对称双偏心薄壁套工艺分析与车削方法

摘要：主要介绍了对称双偏心薄壁套工件精加工采用的工艺方法。分析了加工中存在的技术难点，进一步提出薄壁的车削方法，高精度偏心距、对称度、同轴度的校正方法，需要注意的工艺措施，具体的操作步骤，从而有效地保证了工件精度的加工质量。

关键词：薄壁;偏心孔;高精度;难度大;校正方法;加工方法

中图分类号：TG51    文献标识码：A     文章编号：1671-2064（2019）17-0000-00

0引言

2008年8月，笔者参加了山西省人社厅组织的全省技工学校职业技能大赛，技能操作考题是车削对称双偏心薄壁套工件，取得较好成绩，省人社厅给颁发了技师证书。多年来，教学中常常分析、验证当时采用的加工方法，现在总结出来，供同行参考。

尺寸精度高的薄壁孔、偏心孔是车工的加工难点，再加上高精度的同轴度、对称度等形位公差技术要求，综合在一个工件上，如图1。

如何采用正确的方法才能保证加工质量，对操作者既是挑战，又是考验，下面就主要分析精车的困难和解决方法。

1基准先行原则

精车的第一道工序是先把左端面光一刀，依次将两个外圆?58、?45和一个内孔?38精车完毕，为后面的校正提供测量基准，有了测量基准，才能方便控制其它表面的形位精度;第二道工序是分别校正两个偏心孔的偏心距5，并控制对称度，粗精车偏心孔?18;最后一道工序是找正同轴度基准，精车右端的外圆?44和内孔?42。

2 薄壁、刚性差，易变形、振动，圆度、圆柱度、表面粗糙度难控制

工件左端壁厚3.5mm，右端壁厚只有1mm， 精车的基本原则是只有降低切削力，才能有效克服振动和变形。具体方法是：三个外圆都用90°硬质合金刀高速切削，只要刀具锋利，能有效降低径向切削力，在一次走刀中同时控制尺寸精度、圆度、圆柱度、表面粗糙度，而且速度快;精車两个大孔?38、?42用高速钢刀低速切削，因为精车外圆后，壁厚变小，刚性进一步降低，还用硬质合金刀高速切削精车内孔，容易产生频率振动，影响表面粗糙度。而高速钢车刀刃口锋利，工件转速慢，能克服这些缺陷产生。

3偏心距精度要求高，校正难度大

单个偏心距换算为5，精度高，单件生产，又是技能大赛，考的就是精度控制能力，所以要求在三爪卡盘上校正车偏心，难度就更高。

多次实践证明，需要校正的工件，夹紧的部位不能长，夹的长，用铜棒敲击工件，工件的位置无法调整;如果夹的偏短，会形成欠定位，车削时造成工件飞出。夹持长度以18-20mm最好，即方便调整位置误差，夹紧后车削也安全。

偏心的具体校正步骤如下：

（1）检查卡盘本身的偏心距误差。在三爪卡盘上夹紧一根?20的心轴，用百分表检查三个卡爪的跳动误差，取读数最小的一个卡爪做记号，再测量记号卡爪旋转180°的最大跳动量，这个最大跳动量误差的一半就是卡盘本身的偏心距e_卡。

（2）计算偏心垫块厚度x。x=1.5（5-e_卡），为方便调整，垫块要做成圆弧形，圆弧的半径R29.2-R29.3，宽度略大于卡爪厚度，垫块厚度规格分别是7.35、7.2、7.0、6.8几种，能根据卡盘偏心距误差进行选择;再准备一些0.02、0.05、0.10、0.15、0.20等规格的铜皮或者报废的塞尺，能按照计算的总厚度微量调整。

（3）工件的安装。用铜皮包住?58精车外圆，在做记号的卡爪下面垫上计算好厚度的偏心垫块，夹紧工件。注意两点：工件的夹紧长度18-20mm;每次夹紧、松开固定使用记号卡爪对应的钥匙孔。

（4）百分表测量?45外圆的平行度误差。百分表测量?45外圆对主轴轴线的平行度，并用铜棒校正，控制平行度误差0.02以内;一侧合格后，卡盘带动工件转90°左右，检查另一侧的平行度误差，反复检查直至两侧平行度都合格。这是校正偏心距之前最关键的一步，不能省略。

（5）百分表测量偏心距5的误差。在?45外圆的左右两端分别测量跳动量，跳动量的一半就是实际偏心距。若超差（e超），增或减修正薄铜皮厚度x=1.5（e超）。重新夹紧工件，再测量平行度误差和偏心距误差，直至合格，才能加工第一个偏心孔。

4 偏心孔的对称度0.012要求高     

在加工现场的主要量具就是一个10mm量程的百分表，怎么才能找到对称度的测量基准是关键。笔者采用了一个简单有效的办法，第一道精车工序结束后，不要拆卸工件，把高度尺放在床身导轨上，用量爪在?45外圆表面轻轻划一条水平的轴向基准线（注意划线不能用力，避免划伤精加工的外圆面）。

