大型磨機(jī)銅瓦的加工方法
發(fā)布時(shí)間：2020-06-12 文章來源：礦山機(jī)械雜志 作者：
隨著世界采礦業(yè)的迅速發(fā)展，為了提高生產(chǎn)效率，磨機(jī)規(guī)格不斷增大，主軸承銅瓦結(jié)構(gòu)也由最初的兩半圓組成 360° 整圓接觸結(jié)構(gòu)發(fā)展為單個(gè)180°下半圓接觸結(jié)構(gòu)，再到目前的 120°接觸結(jié)構(gòu)。
銅瓦作為磨機(jī)關(guān)鍵零件之一，其內(nèi)孔粗糙度與尺寸精度要求嚴(yán)格。如果不能保證技術(shù)要求，將會(huì)導(dǎo)致中空軸與銅瓦嚴(yán)重磨損，間隙增大，外界雜質(zhì)硬顆粒礦物易嵌入軸承表面，將中空軸軸頸和銅瓦表面磨損；長時(shí)間運(yùn)行后，軸承將會(huì)出現(xiàn)刮傷、咬合、疲勞剝落及腐蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致銅瓦過早失效，磨機(jī)不能正常工作。
1 銅瓦概況
大型磨機(jī)銅瓦采用單 120°結(jié)構(gòu)，受結(jié)構(gòu)與材質(zhì)的影響，在實(shí)際制造過程中，軸承銅瓦很難滿足圖紙要求。通過長期的實(shí)踐摸索，筆者從軸承銅瓦結(jié)構(gòu)與材質(zhì)入手，針對其易變形、難裝卡、材質(zhì)軟等特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，探索出一種具有針對性、實(shí)施性強(qiáng)的工藝方案，以滿足實(shí)際加工中銅瓦精度與粗糙度的要求。
銅瓦外形尺寸如圖 1 所示，內(nèi)孔尺寸公差等級(jí)為6 級(jí)，內(nèi)孔粗糙度為 Ra0.8。
2 加工難點(diǎn)
(1) 裝卡難 回轉(zhuǎn)類零件的加工應(yīng)優(yōu)先考慮立車。由于銅瓦為 120°結(jié)構(gòu)，其無法用卡爪卡緊或用壓板壓緊，裝卡難度大。
(2) 內(nèi)孔粗糙度及尺寸精度度難保證 零件內(nèi)孔粗糙度要求為 Ra0.8。根據(jù)銅材質(zhì)特性，車削一般可保證粗糙度為 Ra1.6～Ra3.2，磨削則會(huì)出現(xiàn)砂輪砂粒嵌入工件表面的現(xiàn)象，因而粗糙度 Ra0.8 難以保證。同時(shí)工件為薄壁大零件，剛性差，加工中極易變形，內(nèi)孔精度難保證。
3 實(shí)施方案
采用整體離心鑄造、整體加工至圖紙要求后，利用線切割切開?？紤]切開后銅瓦兩端張口變形，可通過裝配后，依靠中空軸重力將軸瓦壓回原尺寸。此方案操作簡單，可提高零件剛度，解決難裝卡、易變形問題，易保證加工精度。內(nèi)孔采用豪克能光整儀進(jìn)行光整加工，光潔度可保證 Ra0.4 以上。
實(shí)際操作時(shí)采用整圓加工方案，切開前，內(nèi)孔精度及光潔度完全滿足設(shè)計(jì)要求。切開后測量弦長，變形量為 3.52 mm。裝配完畢后，經(jīng)裝配人員檢查，中空軸與軸瓦貼合 120°兩端仍存在 1 mm 錯(cuò)邊量，而圖紙要求裝配縫隙不能大于 0.5 mm?？梢?，傳統(tǒng)方案的加工方式仍存在不足。
采用整圓鑄造，切開成三半，再組成整圓加工。
(1) 采用整圓離心鑄造，整圓粗加工后，由線切割切開成 120°三等分，由鏜床精修銑 120°結(jié)合面，在結(jié)合面上數(shù)控機(jī)床利用坐標(biāo)控制精度，鉆制工藝銷孔，再利用 6 個(gè)長短合適的定位銷定位，將 3 件銅瓦組成整圓，并制作卡箍卡緊外圓連接固定裝卡，再進(jìn)行加工。如圖 2 所示。
(2) 優(yōu)化加工工序以控制工件變形。車削期間，半精加工與精加工分開，并在半精加工后安排自然時(shí)效 72 h 以上，使零件最大程度釋放切削應(yīng)力，并在精車內(nèi)孔前，要求松卡爪，充分釋放應(yīng)力，最大程度地減小工件變形。重新找正裝卡后再精車成內(nèi)孔。精加工時(shí)，不允許壓緊工件，零壓緊力進(jìn)行車削；控制卡爪卡緊力不能過大，使卡爪僅起定心作用；嚴(yán)格控制內(nèi)孔留量、背吃刀量和切削力，確保僅借助工件自重固定工件進(jìn)行車削的可能性。
(3) 降低切削發(fā)熱以控制工件變形。為有效地控制精加工過程中切削熱造成的加工誤差，須采用噴霧冷卻裝置將冷卻液霧化后噴射在切削區(qū)，對切削區(qū)進(jìn)行冷卻。
(4) 控制內(nèi)孔粗糙度。采取機(jī)加工的方法，內(nèi)孔留量 0.3 mm 時(shí)，采用高速鋼、大前角、寬刀具；選擇低速、小吃刀量切削，提高光潔度。加工完畢經(jīng)檢測，粗糙度為 Ra0.6 以上，滿足圖紙要求
4 結(jié)語
新方案采用整圓鑄造、切開成分體，再對成整圓整體加工以控制零件變形，可解決裝卡難題；優(yōu)化切削參數(shù)，以車帶磨滿足內(nèi)孔粗糙度度要求。經(jīng)檢驗(yàn)，利用新方案加工的工件完全滿足圖紙要求。該方法操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)，已成功地應(yīng)用于各類大型磨機(jī)銅瓦的加工。