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摘 要：数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。
关键词：数控车床；偏心轴；加工
本课题来源于偏心工件零件的生产制造，在传动机构中，一般常用偏心件来完成回转运动与往复运动相互转换的功能， 如偏心轴带动油泵，内燃机中的曲轴等，因此偏心件对机器的工作性能，可靠性和耐久性有很大的影响。
偏心类工件是轴线与轴线平行但不重合的工件，它在机械加工中比较常见，是轴类零件中比较难加工的，但加工方法也很多，如用三爪卡盘车削、四爪卡盘车削、特殊自制夹具车削等。
三爪车削法适用加工单件小批量、小偏心距、精度要求不高的工件，车削方法一般分如下几步：
1）先把偏心工件不是偏心的部分外圆车好。
2）根据外圆和偏心距计算垫片的厚度
3）将试车后的工件，缓慢转动，用百分表在工件上测量其径向跳动量，跳动量的一半就是偏心距，也可试车偏心，注意在试车偏心时，只要车削到能在工件上测出偏心距误差即可。
这种加工方法需要数学计算，垫块厚度X = 1 . 5e+ k ， 式中： X 为垫块厚度， e为工件偏心距， k为工件偏心距修正值。
四爪车削适用于加工少批量、偏心距较大、精度要求高的工件。这种方法虽只需要掌握简单数学计算和专业理论知识，但对加工者操作技能的要求较高，装夹工件繁琐，同时效率低下，它具有以下不足：
1）为保证偏心轴两轴线的平行度，应用百分表分别校正工件的水平和垂直的两个方向位置的侧母线，费时费力又不一定取得好效果。
2）根据实际偏心距数值要调整四爪之间的距离，使百分表最高点与最低点之间的读数差是图纸偏心距的二倍， 这样做人为因素直接影响工件的加工精度。
3）工件经找正后，应将四个卡爪再拧紧一遍，再次用百分表测量看是否准确，因为加紧力的不同，会影响找正精度，而三爪卡盘这方面因素存在很小。
4）工件卸下后再次安装时需要重新找正、重新测量偏心距，根本没有互换的可能性。
加工偏心类工件应注意的事项：
1）垫片的材料最好采用调质过的45#钢，这样的材料有一定的塑性和硬度，能很好的防止装夹时产生变形，垫片的圆弧半径应与工件圆弧半径相接近，防止夹伤加工件外表面。
2）当外圆精度要求较高时，为防止压坏外圆，使用软卡爪。
3）由于工件偏心，开车前车刀不能靠近工件，以防工件碰坏车刀，切削速度也不宜高。
4）车刀要有一定的刃倾角，背吃刀量大时转速要低，进给量要小。
偏心类零件传统加工手段虽然能完成加工任务，但其加工困难、效率低、互换性和精度难保证，因此根据工件的类型，技术要求等特点设计制造出一些专用工装夹具来实现，为此设计主要考虑如下内容：
1）确定偏心套的偏心距：偏心套与所加工工件的偏心距要一致，两者公差值范围不能相差太大。
2）偏心套与加工件的装配以滑动配合最佳，配合精度为H7/h7，表面粗糙度最好达到Ra1.6。
3）工件卡紧力适当，用活顶尖将加工工件紧顶， 防止工件旋转时接触面产生摩擦和窜动而影响其加工精度。
偏心夹具车削法具有以下优点：
1）对操作者操作技能的依赖性很低；
2）按要求安装即可进行加工，不需找正，降低了工人劳动强度；
3）零件加工精度互换性好；
4）提高了生产效率；
零件图：
本次设计的是本单位外协加工零件，一个套偏心，一个轴偏心，由于有一定的批量，所以选用三爪加工，就需要做两个特殊的夹具来完成。
毛坯种类的选择原则；为了尽量减少加工切除量，可选择与该零件外形尺寸相接近的型材，从上面零件图可知，件二和件三可以选择Ф40的圆钢做毛坯，两件长度分别为32 mm和89mm。
