一种偏心零件的车削加工装置及车削加工方法与流程

1.本技术涉及机械加工领域，尤其涉及一种偏心零件的车削加工装置及车削加工方法。


背景技术：

2.偏心件是在机械加工过程中非常常见的一类工件，所谓偏心零件是指外圆和外圆或外圆和内孔的轴线平行而不重合，两轴线有一定距离，这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。偏心类零件采用车削加工，找正装夹困难，加工难度大。
3.上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种偏心零件的车削加工装置及车削加工方法，旨在解决偏心类零件找正装夹困难，加工难度大的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术提供一种偏心零件的车削加工装置，包括夹具体、端面盖板和连接组件；
6.所述夹具体包括用于车床主轴卡盘夹持的卡盘夹持面、用于所述夹具体定位的定位面和夹持偏心零件的夹具偏心孔；
7.所述夹具偏心孔的偏心距与所述偏心零件的零件偏心孔的偏心距相等；
8.所述端面盖板通过所述连接组件与所述夹具体的端面配合连接，所述端面盖板的回转中心与所述夹具体的回转中心同轴，所述端面盖板的回转中心上设置有与所述零件偏心孔配合的定位凸台。
9.可选地，所述端面盖板包括第一面和第二面，所述定位凸台包括第一定位凸台和第二定位凸台，所述第一定位凸台设置在所述端面盖板的所述第一面，所述第二定位凸台设置在所述端面盖板的所述第二面，且所述第二面上还设置有与所述偏心零件端面配合的零件避让孔。
10.可选地，还包括开口弹性夹套，所述开口弹性夹套内侧与偏心零件夹紧配合，所述开口弹性夹套外侧与所述夹具偏心孔配合。
11.可选地，所述开口弹性夹套沿轴向有至少一个通槽。
12.可选地，所述开口弹性夹套沿轴向有至少一个破口槽，所述破口槽的包括槽侧壁和槽底，所述侧壁与槽底之间的夹角为锐角或钝角。
13.可选地，包括一个通槽和两个破口槽，所述通槽和两个所述破口槽在所述开口弹性夹套的圆周上等距间隔。
14.可选地，所述端面盖板为圆盘结构。
15.可选地，所述夹具体为凸缘台阶衬套结构，所述夹具体包括开口槽、第一外圆柱面、第二外圆柱面和台阶面，所述开口槽将所述夹具偏心孔与所述夹具体外部连通，所述第
一外圆柱面形成所述卡盘夹持面，所述台阶面形成所述定位面。
16.此外，为实现上述目的，本技术还提供一种偏心零件的车削加工方法，所述偏心零件的加工方法包括：
17.对原材料棒料热处理；
18.在车床上对热处理后的所述原材料棒料进行加工，获得初加工棒料；
19.采用车床对所述初加工棒料加工初偏心孔，获得包括具有所述初偏心孔的初加工偏心零件；
20.将偏心零件的车削加工装置安装在所述车床的主轴卡盘上，将所述初加工偏心零件定位在所述夹具偏心孔内，实现对所述初加工偏心零件的定位；
21.用车床上的刀具对定位后的所述初加工偏心零件加工端面凸台，获得具有所述端面凸台的二次加工偏心零件；
22.将所述二次加工偏心零件掉头，将掉头后所述二次加工偏心零件定位在所述夹具偏心孔内，实现对所述二次加工偏心零件的掉头定位；
23.用车床上的刀具对掉头定位后的所述二次加工偏心零件的所述初偏心孔精镗加工，加工获得偏心零件。
