朱光力摘要加工單件偏心軸(孔)，可在普通車床上用三爪卡盤並在某一夾爪下塞一調整墊片來進行。墊片厚度的基本尺寸容易計算得出，但其尺寸公差的計算常常是加工者的難題，也很少有文章介紹。本文主要介紹了利用線性尺寸鏈與平面尺寸鏈相結合的方法來求解墊片厚度尺寸的公差。
關鍵詞三爪卡盤調整墊片平面尺寸鏈線性尺寸鏈
單件、小批量偏心軸(孔)零件的加工，可在普通車床上利用三爪卡盤進行。在乙個夾爪上設定墊片，使工件要加工的迴轉面與工件被三爪所夾住的定位圓偏心，達到加工偏心軸(孔)的目的，該方法不需另外的工裝夾具，簡便實用。
墊片的厚度根據零件所要求的偏心量計算得出，具體計算方法如下。
1 墊片厚度基本尺寸計算
如圖1所示，設工件定位圓半徑為r，夾爪組成的迴轉圓半徑為rj，要加工的圓與工件定位圓所要求的偏心距為e，應設定的墊片厚度為c。
圖1 由圖2可知
c＝rj＋e－r
(1) 由圖3及餘弦定理得
r2＝e2＋r2j－2erjcos60°
（2） 解式(2)一元二次方程得
（3） 因為三爪必須夾住工件的半個圓以上，才能夾住工件，當e＝rctg60°時，三爪中兩個沒塞墊片的夾爪的夾點連線剛好在定位圓直徑上，即三爪只夾著工件定位圓的半個圓，夾不住工件，所以，要使三爪夾住工件，則工件加工軸(孔)的偏心量必須滿足e＜rctg60°
∴又∵ rj＞0
故式(3)應取為
（4）由已知條件e、r及求出的rj代入式(1)，即可求出墊片的厚度基本尺寸。
2 墊片厚度尺寸上下偏差的計算
由e、rj、c、r4個尺寸構成一線性尺寸鏈(圖2所示)，另外，由e、r、rj3個尺寸構成一平面尺寸鏈(圖3所示)。將兩個尺寸鏈結合起來，構成了如圖4所示的平面尺寸鏈，由於r、c尺寸可直接獲得，e為間接保證，所以e為封閉環，可以寫出關係式
e＝f（c、r） 即
由圖2得
圖2圖3
圖4 rj＝c＋r－e
（5） 將式(5)代入式(2)整理得
3e2－3（r＋c）e＋2rc＋c2＝0
（6） 求解整理得
如前所述e＜rctg60°
（7）由式(7)求偏導數
（8）（9）
可以證明式(8)小於0，因此r為平面尺寸鏈中的減環，同樣可以證明式(9)大於0，因此c為平面尺寸鏈中的增環。
由平面尺寸鏈計算公式得
（10）
式中：ese——偏心距尺寸的上偏差；
eie——偏心距尺寸的下偏差；
esc——墊片厚度尺寸上偏差；
eic——墊片厚度尺寸下偏差；
esr——工件定位圓半徑上偏差；
eir——工件定位圓半徑下偏差。
由式(10)得
故應設定的墊片厚度尺寸為cesceic
另外，此上、下偏差的計算方法沒有考慮工具機精度影響，若工具機精度低，則應把計算出來的上、下偏差值相應地再減少一些。
3 計算機求解墊片厚度的程式
由於此計算方法的計算過程較繁瑣，因此編寫了電腦程式，本程式採用fortran77語言編寫。執行時，操作者根據螢幕提示，輸入三爪卡盤所夾的工件定位圓尺寸、偏心距尺寸，即可很快得出所需設定的墊片厚度尺寸。該程式已在計算機上執行通過。
墊片厚度計算程式如下：
10 write(*,*)′請依次輸入工件定位圓直徑尺寸(基本尺寸，上偏差，下偏差&)：′
read(*,*)d, esd,eid
write(*,*)′請依次輸入加工圓與定位圓的偏心距尺寸(基本尺寸，上偏差&,下偏差)：′
read(*,*)e,ese,eie
r=d/2.
esr=esd/2.
eir=eid/2.
tr=esr-eir
te=ese-eie
if( then
rj=(e+sqrt(4*r*r-3*e*e))/2.
c=rj+e-r
a1=3*r-c
a2=r+c
b=sqrt(9*r*r-6*r*c-3*c*c)
y1=(1-a1/b)2.
if ( then
write(*,*)′不能滿足偏心距公差要求，請放寬偏心距公差或大幅度縮小&定位圓公差，重新輸入。′
goto 10
end if
y2=(1+a2/b)/2.
esc=(ese-y1*eir)/y2
eic=(eie-y1*esr)/y2
write(*,*)′應設定墊片厚度尺寸(基本尺寸c，上偏差esc，下偏差eic)&為:′
write(*,100)c,esc,eic
100 format (1x′,c=′,f6.3,6x,′esc=′,f6.3,6x,′eic=′,f6.3)
else
write(*,*)′偏心距太大，三爪卡盤不能夾住工件，請用其它方法加工′
end if
end4 電腦程式計算舉例
如圖5所示偏心軸零件。加工時以 50 0-0.08外圓定位，車削 20±0.02偏心軸，偏心距為5＋0.15 0。
圖5 在計算機上執行墊片厚度計算程式後，計算機螢幕上會顯示：請依次輸入工件定位圓直徑尺寸(基本尺寸，上偏差，下偏差)。此時，手工鍵入：
計算機螢幕接著出現：請依次輸入加工圓與定位圓的偏心距尺寸(基本尺寸，上偏差，下偏差)。此時，手工鍵入：
計算機螢幕馬上會出現結果：應設定墊片厚度尺寸(基本尺寸c，上偏差esc，下偏差eic)為：c＝7.122 esc＝.202 eic＝.0。
所以，加工圖5所示偏心軸，乙個夾爪上應設定墊片厚度尺寸為7.122＋0.202 0。
另外，若圖5所示零件的偏心距為15＋0.15 0，即e＞rctg60°，則按上述方法輸入計算機後，結果會顯示：偏心距太大，三爪卡盤不能夾住工件，請用其它方法加工。
作者單位:深圳高等職業技術學院(深圳 518055)
「偏心軸車削與測量」教學設計
均安職業技術學校蘇志和 教學公開課的整體思路 通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教 邊學 邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高教學質量。教學中突出學生動手能力和專業技能的培養，充分調動和激發學生學習興趣。教材和學情分析 教材採用全國中等職業學校通用教材 車工工藝學...