定位基准的选择：正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。在最初的工序中只能选择未加工过的毛坯面为定位基准，称为粗基准，用加工过的表面作定位基准称为精基准。在加工过程中，必须相应的以一个或几个面为依据来加工其他表面，以达到零件图上的要求，对于本工件来说，由于件二、件三是偏心的，所以要做两个特殊的夹具（如图），考虑到三爪卡盘经过长时间的加工会形成喇叭口，为了保证零件的加工精度和定位精度，选择软爪夹偏心套的方法来加工。
装夹方法的图示
同时，零件加工面为外圆，所以只在x，z二个方向上有加工精度要求，根据定位的基本原理可知，零件在机床上用三爪卡盘定位时应限制5个自由度，即沿x，y轴方向上的移动和绕x，y轴转动的4个自由度和沿z轴方向移动的一个自由度。装夹时，偏心套的外圆应与自制软爪内爪面贴合，内圆应该和工件Ф38的外圆贴合，然后利用三爪卡盘的自定心特性定位。
加工方法的选择主要取决于加工表面的技术要求，如粗糙度、尺寸精度，公差等级等，再有就是和被加工材料、技术条件也有关系。当明确了上述因素后，就可以此来选择加工方法，来满足零件质量、经济性、生产率的要求。加工方法选择如下：
1）下好材料后，检查工件毛坯是否有影响质量的缺陷。
2）加紧工件后，件二打通孔，调头夹工艺台找跳找摆后再平端面。
3）先加工辅助定位基准面（件二左端、件三左端放入偏心套的部位），从粗到精加工，粗车件二偏心内孔。
4）件三调头车Ф30外圆和螺纹，粗车偏心部位，留精加工余量。
5）加工带台阶的自制软爪。
6）加工件二、件三的偏心套。
7）件二、件三以辅助定位基准面为基面，放入偏心套内，偏心套用软爪夹紧后平头保长短。
8）件二先加工偏心圆侧面，然后依次加工外圆、内孔，直径从大小，精度符合图纸上的要求。
9）件三装夹后打中心孔，“一夹一顶”精加工偏心外圆。
偏心工件零件的加工方法选择完毕后，就要安排加工顺序。
（1）作为基准的表面应先加工，因为后续工序中要以它作为定位基准，即“先基准后其他”。由于件二、件三需要偏心套的辅助完成，所以件二平端面车出左端Ф38外圆，长15mm。件三也是如此，先车出左边半圆和Ф38的外圆，外圆长38mm。
（2）精基准加工完毕后，把件二放入偏心套中再加工；件三再调头车出30的外圆和螺纹，粗车出偏心的部位，再放入偏心套，由于件三是细长轴，在装夹后还要打中心孔，采用“一夹一顶”加工偏心部位。主要表面的精加工放在最后阶段进行，以免受到其它工序影响，即“先粗后精、先主后次”。
1）切削速度的选择：
在车削过程中，车刀磨损快慢主要取决于车削速度，为了保证车刀使用寿命，在车削时速度不得超过允许的最高车削速度。在心轴精加工时，为了提高加工质量，应使用较高的车削速度。由于大多数车床的主运动都是由机床主轴旋转完成的，因此，车削速度实际上就是主轴转速，即 n=1000vc/лd
n------主轴转速，r/min；
vc------切削速度，m/min；
d-------回转体的直径，mm
2）背吃刀量的选择：
背吃刀量的選择可根据切削速度来选择，在心轴的粗加工阶段中，在机床刚度、功率和刀具强度以及切削速度允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，提高效率。在心轴的精加工阶段中，为了保证零件的加工精度和表面质量，背吃刀量应小一些。
3）进给速度的确定：
进给速度与主轴转速的关系为：vf=nf
