偏心齿轮是重型机械压力机的关键零件之一，在重型压力机的主传动系统中，偏心齿轮与连杆、导柱、滑块构成了曲柄滑块机构，将偏心齿轮的回转运动转化为滑块的直线往复运动，从而实现了重型机械压力机的冲压功能。偏心齿轮的制造精度直接影响机械压力机滑块的运动精度，因此解决偏心齿轮的加工问题显的尤为重要。
心轴是为了便于加工偏心齿轮而设计的两根同样大小的细长轴，需经过调质淬火精磨后保证其大小及形状精度。在偏心齿轮齿面加工完成之后，以基准齿为中心，往两侧数同样的任意齿数通过磁力表座将心轴吸附在齿槽中，通过百分表找到两根心轴的最低点，使最低点重合，从而达到偏心齿轮齿形的分中，以便于后续特征的加工。
2.1 加工工艺难点
如图1所示为偏心齿轮的外形图。偏心体中心外圆与齿顶圆、孔中心不同心，同台2件偏心距离应相等，不等允差0.03。一件偏心齿轮齿顶中心、孔中心、偏心体中心连线必须在同一直线上，另一件偏心齿轮齿沟中心、孔中心、偏心体中心连线必须在同一直线上，不等允差均为0.05。
图1 偏心齿轮外形图
该零件的主要特征为偏心，由于该零件的齿轮外圆、端面、中心孔以及偏心外圆表面的位置精度要求较高（表面粗糙度要求也很高），而且要保证偏心距离，所以装夹加工比较困难。
2.2 机加工工艺过程
机加工工艺过程如下：焊接热处理喷刷→超声波探伤→划线→车外圆、内孔、端面→划线找出毛坯偏心外圆的最高点→滚齿→磨齿→铣偏心部分的基准→车偏心部分→铣键槽→检验→钳工工序→装配。
2.3 铣偏心部分基准的加工工序
铣偏心部分的基准是最为关键的加工工序，其加工精度合格与否直接决定了该零件的合格与否，因此在工序进行加工前必须充分考虑好具体的加工步骤以及可能影响加工精度的各种因素。如工装的加工精度的保证，机床误差的消除，加工刀具的稳定性等。在该工序中就利用心轴法在龙门铣床上来加工偏心齿轮。
2.3.1 工件的装夹
如图2所示，将同台两件偏心齿轮按照同样的方向平放于龙门铣床的工作台上，偏心齿轮下方垫等高垫，在放置时尽量使偏心部分与中心孔的轴线和基准齿的中心在同一直线上。以基准齿为中心，往两侧数同样的任意齿数，通过磁力表座将心轴吸附在齿槽中。
图2 工件装夹及找正
2.3.2 工件的找正
首先找正中心孔的侧母线后，稍微压紧工件，再在机床主轴上吸附百分表拉心轴的最低点，使得心轴的最低点在同一直线上。观察表的数值，若不相等，则通过L型压板紧固在T型槽中，通过螺杆穿过L型压板顶偏心齿轮的齿面进行微调，直至百分表数值不变，此时说明偏心齿轮以基准齿为中心的左右已经调好，从而保证齿顶齿沟的中心、孔中心、偏心体中心连线在同一直线上，然后压紧工件，再对中心孔进行校验。装夹找正完成后，开始下一步的加工。
2.3.3 铣偏心基准
在机床主轴上装上刀盘后，先找正中心孔的中心，然后往偏心部分偏移偏心距离确定偏心部分的中心，在偏心部分的上端铣出基准供后续车床加工找正时使用。因为铣偏心基准时是往机床的同一侧方向偏移同样的距离，因此可以消除机床间隙的影响，从而保证同台2件偏心距离相等。这种加工方法简单高效，并且测量误差小，对操作工的要求水平降低，能够比较容易保证同台两件偏心齿轮的各项加工要求。
2.4 加工注意事项
在加工时，需要注意以下事项：
①作为零件加工的正常工艺流程，使用上述方法加工零件前，对毛坯进行划线、按线找正加工是必须的，而且划线要准确、认真。在车床上找出毛坯偏心外圆部分的最高点后按此划线，在滚齿前务必按此线为滚齿中心，从而保证后续偏心部分的车削加工余量。
②因偏心齿轮为异种钢的焊接，在焊接去应力后滚齿，滚齿时务必注意应力的释放，以防应力变形导致磨削余量不足从而使心轴吸附的基准齿形有误差而影响加工精度。
加工完成后，需要在三坐标上对偏心齿轮的关键尺寸进行检测以验证加工方法的合理性。同样通过心轴法检测齿顶齿沟的中心、孔中心、偏心体中心连线在同一直线上的允差。如图3所示。
图3 关键尺寸检验
通过三坐标检测同台两件偏心齿轮的偏心距和齿顶齿沟的中心、孔中心、偏心体中心连线在同一直线上的允差均符合图纸的要求，从而验证了心轴法加工偏心齿轮的合理性。
本文主要研究了心轴法在偏心齿轮加工和检验中的应用，并详细介绍了该方法的加工过程和注意事项。按照上述工艺流程加工后的偏心齿轮，经检测和压力机满负荷试机证明，完全能够满足生产加工要求。
通过此方法对重型压力机整机的精度提供了有效保证，减少了过去因加工误差问题造成的返工，节约加工装配时间，提高了公司的经济效益。