24.可选地，所述用车床上的刀具对定位后的所述初加工偏心零件加工端面凸台所用的刀具包括刀体、主切削刃、切削刃加强支撑筋和避让槽，所述刀体的一端设置所述避让槽，所述避让槽与所述端面凸台配合，所述避让槽包括槽底和环形槽壁，所述环形槽壁包括切削部、加强部和连接部，所述切削部向外延伸形式所述主切削刃，所述加强部向外延伸形式所述切削刃加强支撑筋。
25.本技术所能实现的有益效果：
26.本技术通过将夹具偏心孔的偏心距与偏心零件的零件偏心孔的偏心距设置相等，当把偏心零件安装到夹具偏心孔内时，此时将端面盖板配合安装在夹具体的端面上，同时将端面盖板上的定位凸台配合安装在偏心零件的零件偏心孔内，实现将偏心零件被加工的偏心特征置于夹具体的回转中心上，即实现将偏心零件被加工的零件偏心孔置于夹具体的回转中心上，此时只需转动夹具体，即可加工零件偏心孔，方便简单，通过使用本技术的偏心零件的车削加工装置，不需要再对偏心零件进行找正装夹，直接将偏心零件安装在夹具偏心孔内，然后通过将定位凸台配合在零件偏心孔内即可完成定位安装，降低了加工难度，提供了加工效率和加工精度。
27.本技术实施例提出的一种偏心零件的车削加工装置及车削加工方法，通过将夹具偏心孔的偏心距与偏心零件的零件偏心孔的偏心距设置相等，解决了偏心类零件找正装夹困难，加工难度大的技术问题，实现了偏心类零件找正装夹迅速简单，加工容易的技术效果。
附图说明
28.图1为本技术车削加工装置一实施例的爆炸图；
29.图2为本技术偏心零件的结构示意图；
30.图3为图2的左视图；
31.图4为本技术的夹具体的结构示意图；
32.图5为本技术的开口弹性夹套的结构示意图；
33.图6为本技术的端面盖板第二面的结构示意图；
34.图7为本技术的端面盖板第一面的结构示意图；
35.图8为本技术加工方法中对初加工偏心零件定位的结构示意图；
36.图9为本技术加工方法中对二次加工偏心零件定位的结构示意图；
37.图10为本技术加工方法中加工端面凸台时所用的刀具的结构示意图；
38.图11为本技术加工方法中加工端面凸台时所用的刀具工作时的结构示意图；
39.附图标记：1-夹具体，2-端面盖板，3-连接组件，4-卡盘夹持面，5-定位面，6-夹具偏心孔，7-偏心零件，8-零件偏心孔，9-开口槽，10-第一定位凸台，11-第二定位凸台，12-零件避让孔，13-开口弹性夹套，14-通槽，15-破口槽，16-第二外圆柱面，17-刀体，18-主切削刃，19-切削刃加强支撑筋，20-避让槽，21-端面凸台，22-第一圆柱，23-第二圆柱。
40.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
43.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
45.参照图1-7，本技术第一实施例提供一种偏心零件的车削加工装置，包括夹具体1、端面盖板2和连接组件3，所述夹具体1包括用于车床主轴卡盘夹持的卡盘夹持面4、用于所述夹具体1定位的定位面5和夹持偏心零件7的夹具偏心孔6，所述夹具偏心孔6的偏心距与偏心零件7的零件偏心孔8的偏心距相等，所述端面盖板2通过所述连接组件3与所述夹具体1的端面配合连接，所述端面盖板2的回转中心与所述夹具体1的回转中心同轴，所述端面盖板2的回转中心上设置有与所述零件偏心孔8配合的定位凸台。偏心零件7的结构可参考图2
