特殊结构零件的车削

第四章　特殊结构零件的车削

第一节　细长轴零件的车削

所谓细长轴是指零件长度L与直径D之比（细长比）L/D≥20的轴。由于细长轴本身的刚性差，车削时因切削力、切削热和振动等影响，易产生弯曲、锥度、腰鼓形、麻花形和竹节形等缺陷，另外对工件的表面粗糙度也有不良的影响。所以车削细长轴时，对刀具、机床精度、辅助工具和切削用量的选择均有较高的要求，同时为提高工艺系统刚度，常采用中心架或跟刀架来保证零件的刚性。

一、车削细长轴的常见方法

图4-1　用中心架支承车削细长轴

1.使用中心架车削细长轴

当零件可以分段车削或调头车削时，可在零件中间部位使用中心架支承（图4-1）。零件支承表面必须有一定的表面粗糙度和圆度要求，否则会影响零件的精度。为此要在工件中部偏向车头方向约100mm处车一段直径略大于工件要求尺寸的圆柱面沟槽。车沟槽时若发生振动，可放慢车速，采用小进给量走刀。装上中心架后，使主轴低速旋转，调整三个支承爪，使其与工件轻轻接触。调整时，应先调整工件下方两侧的两个支承爪。当车削方向由床尾向床头时，可车到沟槽处为止，然后把工件调头，再将中心架的三支承爪轻轻支承住已加工表面。为了防止中心架铜爪咬坏工件的已加工表面，可在已加工表面与三支承爪间垫一张细号砂布，砂布背面贴住工件，有砂粒一面向着三支承爪，以防止刮伤已加工表面。在整个加工过程中，要随时用手感来掌握工件与中心架三支承爪磨擦发热的情况，并要经常加油，保持润滑，防止磨损或“咬坏”工件。当感到工件温度过高时，必须及时调整中心架的三支承爪与工件的间隙。如果所加工的轴很长，可以同时使用两只或更多的中心架。

图4-2　用过渡套筒支承车削细长轴

如果车削沟槽较困难，可以在支承爪与工件之间安装一过渡套（图4-2），这样可使支承爪与工件之间的夹紧力分布均匀，并且保护了工件表面。安装时，要对过渡套的外圆进行校正。过渡套通过两端的四个螺钉将工件夹住。

2.使用跟刀架车削细长轴

在车削细长比较大、不易调头装夹车削的细长轴时，为提高工艺系统的刚度，可使用跟刀架。跟刀架有双支承（图4-3）和三支承（图4-4）两种型式。双支承跟刀架的支承柱窄，支承面小，刚性差，加工精度低，不适于高速切削。三支承跟刀架能减少工件振动和变形，加工精度高，适用于高速切削。改进跟刀架也是弥补工件刚性不足的重要措施。可采用三个球墨铸铁支承块，经过研磨使工件与支承块紧密配合，切削过程中，工件与支承块为滑配合，加上刀具本身构成两对径向力，使工件稳固的夹持在旋转的轴线上。

图4-3　双支承跟刀架

图4-4　三支承跟刀架

使用跟刀架车削细长轴首先要校直工件，如果工件须经过正火或调质等热处理时，要采用吊置法安放工件，以减少工件的弯曲变形。在一般情况下，粗车前，工件的弯曲度应小于1.5mm。精车前，工件弯曲度要小于0.2mm。装夹工件时，在卡盘的卡爪和工件之间填入钢丝，以减少因工件夹持接触面过多而引起装夹干涉。校正尾座位置时，要使工件开始车削的一端外径比另一端外径大0.02～0.04mm，以减少由于跟刀架爪脚或车刀磨损所造成的锥形误差。

要合理选择车刀的切削角度和切削用量。车削细长轴使用的车刀，主偏角φ一般取75°～90°；前角γ可取15°～25°，刀刃应保持锋利，从而使切削背向力小，避免零件弯曲变形，车刀上还应磨出圆弧形断屑槽，使排屑顺利。刀具材料通常采用YG8、YW1硬质合金。车刀安装时，刀尖要略高于中心0.1～0.2mm。车削时分粗、精车。粗车时，切削速度vc=32m/min，背吃刀量ap= 2～4mm，进给量f = 0.3～0.35mm；精车时，切削速度vc =1.5m/min，背吃刀量ap= 0.02～0.05mm，进给量f = 12～14mm。

