一种偏心轴车削夹具装置及加工方法与流程

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种偏心轴车削夹具装置及加工方法。

背景技术：

rv减速器产品是当今世界上同等体积下，刚度和精度协同达到最高的产品，同时rv减速器还具备极强的抗冲击能力、较小的噪音和较高的疲劳寿命。rv传动把少齿差摆线针轮减速传动和类行星传动合二为一，形成了一种具有两级减速的新型传动，所以rv减速器的原理结构就决定了其天生要求极高的零部件精度。而偏心轴作为rv减速器中应用众多的高精度零部件，其加工精度直接决定着减速器功能发挥。rv减速器中的偏心轴偏心距公差要求0.003，角度公差5"，直径公差0.003，表面粗糙度ra0.4，加工要求高。

现有技术中，对rv减速器中偏心轴的加工方法多采用坐标磨床，其机床设有精密坐标机构，砂轮架和工作台各移动部分装有数据装置，可针对不同轴径长度的偏心轴的车削加工，但是装置成本高，装置结构复杂，维护困难，操作复杂。

因此，研究开发一种结构简单、操作方便快捷且成本较低的偏心轴车削夹具装置及加工方法是必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种偏心轴车削夹具装置及加工方法，实现了车床加工类似偏心轴的目的，以解决现有技术中利用坐标磨床加工偏心轴时的夹持装置结构操作复杂、成本较高的问题，保证了偏心轴的加工精度在0.003以内。

为解决上述技术问题，本发明提供一种偏心轴车削夹具装置，包括：底座、夹具体、定位销、螺钉、弹簧夹头、限位销及螺母套；

其中，所述底座呈圆环状，且所述底座的内孔相对于外圆偏心设置，所述底座通过所述定位销和所述螺钉与所述夹具体固定连接；

所述夹具体中部开设有一通孔，所述弹簧夹头插装在所述通孔中，弹簧夹头一端侧壁上沿轴向开设有多条涨紧槽，另一端向外延伸并沿轴向开设有一凹槽，所述限位销沿径向安装于所述夹具体上，且所述限位销可插入所述凹槽中；

弹簧夹头延伸出的部分与所述螺母套螺纹连接；

所述偏心轴安装在所述弹簧夹头内。

进一步地，在所述偏心轴车削夹具装置中，所述通孔为台阶孔，靠近所述底座的部分为台阶孔的小孔；

所述台阶孔的大孔为锥孔，台阶孔的小孔为直孔；

所述弹簧夹头与大孔配合的部分为锥形结构，所述弹簧夹头与小孔配合的部分为圆柱形结构。

进一步地，在所述偏心轴车削夹具装置中，所述夹具体包括一垂直于所述底座的凸起部，所述凸起部外壁具有两相互平行的平面。

进一步地，在所述偏心轴车削夹具装置中，所述底座和所述夹具体上对应设有多个定位销孔，所述定位销孔呈第一圆形均匀分布，且所述第一圆形与所述底座的外圆同心，所述定位销孔的数量为四个、六个或八个。

进一步地，在所述偏心轴车削夹具装置中，所述底座和所述夹具体上对应还设有六个螺纹孔，所述螺纹孔呈第二圆形均匀分布，所述第二圆形与所述底座的外圆同心，且所述第二圆形与所述第一圆形半径不同。