和图3，立体图可参考图1，图3为图2的左视图，图2和图3所展示的偏心零件7具有三个偏心孔及与偏心孔对应的偏心凸台，即现有比较常见的三偏心壳体零件，本实施例以三偏心壳体零件来举例加工，当然偏心零件也可以为具有一个偏心孔的偏心零件、具有二个偏心孔的偏心零件等具有多个偏心孔的偏心零件；夹具体1的结构如图4所示，夹具体1具有夹持偏心零件7的夹具偏心孔6，且夹具偏心孔6的偏心距与偏心零件7的零件偏心孔8的偏心距相等，当把偏心零件7安装到夹具偏心孔6内时，此时将端面盖板2配合安装在夹具体1的端面上，同时将端面盖板2上的定位凸台配合安装在偏心零件7的零件偏心孔8内，实现将偏心零件7被加工的偏心特征置于夹具体1的回转中心上，即实现将偏心零件7被加工的零件偏心孔8置于夹具体1的回转中心上，具体来说，参考图1，此偏心零件7上设置有三个零件偏心孔8，当偏心零件7安装在夹具偏心孔6内时，定位凸台与一个零件偏心孔8配合，偏心零件7的外圆轴线与夹具偏心孔6的轴线重合，又因为夹具偏心孔6的偏心距与偏心零件7的零件偏心孔8的偏心距相等，即实现将零件偏心孔8的轴线位于夹具体1的回转中心上，又由于有定位凸台对零件偏心孔8的定位，此时一个零件偏心孔8固定与夹具体1的回转中心上，此时只需转动夹具体1，即可加工零件偏心孔8，方便简单，传统的车削偏心工件主要有4种装夹方法,分别是：利用三爪联动卡盘加垫片方法、四爪单动卡盘方法、前后两顶尖偏移方法以及利用偏心卡盘车装夹方法，但其可操作性差、偏心精度难以保证，批量加工效率低。通过使用本技术的偏心零件的车削加工装置，不需要在对偏心零件7进行找正装夹，直接将偏心零件7安装在夹具偏心孔6然后通过将定位凸台配合在零件偏心孔8内即可完成定位安装，降低了加工难度，提供了加工效率和加工精度。
46.作为一种可选地实施方式，所述端面盖板2包括第一面和第二面，所述定位凸台包括第一定位凸台10和第二定位凸台11，所述第一定位凸台10设置在所述端面盖板2的所述第一面，所述第二定位凸台11设置在所述端面盖板2的所述第二面，且所述第二面上还设置有与所述偏心零件7端面配合的零件避让孔12。端面盖板2包括第一面和第二面，如图6和图7所示，第一面可以为端面盖板2的正面或者反面，当第一面为端面盖板2的正面时，第二面为端面盖板2的反面，当第一面为端面盖板2的反面时，第二面为端面盖板2的正面，即第二面与第一面相对，在本实施例中，图7所展示的为第一面，图6所展示的为第二面，同样第一定位凸台10的如图7所示，第二定位凸台11如图6所示，第一定位凸台10和第二定位凸台11可根据零件避让孔12的不同设置为与零件避让孔12相对于的大小和直径，通过将端面盖板2的第一面和第二面均设置定位凸台，可以根据情况定位不同的偏心零件7的零件偏心孔8，如图6和图7所示，通过设置零件避让孔12可更好的固定偏心零件7，使得偏心零件7稳定的与端面盖板2配合固定。
47.还包括开口弹性夹套13，所述开口弹性夹套13内侧与偏心零件7夹紧配合，所述开口弹性夹套13外侧与所述夹具偏心孔6配合。开口弹性夹套13的作用是实现“变径”功能，目的是为了偏心零件7能在夹具偏心孔6内实现调头，当偏心零件7具有多段直径时，开口弹性夹套13均能将偏心零件7夹紧，以实现对“变径”的偏心零件7的夹紧固定。
48.如图5所示，开口弹性夹套13的作用是固定直径不同的偏心零件7，实现将偏心零件7配合稳定的安装在夹具偏心孔6内，具体结构为，所述开口弹性夹套13沿轴向有至少一个通槽14，通过通槽14的设置，实现开口弹性夹套13的“变径”功能，使得开口弹性夹套13能够收缩或扩张。