使用跟刀架车削需注意的问题是尾座顶尖必须轻轻地顶住工件中心孔，不允许过紧。特别是在使用死顶尖时更要随时注意调整顶紧力，防止工件因发热伸长而被顶弯。在车削区域及跟刀架爪脚支承工件部位，要保证有充分的冷却润滑液。要随时注意工件已加工表面的变化情况，当发现开始有“竹节形”、“麻花形”等缺陷出现时，要及时分析原因，采取措施。

使用跟刀架车削外圆，根据走刀方向区分大致有两种：一种是由床尾向床头方向走刀，即正走刀车削，这是习惯的车削方法；另一种是从床头向床尾方向走刀，即反走刀车削。按正走刀方法车细长轴，如主轴和尾座两端固定装夹，工件在轴向无伸缩余地，由于切削热产生的线膨胀和背向分力迫使零件弯曲并产生内应力，一旦零件卸下，内应力就会使零件变形，因而无法保证零件的直线度和尺寸精度的要求。采用反向走刀切削时，轴向切削分力与正走刀相反，使工件由受压转变为受拉伸，这时只需使用较小的顶紧力或使用弹性顶尖，从而减小车削时工件的振动和弯曲变形。这对克服细长轴类加工时常出现的缺陷有好处。所以，在一般情况下，应尽量选用反走刀车削法。

反向走刀的加工方法：

1）在毛坯的外圆套上一个开口的φ4～φ5mm的钢丝圈，伸入卡盘用卡爪夹紧，这样使毛坯与卡爪间成线接触，起万向调节作用，从而避免了接触面过大；

2）在毛坯另一端钻一圆柱孔作顶尖孔，使顶尖和圆柱孔成线接触，这样毛坯旋转时可消除“蹩劲”现象，减少零件弯曲度，见图4-5；

3）尾座顶尖改用有伸缩性的弹簧顶尖，可允许工件作轴向伸缩移动，这样可补偿切削热引起的膨胀，从而减少零件弯曲和切削时的振动；

4）跟刀架配备三个支承爪，底下的一个采用弹簧支承爪。支承爪的宽度约为零件直径的1～1.5倍。支承爪的支承面与零件研配。切削过程中跟刀架三个支承爪与车刀组成两对径向压力，平衡了切削时产生的径向力；

图4-5　毛坯装夹与反向走刀车削示意图

1—φ5钢丝　2—跟刀架　3—伸缩顶尖

5）反向走刀车刀主偏角φ= 75°～90°；前角γ= 15°～20°，并磨有圆弧形切屑槽以减少背向切削力，增大轴向切削力。

二、车削细长轴车刀的几何参数及特点

车削细长轴常用的车刀有75°反偏刀（图4-6）和95°反偏精车刀（图4-7）。75°反偏刀刃口强度高，耐磨，利于消振抗弯，安装时刀尖高于工件轴线0.1～0.15mm，适于粗车。95°反偏精车刀前角和副偏角较大，磨擦小，消振散热好，车削时不易拉毛工件表面，安装时刀尖应高于工件轴线0.2～0.3mm。

图4-6　75°反偏刀

图4-7　95°反偏精车刀

三、车削细长轴实例

［例］加工如图4-8所示细长轴。

图4-8　细长轴零件图

1.粗　车

（1）按图纸上所标尺寸检查毛坯，关键是看直径余量有多大，一般应在5mm以上，长度需按正常余量加长50mm（以便制作工艺卡头），毛坯的弯曲度若超过余量范围则需矫直。

（2）将矫直好的毛坯棒料用三爪卡盘卡住一端。伸出卡盘爪外长度小于20mm，找正，夹紧。车端面，钻中心孔。

（3）三爪卡盘夹住毛坯未打中心孔一端，另一端用弹性可伸缩顶尖顶住，找正（图4-9）。为防止由于卡盘回转中心线与尾座顶尖中心线不同轴，而引起工件扭曲，三爪卡盘夹紧部分不宜过长，一般在15mm左右。同时在距卡爪10mm处车出缩颈d =12mm。该缩颈的用途是使棒料在车削时能在跟刀架中运转自如，不受装夹时不同轴度的影响。

（4）粗车φ25mm外圆（表面 ）时（图4-10），刀具用YT5、75°或90°的左偏刀，用反走刀切削。由于轴细长，刚性差，要使用跟刀架支承，以防长轴被车刀顶弯，或因自重下挠。