本发明还提供一种偏心轴的车削加工方法，采用如上所述的夹具装置，执行以下步骤实现对偏心轴的加工：

s1：装配；

s1.1：将底座安装在所述车床的四爪卡盘上；

s1.2：将偏心轴毛坯装入所述弹簧夹头中；

s1.3：将所述弹簧夹头装入所述夹具体的通孔中；

s1.4：使用螺母套将所述弹簧夹头固定在所述夹具体内；

s1.5：将安装好弹簧夹头、偏心轴毛坯的夹具体装入底座中，通过定位销定位、螺钉紧固；

s2：加工；

s2.1：将所述底座上的定位销孔依次标记为1号至n号；将所述夹具体上的定位销孔对应依次标记为1’号至n’号，其中n＝n’∈{4，6，8}；

s2.2：车床旋转，利用车刀对偏心轴毛坯进行第一级偏心的加工；

s2.3：松开螺钉，拔出定位销，将夹具体旋转角度α，以使夹具体上的定位销孔2’号与底座上的定位销孔1号对准，其中α∈{90°，60°，45°}；

s2.4：再次，执行步骤s1.4-1.5及步骤s2.1，对偏心轴毛坯进行第二级偏心的加工；

s2.5：重复执行步骤2.3-2.4，使夹具体上的定位销孔i’号与底座上的定位销孔(41)1号对准，其中i’∈[1，n]，以实现对偏心轴毛坯的多级偏心加工。

进一步地，在所述偏心轴车削加工方法中，步骤s1.3与步骤1.4之间还包括：调整所述弹簧夹头，使限位销插入所述弹簧夹头上的凹槽中。

在本发明提供的一种偏心轴车削夹具装置及加工方法中，所述弹簧夹头通过涨紧槽抱紧偏心轴，所述限位销与所述凹槽配合限制所述偏心轴转动的自由度，以保证所述偏心轴在车削加工的过程中稳定高效的旋转，提高产品良率；所述螺母套将装入所述夹具体通孔中的所述弹簧夹头固定；将安装好弹簧夹头、偏心轴毛坯的夹具体，通过定位销和螺钉安装于底座上，形成组合夹具体；所述定位销准确实现所述底座与所述夹具体之间的相对位置不变，且所述螺钉保证在高速旋转的车削加工工艺中所述组合夹具体的连接强度，从而使偏心轴在车削加工工艺中夹持简便高效，装置结构简单且成本较低。进一步地，第一级偏心加工完成后，安装好弹簧夹头、偏心轴毛坯的夹具体，无需更换夹具体，方便快捷实现多级偏心加工。更进一步，待加工的偏心轴若轴径变化，更换弹簧夹头的尺寸即可，不需更换整套夹具装置，方便快捷。同时，更改底座上的偏心距，可实现多种偏心轴零件的加工。

附图说明

图1为本实施例偏心轴的结构右视图；

图2为本实施例偏心轴的结构主视图；

图3为本实施例偏心轴车削夹具装置的结构剖视图；

图4为本实施例底座的结构右视图；

图5为本实施例底座的结构剖视图；

图6为本实施例夹具体的结构右视图；

图7为本实施例夹具体的结构剖视图；

图8为本实施例弹簧夹头的结构剖视图；

图9为本实施例偏心轴车削加工方法流程图；

其中，

1-偏心轴；2-底座；3-夹具体；31-通孔；32-凸起部；4-定位销；41-定位销孔；5-螺钉；51-螺纹孔；6-弹簧夹头；61-凹槽；62-涨紧槽；7-限位销；8-螺母套。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种偏心轴车削夹具装置及加工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分；再次，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

请参阅图1-3，本实施例提供一种偏心轴车削夹具装置，用于偏心轴1的车削加工工艺中夹持，本实施列举的所述偏心轴1的材质为20crmnti，表面渗碳1.1mm-1.5mm，处理后的硬度为hrc59-63，采用立方碳化硼(cbn)刀具车削。包括：底座2、夹具体3、定位销4、螺钉5、弹簧夹头6、限位销7及螺母套8；

其中，所述底座2呈圆环状，且所述底座2的内孔相对于外圆偏心设置，偏心距公差带要求0.003，所述底座2通过所述定位销4和所述螺钉5与所述夹具体3固定连接；所述夹具体3中部开设有一通孔31，所述弹簧夹头6插装在所述通孔31中，弹簧夹头6一端侧壁上沿轴向开设有多条涨紧槽62，另一端向外延伸并沿轴向开设有一凹槽61，所述限位销7沿径向安装于所述夹具体3上，且所述限位销7可插入所述凹槽61中；弹簧夹头6延伸出的部分与所述螺母套8螺纹连接；所述偏心轴1安装在所述弹簧夹头6内。