以这条线为基准，校正两个偏心孔的偏心距5，其中第一个孔的最低点测量值要在基准线上;校正第二个偏心孔时，工件绕轴线旋转180°，基准线在记号卡爪的对面，百分表测量最高点读数也是在这条基准线上，需要注意的细节是，基准线要对齐记号卡爪，必要时转动工件微量调整，无论最低点或最高点，目测百分表测量头的中心通过基准线。再加上校正偏心时，?45外圆两条侧母线的平行度误差在0.02以内，就把各种影响对称度的误差降到最低，基本在偏心孔总长35mm范围内能达到对称度0.012mm的要求。这个过程与前面偏心距的校正是同时进行，是这个工件最复杂的操作难点，而且费时，最快的能在20分钟左右找正一个偏心距和对称度，共校正两次。

5第二个偏心孔断续切削加工难度大

两个偏心孔深度长，从刀尖算起，刀杆伸出长度在65左右，刚性差，容易振动;孔径比较小，观察困难;尤其第二个偏心孔加工时，切削不对称，断续切削引起振动。

钻第二个偏心孔时，为防止钻头偏移，可在刀架上安装档铁，靠近工件孔口，对钻头棱边辅助支承，以抵抗非对称的切削力，同时降低主轴转速和进给量，避免钻头切削刃崩刃;精镗孔时，也存在同样的现象，不能采用硬质合金镗刀精镗，易崩刃，应该用高速钢刀低速精镗，保证工件的加工精度是核心内容。

6?44外圆同轴度控制难

?44外圆轴线与?45外圆轴线有直径公差为?0.02的同轴度要求，因此在精车?44外圆之前必须对工件再一次进行找正。难点是垫铜皮夹?58外圆后，需要找正的精基准外圆都在卡爪里面。

解决方法是：粗车?44外圆台阶处时，?58外圆的宽度留成30长，这也是一个关键的工艺处理，因为?58基准外圆测量长度越长，找正精度就越高，能提高被测要素的控制精度，且在校正偏心距、对称度时，方便铜棒敲击?58外圆面。操作时，薄铜皮撕成两块垫在工件和卡爪之间，利用卡爪留出的两处空隙测量基准外圆，先找正?58外圆两侧母线的平行度0.015以内，再检查?58外圆的跳动量是否在0.02以内。如果跳动量超差，利用校正偏心原理，在卡爪上垫薄铜皮消除偏心，使?58外圆轴线与机床轴线同轴，也就保证了被加工外圆的同轴度，最后先精车右端面控制平行度，再精车外圆?44和内孔?42。

7需要注意的兩个细节

（1）工件两端外圆与孔口的倒角要在校正合格后精车之前先加工，尤其是工件右端，如果精车后再倒角，容易在径向力作用下发生变形，甚至扭曲报废，倒角的进给速度一定要慢、稳。

（2）去除?58外圆预留的10mm长度余量，在同轴度校正合格后完成，不能用切断刀径向车削，径向力会使校正精度改变，应该用90°刀小吃刀、慢进给，多次进给车去多余部分材料。

对称双偏心薄壁套工件的加工方法，综合应用了车工工艺、公差配合的理论知识和生产实习教学经验，对提高车工操作技能、提高产品加工精度有很好的实践性和可行性，在历年学生技能大赛培训中也取得了良好的教学效果。

专业技能教学重在教会学生正确的操作方法，所以教师在专业学习上首先要寻根溯源掌握正确的专业基础理论和规范的操作技能，学生采用合理正确的方法练习，能起到事半功倍的学习效果。合理的正确方法是指某种技能的核心要领，在这个要领指导下操作，就容易控制工件加工精度。某些技能的操作方法表面上看起来正确，但是核心要领不过关，甚至是错误的，必然会导致工件精度降低或不合格。专业技术人员在实践中也要探索、创新、发明核心操作要领，前提是要有正确的工艺理论指导，经得起理论分析、推敲;经得住实践的检验。

很多事实证明，个人本职专业没有核心技能与技术，生产作业中很难独立全面的开展工作，影响工作质量和生产效率;一个国家某些领域没有核心技术，在国际上就没有话语权，发展中就要处处受别国限制;我们要教育学生把个人的前途与祖国的发展强大紧紧的联系在一起，下苦功读书练技，出好活养家报国。认真做好工作中的每一件事，每一道工序精工细作、精益求精，树立爱岗敬业、兢兢业业的职业精神做好本职工作，做合格的新时代社会主义事业接班人，凝神聚力为实现中华民族伟大复兴贡献力量。

参考文献

[1]高级技工学校机械类教材编审委员会.高级车工技能训练[M].北京：中国劳动出版社，2004.

[2]技工学校机械类通用教材编审委员会.车工工艺学[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]张文智.普通车床在圆柱体上加工扁体及立孔的工艺方法研究[J].职业教育研究，2010，（6）：147-148.

[4]黄云清.公差配合与测量技术[M].北京：机械工业出版社，2007.

收稿日期：2019-05-27

作者简介：张利生（1968—），男，山西清徐人，本科，高级讲师，研究方向：中等职业学校机械制造专业教学。