图4-9　细长轴的装夹

图4-10　车削表面

跟刀架的支承块用铸黄铜、耐磨铸铁或尼龙，以减少长轴的磨损。粗车时，先在卡盘端车出长80mm的加工表面，表面粗糙度Ra6.3μm，直径φ25.2mm，记下横向进给刻度，退出车刀。在车出的加工面上装跟刀架，刀尖与跟刀架距离为3～5mm，跟刀架支承面宽度20mm，支承面应事先加工成与已加工表面直径相同的弧形。

在粗车削前，先开空车，使工件旋转，大拖板快速往返移动，让工件已加工表面和跟刀架支承面配研，并逐步调整支承块对工件的压力。待有大量粉状铁屑落下后，再加机油进行研磨，直至支承块圆弧面与工件已加工表面有80%～90%的部位紧密贴合，轴颈呈现光亮为好。调整支承块的力，以不至顶弯工件，压力均匀为准。

通过上述配研，车削时，工件外圆被夹在刀具和三个滑配合的支承块之间，组成两对径向压力，使工件上下前后的移动均受限制，只能绕轴线旋转，有效地减少切削振动和工件变形。为了减少跟刀架支承块与工件的磨损，减少工件温度上升，冷却刀刃，在切削过程中，自始至终充分润滑和冷却。冷却液一般采用乳化液，如采用柴油，应再添入10%机油组成混合液，效果将更佳。车削接刀时，应比车跟刀架架位时的吃刀深度深0.03～0.05mm，以防止竹节的出现，造成直径误差。

粗车时，车刀安装位置最好高于工作中心0.15～0.2mm。

（5）用YT5、75°右偏刀车削表面 ，直径上留余量0.1mm。

（6）用YT5、75°左偏刀车 面，直径上留余量0.1mm。

2.时效处理

时效处理也称自然时效，用以消除粗加工时的内应力。

图4-11　精车细长轴

3.精车（图4-11）

（1）检查毛坯的弯曲度，矫直。

（2）三爪卡盘夹住工艺卡头端，在 面装上中心架，找正，修研中心孔。

（3）在中心孔中顶上弹性可伸缩顶尖，找正，移去中心架，安装跟刀架。为防止跟刀架与已加工精表面发生磨擦，降低表面质量，应将跟刀架装在车刀前面。

（4）精车 面至要求。精车前应检查跟刀架的支承块与工 件滑配是否良好，如果支承块磨损过大，必须重新配研。精车刀用宽刃弹性刀，刀具与跟刀架距离应靠近。车削时，进刀方向仍从卡盘向尾座。刀具安装高度应低于工作中心0.15～0.2mm。精车时，最好用硫化油、煤油各半的混合液，用刷子在工件表面和刀刃处涂抹一层即可。

（5）精车两端φ20mm外圆至要求。刀具用宽刃弹性刀。

（6）在φ25mm外圆近端部装上中心架，找正。移去尾座和跟刀架，车端面至要求。

（7）工件调头，卡盘夹住φ20mm外圆，在φ25mm外圆靠近端部装上中心架，找正。用切槽刀车去工艺卡头，保证零件总长至要求。

四、车削细长轴常见的工件缺陷、产生原因及消除方法

车削细长轴常见的工件缺陷有很多种类型，其产生原因及消除方法见表4-1。

表4-1　车削细长轴常见的工件缺陷、产生原因及消除方法

续表

第二节　薄壁零件的车削

一、概述

薄壁件的特点是零件的直径与壁厚之比D/h≥15，刚性差，极易变形。加工时夹紧力及切削热均能使零件产生变形，为此加工时应注意以下事项。

（1）加工时夹紧力必须均匀，不宜过大，夹紧力的方向，特别是精加工时最好采取轴向压紧。若零件有凸缘，可利用凸缘端面及其上的螺孔作为工艺卡头；若是铸件，应利用浇注用冒口作为工艺卡头。

（2）粗、精加工应分开，并进行自然时效处理，以消除切削应力。

（3）精加工时，对于零件内外圆的几何精度有较高要求时，零件应尽可能在一次装夹时车出内外圆，夹紧力的方向应为轴向，必要时可增加辅助轴向压力，以增加零件刚性减小零件振动，保证零件几何精度。