49.所述开口弹性夹套13沿轴向有至少一个破口槽15，所述破口槽15的包括槽侧壁和槽底，所述侧壁与槽底之间的夹角为锐角或钝角。通过设置破口槽15，进一步实现了开口弹性夹套13的“变径”功能，使得开口弹性夹套13能够收缩或扩张。侧壁与槽底之间的夹角为锐角或钝角，减少了侧壁与槽底之间的应力，使其开口弹性夹套13既具有较好的弹性功能，又能保持较好的夹套刚性。
50.通槽14的个数与破口槽15的个数根据具体的强度和刚度需求设置，在本实施例中，包括一个通槽14和两个破口槽15，所述通槽14和两个所述破口槽15在所述开口弹性夹套13的圆周上等距间隔。使其开口弹性夹套13既具有较好的弹性功能，又能保持较好的夹套刚性。
51.如图6和图7所示，端面盖板2的结构可以为矩形、圆形等形状，其作用是使偏心零件7实现轴向定位，在本实施例中，所述端面盖板2为圆盘结构。端面盖板2与夹具体1的配合，有利于安装在机床上，提高了整个装置的稳定性。
52.夹具体1的具体结构可以为矩形体，球体、椭圆体等等，在本实施例中，如图4所示，所述夹具体1为凸缘台阶衬套结构，所述夹具体1包括开口槽9、第一外圆柱面、第二外圆柱面16和台阶面，所述开口槽9将所述夹具偏心孔6与所述夹具体1外部连通，所述第一外圆柱面形成所述卡盘夹持面4，所述台阶面形成所述定位面5。将夹具体1设置为凸缘台阶衬套结构，便于安装在机床上，且有利于切削交工，降低了切削时的阻力；将夹具体1设置有开口槽9，如图4所示，有利于将开口弹性夹套13和偏心零件7更好的配合在夹具偏心孔6，使得能够配合不同的直径的偏心零件7，并且保证了配合更加稳定，更加牢固。
53.本技术还提供一种偏心零件的车削加工方法，所述偏心零件的加工方法包括：
54.对原材料棒料热处理；
55.在车床上对热处理后的所述原材料棒料进行加工，获得初加工棒料；
56.采用车床对所述初加工棒料加工初偏心孔，获得包括具有所述初偏心孔的初加工偏心零件；
57.将偏心零件的车削加工装置安装在所述车床的主轴卡盘上，将所述初加工偏心零件定位在所述夹具偏心孔内，实现对所述初加工偏心零件的定位；
58.用车床上的刀具对定位后的所述初加工偏心零件加工端面凸台，获得具有所述端面凸台的二次加工偏心零件；
59.将所述二次加工偏心零件掉头，将掉头后所述二次加工偏心零件定位在所述夹具偏心孔内，实现对所述二次加工偏心零件的掉头定位；
60.用车床上的刀具对掉头定位后的所述二次加工偏心零件的所述初偏心孔精镗加工，加工获得偏心零件。
61.多偏心零件7的零件偏心孔8的个数可以为1个、2个、3个等等若干个，为了更好的说明本加工方法，具体来说，本实施例以加工多偏心零件来举例，即加工的偏心零件7为多偏心零件，具体步骤为对原料热处理；
62.加工初偏心孔：在车床上加工所述原材料棒料，所述原材料棒料加工形成第一圆柱22和第二圆柱23，所述第一圆柱22的直径大于所述第二圆柱23的直径；并进一步采用车床钻削加工多个初偏心孔，获得包括多个所述初偏心孔的初加工偏心零件；
63.对初加工偏心零件定位：将偏心零件的车削加工装置安装在所述车床主轴卡盘
上，将所述初加工偏心零件安装在所述夹具偏心孔6内，将所述第一定位凸台10与一个所述初偏心孔配合连接，且第一定位凸台10靠近所述初加工偏心零件的所述第二圆柱23的一端，实现初加工偏心零件的定位；