粗车------------f取0.15——0.2mm/r；
精车------------f取0.08——0.12mm/r；
关键词：数控车床；偏心轴；加工
本课题来源于偏心工件零件的生产制造，在传动机构中，一般常用偏心件来完成回转运动与往复运动相互转换的功能， 如偏心轴带动油泵，内燃机中的曲轴等，因此偏心件对机器的工作性能，可靠性和耐久性有很大的影响。
偏心类工件是轴线与轴线平行但不重合的工件，它在机械加工中比较常见，是轴类零件中比较难加工的，但加工方法也很多，如用三爪卡盘车削、四爪卡盘车削、特殊自制夹具车削等。
三爪车削法适用加工单件小批量、小偏心距、精度要求不高的工件，车削方法一般分如下几步：
1）先把偏心工件不是偏心的部分外圆车好。
2）根据外圆和偏心距计算垫片的厚度
3）将试车后的工件，缓慢转动，用百分表在工件上测量其径向跳动量，跳动量的一半就是偏心距，也可试车偏心，注意在试车偏心时，只要车削到能在工件上测出偏心距误差即可。
这种加工方法需要数学计算，垫块厚度X = 1 . 5e+ k ， 式中： X 为垫块厚度， e为工件偏心距， k为工件偏心距修正值。
四爪车削适用于加工少批量、偏心距较大、精度要求高的工件。这种方法虽只需要掌握简单数学计算和专业理论知识，但对加工者操作技能的要求较高，装夹工件繁琐，同时效率低下，它具有以下不足：
1）为保证偏心轴两轴线的平行度，应用百分表分别校正工件的水平和垂直的两个方向位置的侧母线，费时费力又不一定取得好效果。
2）根据实际偏心距数值要调整四爪之间的距离，使百分表最高点与最低点之间的读数差是图纸偏心距的二倍， 这样做人为因素直接影响工件的加工精度。
3）工件经找正后，应将四个卡爪再拧紧一遍，再次用百分表测量看是否准确，因为加紧力的不同，会影响找正精度，而三爪卡盘这方面因素存在很小。
4）工件卸下后再次安装时需要重新找正、重新测量偏心距，根本没有互换的可能性。
加工偏心类工件应注意的事项：
1）垫片的材料最好采用调质过的45#钢，这样的材料有一定的塑性和硬度，能很好的防止装夹时产生变形，垫片的圆弧半径应与工件圆弧半径相接近，防止夹伤加工件外表面。
2）当外圆精度要求较高时，为防止压坏外圆，使用软卡爪。
3）由于工件偏心，开车前车刀不能靠近工件，以防工件碰坏车刀，切削速度也不宜高。
4）车刀要有一定的刃倾角，背吃刀量大时转速要低，进给量要小。
偏心类零件传统加工手段虽然能完成加工任务，但其加工困难、效率低、互换性和精度难保证，因此根据工件的类型，技术要求等特点设计制造出一些专用工装夹具来实现，为此设计主要考虑如下内容：
1）确定偏心套的偏心距：偏心套与所加工工件的偏心距要一致，两者公差值范围不能相差太大。
2）偏心套与加工件的装配以滑动配合最佳，配合精度为H7/h7，表面粗糙度最好达到Ra1.6。
3）工件卡紧力适当，用活顶尖将加工工件紧顶， 防止工件旋转时接触面产生摩擦和窜动而影响其加工精度。
偏心夹具车削法具有以下优点：
1）对操作者操作技能的依赖性很低；
2）按要求安装即可进行加工，不需找正，降低了工人劳动强度；
3）零件加工精度互换性好；
4）提高了生产效率；
零件图：
本次设计的是本单位外协加工零件，一个套偏心，一个轴偏心，由于有一定的批量，所以选用三爪加工，就需要做两个特殊的夹具来完成。
毛坯种类的选择原则；为了尽量减少加工切除量，可选择与该零件外形尺寸相接近的型材，从上面零件图可知，件二和件三可以选择Ф40的圆钢做毛坯，两件长度分别为32 mm和89mm。