（4）利用冒口作工艺夹头时，可在内孔用螺钉、压板压住零件车出工艺夹头。

（5）精加工内外圆表面时，可利用工艺夹头配适当的辅具，利用螺钉、压板轴向压紧工艺夹头，用较低的切削用量加工至图要求，最后切去工艺夹头即可。

二、薄壁零件的装夹方法

1.薄壁盘类零件的装夹方法

薄壁盘类零件的装夹可用工艺卡爪、半月键心轴、普通三爪夹持，还可用专用夹具装夹，具体夹持方法如下。

（1）用工艺卡爪夹持（图4-12）。当零件数量较多时，可用一副卡爪改制成工艺爪来夹持工件。先将卡盘爪的端部焊上铜棒头，然后装入卡盘中，再用一合适的支承料在贴紧卡盘平面处夹紧，并立即将所使用的扳子方孔作标记，开车后按工件被夹持处的外径车一“方口”，车完后取下支承料。工作时要使用标志孔装卸工件，用这种方法装夹工件，能保证工件的端面跳动和外圆径向跳动在0.03mm以内。

（2）用半月键心轴装夹（图4-13）。当大批量车削薄片圆盘或垫圈的外圆时，可采用如图4-13所示的半月键心轴来装夹工件。先将心轴的位置用四卡爪找正，夹紧后再松开带半月键槽方向的一个卡爪，放入经改制后的半月键。靠杠杆力把工件与心轴撑紧，只需松紧单爪就可装卸工件。此装置在较大的切削力矩下装夹牢固可靠。

图4-12　用工艺卡爪夹持薄壁盘类零件

1—卡盘　2—卡爪　3—铜棒头4—支承料

图4-13　用半月键心轴装夹薄壁盘类零件

1—四爪卡盘　2—单动卡爪　3—工件　4—半月键　5—心轴体

（3）用普通三爪夹持（图4-14）。如图4-14（a）所示，在刀架上横装一块铜棒，待工件稍夹紧后使其慢速旋转，然后摇动大拖板使铜棒慢慢压迫工件端面，这样旋转几周后，工件在铜棒压迫下，端面摆动基本消除，再次夹紧后即可切削。

也可用一块小磁铁垫上一个小钢板尺，再吸住所夹的工件，放入三爪内夹紧后，撤去磁铁和钢板尺，工件就装夹正了（图4-14（b））。

图4-14　用普通三爪夹持薄壁盘类零件

1—铜棒　2—磁铁　3—工件　4—钢板　5—衬垫　6—卡盘爪　7—卡盘

还可以制作一个衬垫，装夹工件时，先将衬垫套于卡盘的三个卡爪中，再把工件和垫衬的端面靠紧，并使垫衬另一面与卡盘的大端面贴平，然后夹紧工件（图4-14（c））。

图4-15　用专用夹具装夹薄壁盘类零件

1—主轴法兰盘　2—定位盘　3—工件　4—挠性胀圈　5—压盘　6—后顶尖

（4）用专用夹具装夹（图4-15）。车削平行度要求较高的大直径环状薄板工件，用普通的装夹方式很难达到加工要求，用专用夹具则基本可保证其平行度要求。该夹具构造由主轴法兰盘、定位盘、开口挠性胀圈、压盘、后顶尖等组成。开口挠性胀圈在后顶尖和压盘的作用下胀紧工件。操作时如将工件反复调头效果会更好。开口挠性胀圈的设计应使其成为挠性体，夹紧时确保胀圈紧密地和工件内孔贴合，使工件受力均匀。工件外径尺寸应有一致性，确保定位准确。加工时采用小切削深度和高速切削。

2.薄壁套类零件的装夹方法

装夹薄壁套类零件的常见方法为三爪夹持和心轴装夹。

图4-16　复合弹性套夹具

1—弹性套　2—卡环　3—工件

（1）三爪夹持。如图4-16所示为复合弹性套夹具。此夹具适于以零件的外圆定位、加工内孔之用，其结构较为复杂，但使用可靠，尤其对薄壁套类零件，装夹后不会发生变形，安装误差不大于0.02mm，故可保证薄壁件的形状及位置精度。制作时，先用铸铁做一弹性套，再用铸铁车一卡环，其外圆与弹性套的内孔配合，内径与工件的外圆配合，按照装夹图示将工件卡入即可。

图4-17为防止零件表面夹伤的软爪。在车加工中，有许多工件是经过二次装夹加工的，这样往往会卡伤工件表面，有时会造成工件变形。有两种简易卡爪可防止划伤工件表面。一是用壁厚为6～8mm的有色金属管，经加工后套入卡盘的卡爪中，再用顶丝与卡爪紧定，即形成一副软爪（图4-17（a））。另一是用厚铜皮垫于工件与卡爪之间的简易软爪（图4-17（b））。