64.对初加工偏心零件加工端面凸台21：用车床上的刀具对所述初加工偏心零件靠近所述第一圆柱22的一端面加工端面凸台21，且所加工的所述端面凸台21与所述第一定位凸台10所配合的初偏心孔对应；
65.获得二次加工偏心零件7：依照上述的对初加工偏心零件定位和对初加工偏心零件加工端面凸台21，依次对初加工偏心零件靠近所述第一圆柱22的一端面加工其余所述端面凸台21，加工获得具有端面凸台21的二次加工偏心零件7；
66.对二次加工偏心零件7定位：将所述二次加工偏心零件7掉头，使所述二次加工偏心零件7具有所述端面凸台21的一端与所述端面盖板2对应，且使所述第二定位凸台11与一个所述初偏心孔配合连接，实现对二次加工偏心零件7的定位；
67.对二次加工偏心零件7的初偏心孔精镗加工：用所述车床上的刀具对所述二次加工偏心零件7靠近所述第二圆柱23的一端的所述初偏心孔进行精镗加工，且所加工的所述初偏心孔与所述第二定位凸台11对应；
68.获得多偏心零件7：依照上述的对二次加工偏心零件7定位和对二次加工偏心零件7的初偏心孔精镗加工，依次加工其余所述初偏心孔，加工获得多偏心零件7。
69.本车削加工方法，是对多偏心零件7进行加工的方法，具体的，本实施例以三偏心壳体零件来举例加工，当然偏心零件7也可以为其他有多个偏心孔的偏心零件7；对初加工偏心零件定位可参考图8，对对二次加工偏心零件7定位可参考图9，本偏心零件7的车削加工方法的步骤依次为：对原料热处理；加工初偏心孔；对初加工偏心零件定位；对初加工偏心零件加工端面凸台21；获得二次加工偏心零件7；对二次加工偏心零件7定位；对二次加工偏心零件7的初偏心孔精镗加工；获得多偏心零件7。其中获得二次加工偏心零件7具体方法为：将三偏心壳体零件的其中一个初偏心孔定位在偏心零件的车削加工装置上，进行加工一个端面凸台21，然后将三偏心壳体零件的第二个初偏心孔定位在偏心零件的车削加工装置上，进行加工第二个端面凸台21，最后将三偏心壳体零件的第三个初偏心孔定位在偏心零件的车削加工装置上，进行加工第三个端面凸台21，从而获得二次加工偏心零件7。其中获得多偏心零件7的具体方法为：将二次加工偏心零件7掉头，使所述二次加工偏心零件7具有所述端面凸台21的一端与所述端面盖板2对应，第二定位凸台11与一个初偏心孔配合连接，然后对二次加工偏心零件7的一个初偏心孔精镗加工：然后将第二个初偏心孔定位，定位的位置与第一个初偏心孔一样，然后对二次加工偏心零件7的第二个初偏心孔精镗加工：最后将第三个初偏心孔定位，定位的位置与第一个初偏心孔和第二个初偏心孔一样，然后对二次加工偏心零件7的第三个初偏心孔精镗加工，从而获得多偏心零件7，完成加工。
70.使用常规通用的端面挖槽车刀进行端面挖槽加工时，受刀具刚性和材料的难加工特性的影响，切削用量无法提高，加工效率低。为此，本实施中，所述对初加工偏心零件加工端面凸台21所用的刀具包括刀体17、主切削刃18、切削刃加强支撑筋19和避让槽20，所述刀体17的一端设置所述避让槽20，所述避让槽20与所述端面凸台21配合，所述避让槽20包括槽底和环形槽壁，所述环形槽壁包括切削部、加强部和连接部，所述切削部向外延伸形式所述主切削刃18，所述加强部向外延伸形式所述切削刃加强支撑筋19。刀具的结构如图10和
11所示，加强支撑筋有效的提高了刀具主切削刃18的刚性，加工工况如图11所示，可增大刀具切削用量，从而提高加工效率。
71.为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。