床行业发展迅速。数控机床的应用更加广泛，机床作为机械制造的母机，用户对其整体性能和精度要求越来越高，这就要求设计人员必须仔细研究机床的关键部件，在结构设计完成前，加工工艺是保证每个零件的质量和精度的关键，而工件准确的定位和合理的夹紧是每道工序顺利进行的基本要求。偏心结构的加工一直是机械加工的一个难题。该偏心零件是机床上用于实现尾座中心线与机床主轴中心线微调结构的核心零件，这种结构在斜床身数控车床中应用比较广泛。

本文针对一种斜床身数控车床的偏心尾座套筒设计加工工艺，偏心按照种类划为距离偏心和角度偏心，该结构属于典型的距离偏心。这种偏心结构与以往数控车床尾座结构有很大改进，通过偏心结构在装配和维修时调整主轴和尾座上母线与侧母线的平行和等高。偏心在机床锁紧结构、中心调整和孔系调整等方面应用广泛。而偏心的加工一直是加工工艺的难题。通常的偏心加工有三爪自定心卡盘、一爪加垫和单动卡盘调整偏心两种方法，但这两种加工方法对工人的技术水平要求较高，对于偏心精度高的零件要反复计算、加工才能达到要求。针对偏心结构零件批量生产的问题，我们为偏心莫式锥度孔的加工设计一种偏心定位夹具。

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1. 夹具设计的背景

被加工工件为套筒，结构如图1所示。材料为40C r，质量为5.21kg，加工表面硬度为52HRC。本工序完成加工左侧莫式锥孔的精加工，要求加工保证：①莫式锥孔表面粗糙度值达Ra=0.8μm。②莫式锥孔中心线与工件外圆中心线平行0.01mm。③莫式锥孔中心线与工件外圆中心偏心公差±0.01mm。④莫氏锥孔用涂色法检查，接触长度不得小于85%（大端一定接触）。

图1 被加工工件

该工件按零件的结构被划分为套类零件，是典型旋转体类零件的一种。由于本工序加工的是工件的内表面，该零件在工艺加工过程中主要困难就在于在外圆精加工成品后加工锥孔，以往是通过三爪自定心卡盘中一爪加垫的方法完成，垫片的厚度x与偏心距e的关系公式x=1.5e（1-e/2D），e为偏心距，D为工件夹持部分的直径，加工后要根据实测值反复调整垫片厚度达到图样要求，劳动强度大，对工人水平要求高，效率低。为此我们设计这道工序的夹具。

2.1 做好畜牧养殖场的选址确定畜牧养殖场的选址必须要综合各方面的因素，比如说地理位置或者气候条件等等，结合每一种动物独特的生长、生活环境予以合理选择。一般来说，应选择那些通风、光条件较好、地势较高、排水通畅的地方，以此来保证动物生长、生活环境的健康、安全、舒适。尽量将畜牧养殖场选择远离居民区的地方，降低由于动物粪便而造成的污染。

2. 夹具机构设计

分析零件的结构特点，针对加工设备的加工范围，设计该夹具结构，如图2所示。夹具通过配研定位块9和12保证偏心（1±0.01）mm尺寸精度，由检测心轴完成3个定位块共线等高调整，定位销与工件上原有的键槽完成夹具的角向定位，螺柱、压块对工件进行夹紧。通过以上定位保证限制了被加工零件在空间的6个自由度，保证零件安装准确。

其中所述的调整好的胎体安装在磨床中心架上。两端的外圆分别用两个调整等高、对心的中心架支撑（俗称“架双架”），砂轮远端用拨盘带动胎体及工件转动，是完成对工件偏心精度加工的一种夹具。

3. 结语

该结构普遍应用于距离偏心结构的旋转类零件的加工，定位准确，无需找正，保证工件的加工质量、生产效率、劳动条件和经济性4方面达到辩证统一的标准，通过机械结构的角向定位，保证与上序的准确衔接。通过大量的试验和检测，达到了零件加工质量稳定的要求，该夹具的投入使用与常规装夹方法相比，其生产效率提高了5～8倍，有效地保证了产品质量和较高的企业效益。真正做到了“省时、省力和省钱”。