（2）心轴装夹。用心轴装夹薄壁套类零件与盘类零件相似，在此不做详细介绍。常见心轴结构可参阅第二章的有关内容。

图4-17　防止零件表面夹伤的软爪

三、影响薄壁零件车削的主要因素及参数选择

1.工件装夹

薄壁零件的内外圆直径差很小，强度非常弱，如果在卡盘上夹紧时用力过大，就会使薄壁零件产生变形，造成零件的圆度误差。如果在卡盘上夹得不紧，在车削时有可能使零件松动而报废。具体来说，粗车时夹紧力可大些，精车时应控制夹紧力的大小以免零件变形。另外可增加辅助支承和工艺筋条来增大零件的装夹接触面，减少单位面积上的夹紧力，以减少零件变形。

2.切削用量

合理选用切削用量三要素可以减少切削力，从而减少变形。一般来说，背吃刀量增加，切削力就成正比增加，而进给量增加，切削力只增加70%左右。如果背吃刀量和进给量同时增大，那么切削力和变形均会增大，对车削薄壁零件极为不利；如果减少背吃刀量，增大进给量，切削力虽然有所下降，但工件表面残留面积增大，表面粗糙度值大，使强度不好的薄壁零件的内应力增加，同样也会导致零件的变形。所以在粗加工时，背吃刀量和进给量可以取大些；精加工时，背吃刀量一般在0.2～0.5mm，进给量一般在0.1～0.2mm/r，甚至更小。切削速度对切削力的影响不大，但要根据工件材料、工件直径、刀具材料及角度，控制在一定范围内，一般取vc=6～120m/min。精车时尽量用高的切削速度，但要采取一定的措施，防止工件的共振，降低工件表面的粗糙度值。切削速度同时也是影响刀具耐用度的主要因素。如果切削速度高，刀具容易磨损，刀具锋利程度的减弱，也同样会引起切削力的增加，引起零件的变形。

3.刀具的几何角度

刀具前角的大小决定着切削变形与刀刃的锋利程度。前角大，切削变形和摩擦力减小，切削力减小。但前角太大，会使刀具的楔角减小，刀具强度减弱，刀具散热情况差，磨损加快。一般车削钢件材料的薄壁零件时，用高速钢刀具，前角取5°～30°；车削铸铁时，前角取0°～10°；用硬质合金刀具，前角取5°～20°。精车时取较大前角，粗车时取较小前角。工件材料强度好、硬度高取较小前角，反之取较大前角。

刀具后角的大小决定着刀具后面与工件表面的摩擦情况。后角大，摩擦力小，切削力也相应减小，但后角过大也会使刀具强度减弱。在车削薄壁零件时，用高速钢车刀，刀具后角取6°～12°；加工铸铁类薄壁件，后角取6°～8°；用硬质合金刀具时，后角取4°～12°。精车时可取较大的后角，粗车时取较小的后角。

刀具主偏角的大小决定着轴向切削力和径向切削力的分配情况。主偏角一般在30°～90°的范围内。车削薄壁零件的内外圆时，取大的主偏角为好。

车薄壁零件时，副偏角一般取8°～15°。粗车时取较大的副偏角，精车时取较小的副偏角。

4.切削液

切削热会引起薄壁零件的变形，对加工质量十分不利。在车削薄壁零件过程中应充分供给切削液，使切削液带走加工中产生的热量，避免工件产生较大变形，从而保证加工尺寸和几何精度在加工要求范围内。