定位基准的选择：正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。在最初的工序中只能选择未加工过的毛坯面为定位基准，称为粗基准，用加工过的表面作定位基准称为精基准。在加工过程中，必须相应的以一个或几个面为依据来加工其他表面，以达到零件图上的要求，对于本工件来说，由于件二、件三是偏心的，所以要做两个特殊的夹具（如图），考虑到三爪卡盘经过长时间的加工会形成喇叭口，为了保证零件的加工精度和定位精度，选择软爪夹偏心套的方法来加工。
装夹方法的图示
同时，零件加工面为外圆，所以只在x，z二个方向上有加工精度要求，根据定位的基本原理可知，零件在机床上用三爪卡盘定位时应限制5个自由度，即沿x，y轴方向上的移动和绕x，y轴转动的4个自由度和沿z轴方向移动的一个自由度。装夹时，偏心套的外圆应与自制软爪内爪面贴合，内圆应该和工件Ф38的外圆贴合，然后利用三爪卡盘的自定心特性定位。
加工方法的选择主要取决于加工表面的技术要求，如粗糙度、尺寸精度，公差等级等，再有就是和被加工材料、技术条件也有关系。当明确了上述因素后，就可以此来选择加工方法，来满足零件质量、经济性、生产率的要求。加工方法选择如下：
1）下好材料后，检查工件毛坯是否有影响质量的缺陷。
2）加紧工件后，件二打通孔，调头夹工艺台找跳找摆后再平端面。
3）先加工辅助定位基准面（件二左端、件三左端放入偏心套的部位），从粗到精加工，粗车件二偏心内孔。
4）件三调头车Ф30外圆和螺纹，粗车偏心部位，留精加工余量。
5）加工带台阶的自制软爪。
6）加工件二、件三的偏心套。
7）件二、件三以辅助定位基准面为基面，放入偏心套内，偏心套用软爪夹紧后平头保长短。
8）件二先加工偏心圆侧面，然后依次加工外圆、内孔，直径从大小，精度符合图纸上的要求。
9）件三装夹后打中心孔，“一夹一顶”精加工偏心外圆。
偏心工件零件的加工方法选择完毕后，就要安排加工顺序。
（1）作为基准的表面应先加工，因为后续工序中要以它作为定位基准，即“先基准后其他”。由于件二、件三需要偏心套的辅助完成，所以件二平端面车出左端Ф38外圆，长15mm。件三也是如此，先车出左边半圆和Ф38的外圆，外圆长38mm。
（2）精基准加工完毕后，把件二放入偏心套中再加工；件三再调头车出30的外圆和螺纹，粗车出偏心的部位，再放入偏心套，由于件三是细长轴，在装夹后还要打中心孔，采用“一夹一顶”加工偏心部位。主要表面的精加工放在最后阶段进行，以免受到其它工序影响，即“先粗后精、先主后次”。
1）切削速度的选择：
在车削过程中，车刀磨损快慢主要取决于车削速度，为了保证车刀使用寿命，在车削时速度不得超过允许的最高车削速度。在心轴精加工时，为了提高加工质量，应使用较高的车削速度。由于大多数车床的主运动都是由机床主轴旋转完成的，因此，车削速度实际上就是主轴转速，即 n=1000vc/лd
n------主轴转速，r/min；
vc------切削速度，m/min；
d-------回转体的直径，mm
2）背吃刀量的选择：
背吃刀量的選择可根据切削速度来选择，在心轴的粗加工阶段中，在机床刚度、功率和刀具强度以及切削速度允许的条件下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数，提高效率。在心轴的精加工阶段中，为了保证零件的加工精度和表面质量，背吃刀量应小一些。
3）进给速度的确定：
进给速度与主轴转速的关系为：vf=nf
粗车------------f取0.15——0.2mm/r；
精车------------f取0.08——0.12mm/r；