由此，所述弹簧夹头6通过涨紧槽62能够抱紧偏心轴1，通过其上的凹槽61与限位销7的配合限制所述偏心轴1转动的自由度，以保证所述偏心轴1在车削加工的过程中稳定高效的旋转，提高产品良率；所述螺母套8将装入所述夹具体3通孔中的所述弹簧夹头6固定，将安装好弹簧夹头6、偏心轴1毛坯的夹具体，通过定位销4定位、螺钉5紧固于底座2上，形成组合夹具体；所述定位销4准确实现所述底座2与所述夹具体3之间的相对位置不变，且所述螺钉5保证在高速旋转的车削加工工艺中所述组合夹具体的连接强度，从而使偏心轴1在车削加工工艺中夹持简便高效，装置结构简单且成本较低。进一步地，第一级偏心加工完成后，调整安装好弹簧夹头6、偏心轴1毛坯的夹具体3，无需更换夹具体3，方便快捷实现多级偏心加工。更进一步，待加工的偏心轴1若轴径变化，更换所述弹簧夹头6的尺寸即可，不需更换整套夹具装置，方便快捷。

优选的，所述通孔31为台阶孔，靠近所述底座2的部分为台阶孔的小孔；所述台阶孔的大孔为锥孔，台阶孔的小孔为直孔；所述弹簧夹头6与大孔配合的部分为锥形结构，所述弹簧夹头与小孔配合的部分为圆柱形结构。由此，所述偏心轴1毛坯在装入所述弹簧夹头6和所述通孔31后，锥形能够使其抱紧效果更好，加工时高速旋转中也更加稳定。同时，能够防止所述弹簧夹头6由于涨紧发生的形变影响其在所述夹具体3中的安装。

请参考图4-5，优选的，所述底座2呈圆环状，且所述底座2的内孔相对于外圆偏心设置，偏心距公差带约为0.002mm，由于所述偏心轴1的偏心距公差带一般为0.003mm，故所述偏心轴1的一端能够装入所述底座2中，并在车削旋转中保证所述偏心轴1的偏心距在所要求的范围内，精度较高。较佳的，所述底座2的侧壁具有凹槽，使得在车削加工工艺中，车床四爪装夹能够夹紧所述底座2并带动其稳定高速旋转。

优选的，所述底座2和所述夹具体3上对应设有多个定位销孔41，所述定位销孔41呈第一圆形均匀分布，且所述第一圆形与所述底座2的外圆同心，所述定位销孔41的数量为四个、六个或八个，本实施例选取所述定位销孔41的数量为六个，且每个所述定位销孔41的直径为8mm。所述底座2和所述夹具体3上对应还设有多个螺纹孔51，所述螺纹孔51呈第二圆形均匀分布，所述第二圆形与所述底座2的外圆同心，且所述第二圆形与所述第一圆形半径不同，本实施例中，所述第一圆形的半径小于所述第二圆形的半径，所述螺纹孔51的数量为六个，且每个所述螺纹孔51的型号为m6。

由此，所述定位销穿过所述底座2与所述夹具体3上对应的定位孔41，从而保证所述底座与所述夹具体相对位置固定不变。同时，六个所述定位销均匀分布(角度公差±3")在所述圆环底座上，将圆环底座分为六个扇形，每个扇形角为60°，能够将车削加工后的所述组合夹具体旋转60°的倍数，具体为360°、180°、120°或60°，再将所述组合夹具体进行车削工艺，简单快捷实现偏心轴1的多级偏心车削夹持的方式。

请参考图6-7，所述夹具体3包括一垂直于所述底座2的凸起部32，所述凸起部外壁具有两相互平行的平面。由此，所述螺母套8在旋紧所述弹簧夹头6的时候能够有一着力点，利用操作工具固定所述夹具体3的同时将所述螺母套8旋紧，所述螺母套8上内螺纹与所述弹簧夹头6上外螺纹相匹配，保证组合夹具体的牢靠度，使其在车削加工的飞速旋转中稳定。

请参考图8，优选的，所述弹簧夹头6靠近机床主轴的一端侧壁上开设有一个凹槽61，且所述凹槽61的宽度与所述限位销7的直径相等，所述弹簧夹头6远离机床主轴的一端侧壁上开设有三个涨紧槽62。由此，所述限位销7在旋转过程中防止弹簧夹头6在所述夹具体3的通孔31中转动，限制其转动方向自由度，四个所述涨紧槽62能够抱紧所述偏心轴1，并由于其弹性材质能够适应范围较小的偏心轴轴径变化。