四、薄壁零件的车削实例

［例］使用立式车床加工如图4-18所示大型薄壁铜套，零件材料为ZHMn58-2-2。

图4-18　大型薄壁铜套

该铜套属大型薄壁零件，刚性极差，加工时极易变形，因此加工过程应采取措施，尽量防止因装夹及切削力而引起的变形，并利用冒口作为工艺夹头。

1.粗车（图4-19）

（1）按图纸要求检查毛坯尺寸，应注意冒口情况。

（2）用四爪单动卡盘夹住毛坯的冒口端，夹紧前应采用划针找正。

（3）用垂直刀架装YG8、45°偏刀，将表面 车平。

图4-19　车削表面

（4）车 面（含冒口）至φ1196mm，长度方向车至尺寸830mm。

（5）车 面内侧端面，保证厚度尺寸35mm，并用YG8切槽刀在 面上车出宽为20mm，直径为φ1186mm的槽。

（6）采用YG6右偏刀车表面 至φ1186mm。

（7）采用YG8盲孔镗刀车 面至φ1096mm，深850mm。

（8）工件调头，以 面置于卡爪上，找正，夹紧，夹紧力不宜大，见图4-20。

图4-20　调头车削表面Ⅴ、○Ⅵ

（9）采用YG8、45°偏刀车端面 至零件总高850mm，保证表面 厚度20mm。

（10）车面至φ1200mm。

2.时效处理

粗加工后为消除切削应力，应作时效处理。处理时应将工件垫平，垂直放好，时间6～8小时。

3.精　车

（1）以表面 及其端面为定位基准，用四爪单动卡盘进行找正，夹紧（图4-21）。

图4-21　精车大型薄壁铜套

（2）在垂直刀架上安装YG8右偏刀，车端面 ，表面粗糙度Ra6.3μm，保证高度尺寸847mm。

（3）用YG6左偏刀车表面 至图纸要求尺寸φ1190mm。

（4）用刀具YG8右偏刀车表面 的内侧端面，保证法兰厚度30.5mm。然后，将工件卸下。

（5）在立车工件台上装上四块事先准备好的垫铁，并固定之，然后将垫铁按零件上已加工好的φ1190mm尺寸配车，使止扣约大0.3mm，并将垫铁平面光一刀，至表面粗糙度Ra6.3μm。

（6）工件调头，以端面置于等高垫铁上，找正，用螺钉压板压住法兰端面，见图4-22。

（7）在垂直刀架上安装YG6右偏刀，将工艺夹头车去，保 证零件总高尺寸825mm。

图4-22　调头精车大型薄壁铜套

（8）用垂直刀架粗、精车内孔 至图要求的尺寸及表面粗糙度。精车时用YG6，刀尖r =2mm的60°尖刀，刃口需经研磨，刃口表面粗糙度Ra0.8μm，以较低的切削用量加工。

（9）在工件孔内装上长螺钉，在端面上用压板压住，四爪轻轻夹住法兰外圆，卸去外端面外的螺钉压板，见图4-23。

图4-23　用长螺钉夹住铜套进行精车

（10）粗、精车面至图上要求的尺寸 mm，表面粗糙度Ra3.2μm，精车时用YG6，刀尖r = 2mm，刃口经研磨，至表面粗糙度Ra0.8μm，用较低切削用量加工。

（11）车法兰内端面○ⅷ至要求，高度尺寸795mm。

第三节　偏心件的车削

在机械传动中，由回转运动变为直线往复运动，往往是由偏心机构或曲轴来实现的。偏心轴和一般外圆、内孔有共同点，即在进行局部表面车削时，和普通车外圆和内孔并无区别。但偏心件的外圆、内孔不同轴，即它们的轴心线平行而不相重合，称之为“偏心”，两条轴心线之间的距离为“偏心距”，它标志着偏心的大小。偏心件的这个特点给车削的安装找正带来一定困难，也是加工这类零件的关键所在。因此，加工偏心件的主要矛盾是如何解决好装夹问题。

一、偏心工件的装夹

1.四爪卡盘装夹偏心工件（图4-24）

用四爪卡盘装夹车削偏心工件，一般适用于加工要求不高、偏心距大小不同、形状短而复杂且数量较少或单个的偏心工件。其操作步骤如下。

1）划线。加工前先在工件外圆上划出用来校正轴线平直度的十字线，另要在端面上划出用来校正偏心圆位置的偏心圆线。

2）装夹。把划好线的工件装夹在四爪卡盘上，仔细调整偏心圆圆心处与主轴回转中心线同轴。在装夹时，最好先调节卡盘的两爪到对称位置，另两爪偏移偏心距e的距离。

3）校正。将划线针盘放在大拖板上，针尖对准偏心圆的圆周线，缓慢旋转工件，根据划针与偏圆划线的偏移位置，调整卡爪位置，使划针在工件旋转一周过程中始终与划线重合，从而使偏心圆圆心与主轴的旋转中心一致。

