某薄壁轴承组件磨削加工技术研究与应用

发表时间:2021/3/26   来源:《科学与技术》2021年1月   作者:张平 杨日同 窦媛 赵晓哲
[导读] 为了满足油泵组件的装配要求,某滑动轴承组件外圆圆柱度要求在0.01以内。
        张平    杨日同   窦媛   赵晓哲
        中国航发西安动力控制科技有限公司  陕西西安  710077
        摘要:为了满足油泵组件的装配要求,某滑动轴承组件外圆圆柱度要求在0.01以内。若外圆圆柱度不合格则无余量返修,需要重配轴承组件,如此严重影响了零件生产进度和交付节点。通过跟踪零组件的实际加工流程,工艺方法的分析,本论文从磨削定位方式、找正方式、磨削参数选择、磨削工装的改进等方面解决了薄壁滑动轴承组件外圆圆柱度合格率低的问题,保证了产品的顺利交付,提高了加工效率。
        关键词:定位方式;找正方式;工装;磨削参数
引言
        滑动轴承组件在轴承压入轴承圈后,依据油泵壳体内孔开出的尺寸单磨削轴承外圆,由于轴承组件外圆尺寸为Φ94,内孔尺寸为Φ84,半径差为5属于薄壁零件(见图1),磨削过程中容易变形,从而导致外圆圆柱度超差、外圆对内孔跳动超差。长期以来外圆圆柱度合格仅为40%,报废率较高。通过工艺方法的改进、工装的改善、加工参数的确定,加工合格率有了很大的提高。
1 问题
        一直以来薄壁轴承组件外圆圆柱度磨削合格率为40%左右,零件的报废率较高。主要问题为:
(1)零件属于薄壁零件(见图1),磨削过程中容易变形;
        (2)轴承组件内孔为符合材料,质地软,容易变形和污染,内孔不能作为定位基准,不能使用内孔穿芯棒磨外圆的方法进行磨削(见图2)。
       
图1 滑动轴承组件      图2 滑动轴承组件分解图示  图3 滑动轴承组件三维图

2 问题分析
(1) 内孔为复合材料不能与心棒等夹具过盈配合,需要做合适尺寸的夹具;
(2) 零件壁薄,且内孔不能装夹,因此改变思路找到合适的装夹方式;
        (3) 细化加工步骤,选取合适的加工参数,保证零件合格率在100%。
3 解决问题的方法、实施过程
3.1 解决方法
        (1) 选取万能外圆磨床,自制工装,工装与零件内孔为小间隙配合;
        (2) 细化磨削装夹、找正要求;
3.2 实施过程
        (1) 调整设备为万能外圆磨床,自制工装见图5,找正工装端面跳动在0.005以内,然后用可调三爪卡盘将外圆找正在跳动0.01以内。
        (2) 轴承内孔与工装外圆为间隙配合,轴承左端面为定位面,右端面为压紧面,装夹时轴承内孔与工装的间隙保证在0.01mm以内,保证内孔复合材料不被划伤。
        (3) 加工时端面压紧。先对轴承圈外圆进行粗磨,一般情况下进刀量0.1左右时外圆可以磨起来,磨起来后将零件卸下,使用V型以外圆为基准测量零件跳动,若零件跳动合格,则安装精密直至零件最初尺寸单要求尺寸;若粗磨后零件跳动不合格,测量时标记跳动的高低点,在此装夹半精磨,半精磨时通过调节可调三爪,使零件在工装上的跳动量与夹具上的跳动量相同并且高点对应高点,低点对应低点,然后进行半精磨,半精磨留0.005的精磨余量,以便因磨削产生的跳动进行最后校正。如果半精磨检查跳动合格,精磨时零件找正在0.005即可磨削合格。
(4) 通过加工总结,确定了磨削参数(见表1):

4 实施效果
        通过对零件加工方法的改进、夹具的改进及磨削参数的确定,零件的加工合格率达到了100%。同时为其它薄壁轴类零件的外圆磨削加工提供了借鉴,具有很高的推广性。
参考文献
[1] 杨叔子主编.机械加工工艺师手册.机械工业出版社,2012
[2] 富保利主编.机械加工窍门集粹.机械工业出版社,2003
[3] 《航空制造工程手册》总编委会主编.航空制造工程手册.机械工业出版社,1997
[4] 《磨粒、磨具加工技术及应用》,化学工业出版社,2012
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