请参考图9，本实施例还提供一种偏心轴的车削加工方法，用于偏心轴1车削加工工艺，采用上述的夹具装置，执行以下步骤实现对偏心轴1的加工：

步骤s1：装配，具体执行：

s1.1：将底座2安装在所述车床的四爪卡盘上；

s1.2：将偏心轴1毛坯装入所述弹簧夹头6中；

s1.3：将所述弹簧夹头6装入所述夹具体3的通孔31中；

s1.4：使用螺母套8将所述弹簧夹头6固定在所述夹具体3内；

s1.5：将安装好弹簧夹头6、偏心轴1毛坯的夹具体3装入底座2中，通过定位销4定位、螺钉5紧固；

步骤s2：加工，本实施例选取定位销孔41的数量为六个，具体执行：

s2.1：将所述底座2上的定位销孔41依次标记为1号至6号；将所述夹具体3上的定位销孔41对应依次标记为1’号至6’号，默认在步骤s1中将1号与1’号、6号与6’号对准；

s2.2：车床旋转，利用车刀对偏心轴1毛坯进行第一级偏心的加工；

s2.3：松开螺钉5，拔出定位销4，将夹具体3旋转角度60°，以使夹具体3上的定位销孔2’号与底座2上的定位销孔1号对准；

s2.4：再次，执行步骤s1.4-1.5及步骤s2.1，对偏心轴1毛坯进行第二级偏心的加工；

s2.5：重复执行步骤2.3-2.4，可分别使夹具体3上的定位销孔3’号、4’号、5’号、6’号与底座2上的定位销孔1号对准，以实现对偏心轴1毛坯的多级偏心加工。

优选的，步骤s1.2与步骤1.3之间还包括：旋转调整所述弹簧夹头6，使限位销7插入所述弹簧夹头6上的凹槽中61。

由上述步骤依次装配并加工偏心轴1，所述弹簧夹头6通过涨紧槽62能够抱紧偏心轴1，通过其上的凹槽61与限位销7的配合限制所述偏心轴1转动的自由度，以保证所述偏心轴1在车削加工的过程中稳定高效的旋转，提高产品良率；所述螺母套8将装入所述夹具体3通孔中的所述弹簧夹头6固定，将安装好弹簧夹头6、偏心轴1毛坯的夹具体，通过定位销4和螺钉5安装于底座2上，形成组合夹具体；所述定位销4准确实现所述底座2与所述夹具体3之间的相对位置不变，且所述螺钉5保证在高速旋转的车削加工工艺中所述组合夹具体的连接强度，从而使偏心轴1在车削加工工艺中夹持简便高效，装置结构简单且成本较低。进一步地，第一级偏心加工完成后，调整安装好弹簧夹头6、偏心轴1毛坯的夹具体3，无需更换夹具体3，方便快捷实现多级偏心加工。

更进一步，可根据偏心轴1直径调整所述弹簧夹头6远离机床主轴的一端的直径，将偏心轴1装入所述弹簧夹头6中。由此，当待加工的偏心轴1若轴径变化时，更换所述弹簧夹头6的尺寸即可，不需更换整套夹具装置，方便快捷。同时，更改底座2上的偏心距，可实现多种偏心轴零件的加工。

综上所述，在本发明提供的一种偏心轴车削夹具装置及加工方法中，具有如下优点：

所述偏心轴车削夹具装置紧固所述偏心轴，具体由弹簧夹头抱紧偏心轴，所述定位销准确实现所述底座与所述夹具体之间的相对位置不变，且所述螺钉保证在高速旋转的车削加工工艺中所述组合夹具体的连接强度，从而使偏心轴在车削加工工艺中夹持简便高效，装置结构简单且成本较低，保证了偏心轴加工精度在0.003以内以及多级偏心轴角度公差在5"以内，解决了此类零件加工工艺中难以夹持的问题。

进一步地，通过所述弹簧夹头的凹槽与限位销的配合限制所述偏心轴转动的自由度，以保证所述偏心轴在车削加工的过程中稳定高效的旋转，提高产品良率。

更进一步，通过将夹具体旋转α后再加工实现对偏心轴毛坯的多级偏心加工，同时，当待加工的偏心轴若轴径变化时，只需更换弹簧夹头的尺寸即可，不需更换整套夹具装置，方便快捷，节约成本。

最后所应说明的是，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。