4）车削。工件校正后，检查卡盘四爪是否拧紧，同时注意车刀必须从工件凸出部分开始进刀，逐步分层切削。以免打坏车刀或损坏工件。

2.三爪卡盘夹持偏心工件（图4-25）

用三爪卡盘夹持偏心工件主要适用于长度较短、数量较多的偏心工件。其操作步骤为：

图4-25　三爪卡盘装夹偏心工件

1）先把工件车成所需的直径和长度，并把两个端面车平。

2）在三爪卡盘上任取一个或两个卡爪垫上预先计算好的垫片，即可进行试车削。

3.在两顶尖间装夹（图4-26）

当车削较长的偏心工件时，一般可采用在两顶尖间装夹。其操作步骤为：

1）加工前，根据偏心距的要求，先在工件两端面上分别钻出两对中心孔。其中一对与直径D同轴，另一对与偏心轴颈同轴。

图4-26　在两顶尖间装夹偏心工件

2）顶住与直径D同轴的中心孔，加工外圆D，然后顶住偏心中心孔，车一端偏心轴颈，再调头车另一端偏心轴颈。

若偏心距过小，有可能无法在同一端面钻出完整的两个中心孔，在这种情况下可增加毛坯长度，加工完直径D部分后，切去中心孔部分，再在端面钻偏心孔，加工偏心轴颈部分。

4.四爪与三爪卡盘套用装夹偏心工件（图4-27）

当偏心工件加工批量较大时，为减少找正偏心时间可在双重卡盘上车削偏心工件。因两卡盘重叠使用，刚性较低，故切削用量只能选用较低值。其操作步骤为：

图4-27　四爪与三爪卡盘套用装夹偏心工件

1）将三爪卡盘装入四爪卡盘，并将一根表面光洁的光轴装夹在三爪卡盘上，然后用百分表测头与光轴表面接触，并旋转四爪卡盘，观察百分表指针的摆动。通过调整四爪卡盘的卡爪，使指针停止摆动，从而使三爪卡盘回转中心与主轴同轴；

2）将百分表夹在刀架上或用磁性表座吸在拖板平面上，使百分表的测头同光轴表面接触，然后调整四爪卡盘，使三爪卡盘和光轴一起向上偏移，根据百分表上的读数，使移动量与偏心距e相等；

3）在三爪卡盘上卸下光轴，装夹要车削的工件，即可进行车削，校正好第一只工件后，即车削其余工件而不必再调整偏心。

图4-28　用花盘装夹偏心工件

1—压板　2—工件　3—定位块

5.用花盘装夹偏心工件

用花盘装夹适用于加工小批量精度较高的偏心内孔。如图4-28所示，将已车削好工件外圆及两端面的工件放在两块成90°位置分布的定位块上，然后用三块均布的压板装夹在花盘上。待利用预先以偏心圆心所划的圆周线对工件进行校正后，进一步加力夹紧，就可车削。

6.用专用夹具装夹偏心工件（图4-29）

图4-29　用专用夹具装夹偏心工件

1—软卡爪　2—偏心套

主要适用于精度较高，批量较大的偏心工件，能缩短校正时间，提高生产效率，又能保证加工质量。专用夹具有许多种类：专用偏心套，专用偏心轴，V形槽铁，调节偏心距的偏心夹具等。图4-29为专用偏心套装夹偏心件。其操作步骤为：

1）偏心套外圆做成台阶形，外圆用三爪卡盘的软爪夹住，台阶面可靠在三只卡爪的平面上，偏心套中预先加工出偏心孔，其偏心距等于工件的偏心距；

2）在偏心套的较薄处铣开一条通狭槽，工件装夹的偏心套孔中，用三爪卡盘的软爪夹紧偏心套外圆，依靠弹性变形来夹紧工件，即可车削。

二、偏心轴车削实例

［例］加工如图4-30所示的45钢偏心轴。

图4-30　偏心轴零件图

（1）按图纸要求检查毛坯余量，并查看两端是否打好中心孔。

（2）用三爪自定心卡盘卡毛坯一端外圆，另一端顶住中间中心孔，找正，夹紧。

用YT5、45°偏刀粗、精车φ110mm外圆至要求。

（3）工件调头，三爪卡φ110mm外圆，另一端顶住中间中心孔，找正。用YT5、45°偏刀粗、精车毛坯卡头部分至φ110mm。

（4）重新安装，卸下三爪卡盘，装上拨盘，两端用顶尖顶住偏心中心孔，在靠拨盘端装上鸡心夹头，用拨盘带动工件旋转。用手转动拨盘，在偏重的对称方向加上配重，以保持平衡。

1）用YT5右偏刀粗车φ70mm偏心轴颈，直径上留余量1mm。长度至φ110mm端面，留余量0.5mm。注意：进刀应从零件最大外径开始，逐步进刀，否则会打刀。

2）用YT15右偏刀精车φ70mm偏心轴颈至要求，长度至φ110mm端面，留余量0.5mm。

3）车φ110mm端面至要求。

4）倒角。

（5）工件调头，两端顶住，在靠近拨盘端装上鸡心夹头，找正。

1）用YT5右偏刀粗车另一端φ70mm偏心轴颈，直径上留余量1mm，长度至φ110mm端面，留余量0.5mm。注意进刀应从零件最大外圆外开始逐步进刀。

2）用YT15右偏刀精车φ70mm偏心轴颈至要求，切削长度至φ110mm端面。

3）倒角。

4）卸活交检。

第四节　不规则零件的车削

不规则零件一般应装夹在花盘、角铁或专用夹具上加工。有关花盘、角铁装夹工件时的调整与校正工作参见本书中的有关内容。

一、车削不规则零件时应注意的问题

在花盘、角铁上加工工件时，由于工件形状不规则，并有螺钉、角铁等露在外面，容易发生事故，因此操作者应特别注意以下几点。

（1）在花盘、角铁上安装工件和平衡铁时，必须夹紧装牢，以免工件在旋转时飞出伤人。

（2）在工件和平衡铁装好之后，不要急于开车，先用手转动花盘，如果旋转无碰撞且平衡，才可进行车削。

（3）在花盘、角铁上加工工件时，切削用量不能选得很高，尤其是转速不宜太高。转速太高，因离心力的影响，工件等很容易松动而发生事故。

（4）操作者及其他人员都不能站在花盘的旋转平面内，更不要靠近正在旋转的花盘、角铁，以免发生严重的事故。

（5）校正工件时，选择不加工表面作为粗基准；安装基准应选择牢固可靠的表面。

二、加工实例

［例］加工如图4-31所示的泵体，材料为HT15—33灰铸铁。

图4-31　泵体零件图

加工程序如下：

1.车泵体两端面

（1）按图要求检查毛坯尺寸是否符合要求。泵体的底面要作为在花盘上装夹的定位基准，应在事先进行加工，并在车削前对加工情况进行检查。

（2）将泵体装夹在四爪单动卡盘上，并进行找正，使零件对中，见图4-32。

图4-32　用四爪单动卡盘装夹车两端面

（3）采用YT5、45°车刀车平泵体端面至图纸要求。

（4）调头装夹，车平另一端面至要求。

2.划　线

将工件卸下，在划线平台上划出泵体的两偏心孔十字中心线及圆周线。

3.镗偏心孔

（1）将花盘装至主轴上，以泵体一端面及底面为定位基准装到花盘上，并用三块压板轻轻压住，按底平面及已划好的高度为65mm的中心线和偏心孔圆周线找正，压紧（见图4-33）。在车削前应用手转动花盘，检查平衡情况，并根据偏重的情况，调整平衡块的位置，使花盘平衡为止。

（2）用YT15车刀，粗、精镗距底平面65mm的上偏心孔至要求。

图4-33　在花盘上镗上偏心孔

1—螺钉压板　2—配重块　3—工件　4—定位块

（3）松开压板，在定位块上装上厚度与两偏心孔偏心距（28.76±0.03mm）相等的精垫块，并固定。按已划好的下偏心孔圆周线找正，用压板压紧（图4-34）。

1—压板螺钉　2—配重块　3—工件　4—精垫块　5—定位块

（4）粗、精镗下偏心孔至要求。

本章小结

车削加工中经常会遇到一些具有特殊结构的零件。这些零件基本可分为两大类，一类是本身结构较为单薄，即零件本身刚性较差，在加工中容易变形，如本章所介绍的细长轴和薄壁套。另一类通常称之为不规则零件，这类零件的加工表面与安装表面不具有同一回转轴线，无法采用自定心卡盘进行方便的装夹，给工件的装夹增加了难度。

本章中所介绍的一些具有特殊结构的零件均是在车削加工中具有一定加工难度，并要求加工人员具有相当操作技能的零件。车削加工中引起加工变形的因素很多，细长轴和薄壁件加工中主要产生的是受力变形，这也正是这两个零件加工中的难点所在。因此，要求加工者采用正确的工件装夹方法、合理的刀具几何角度及切削用量，来尽量减小工件在加工中的变形。只要将上述几项因素处理恰当，就能克服加工困难，车削出符合质量要求的零件。

偏心件及其他不规则零件加工中的主要矛盾是工件的正确装夹，希望读者通过阅读这部分内容，能初步掌握对一些不规则零件的正确装夹方法，以便较为顺利地克服加工难点。