薄壁轴承安装座工艺研究

时间:2014-09-05 14:52 来源:www.fabiaoba.com 作者:敖强等点击: 次

　　摘要：轴承安装座为薄壁复杂件，外形尺寸较大，大端面壁厚不到3mm。内孔和外圆尺寸精度较高，技术条件要求极为严格，工艺制造的过程中很难加工保证，需要制定合理的工艺方案，研究解决薄壁型面的大端面、内孔加工变形以及内孔在铣加工深环槽后的变形问题，保证外圆、内孔尺寸及技术条件是技术难点。针对工件结构特点分析出端面、内孔变形原因，增加了相关工序内容、自制了关键工装、选择了合理的切削参数，最终顺利攻克这一难题。

　　关键词：轴承安装座；薄壁；内孔；端面；加工变形

　　中图分类号：TH133 文献标识码：A

　　轴承安装座是一个复杂结构的大型薄壁工件，尺寸精度、形位公差要求极高，针对大端面、内孔变形问题，通过确定变形因素，调整工艺路线，即将铣环槽、铣深槽工序提前至半精车之后进行并增加稳定处理；增加半精车大端面及内孔工序；自制精车夹具，调整大端面加工余量采用合理的切削用量以减小工件变形量。使工件大端面和内孔变形得到有效的控制，从而保证加工的工件符合图纸要求。

　　1 工件结构特点

　　轴承安装座毛料为精铸件，材料为铸造钛合金，尺寸精度及技术条件要求高，加工很难保证。工件三维图如图1。

　　2 加工难点分析

　　（1）工件直径较大、最小壁厚较薄，在加工时容易产生振动和变形，使工件的尺寸精度，技术条件很难达到图纸的要求。

　　（2）尺寸精度及技术条件要求较高，安装轴承的内孔尺寸和安装石墨环的内孔尺寸以及大端面到小端面的轴向距离，内孔对大外圆的同轴度、内孔对内孔的同轴度在加工中都很难保证。

　　3 加工中存在的问题

　　（1）半精车第二面时，由于定位夹紧方式不合理，加工余量大使大端面产生变形。

　　（2）精车第一面后大端面变形、内孔椭圆、内孔尺寸及轴向尺寸超差。

　　（3）在铣加工7处深槽和环槽后应力释放，使大端面及内孔产生变形，造成内孔尺寸及轴向尺寸超差。

　　4 原因分析

　　（1）由于环槽较深且圆周方向去除余量较多，使工件结构发生变化，加工后有应力释放造成大端面、内孔变形使内孔尺寸超差。

　　（2）在半精车第二面时大端面加工余量较大、夹具结构不合理，使大端面产生变形，以至于在加工另一侧大端面时为了保证壁厚需调整辅助支撑，使大端面产生变形。然后在以大端面定位加工内孔时，由于大端面平面度不好，在压紧大端面后会使内孔产生压紧变形，加工后松开压板使内孔变形造成内孔尺寸超差。

　　5 解决措施

　　（1）制定合理的工艺路线

　　将铣深槽、环槽工序调整到半精车第一面后进行，并增加稳定处理以消除铣槽后应力释放引起的大端面、内孔变形。

　　（2）采用正确的加工方式

　　通过多次压表调整辅助支撑螺钉以减小工件在加工中的振动来控制大端面的加工变形。

　　（3）增加半精车大端面及内孔工序并调整加工余量和切削用量

　　增加半精车工序去除大端面余量；调整主轴转数为n=20-30r/min，切削深度为ap≤0.3mm及采用合理的刀具材料，增大刀具的前角、后角，保证刀具的锋利；在加工时浇注冷却液以降低切削温度等，以此来控制大端面、内孔的加工变形。

　　（4）自制夹具改变夹具定位夹紧方式

　　制造专用夹具改变定位夹紧方式以消除压紧变形。

　　6 加工试验

　　（1）环槽的铣加工

　　将铣环槽工序安排到半精车之后进行，记录铣环槽前后所有表面的跳动量。通过记录的数据得出更改工艺路线后工件的外圆、端面和内孔的变形量较更改前有了明显的改善，有效的减小了加工环槽所产生的应力对工件的外圆、端面及内孔所产生的变形影响。

　　（2）大端面加工的变形控制

　　改变工件的定位夹紧方式；通过增加半精车大端面及内孔工序；通过多次调整辅助支撑螺钉并压表检查端面跳动量，采用合理的切削用量和刀具角度并浇注冷却液，极大地减小了端面变形。

　　（3）内孔加工的变形控制

　　通过控制大端面变形量，再以大端面定位并压紧大端面使大端面的变形不能传递到内孔，最后进行精车内孔。经检验内孔尺寸完全满足设计图纸的要求。

　　结语

　　经过分析研究，找出了影响该工件加工变形的主要原因。通过制定合理的工艺路线和加工方法，解决了该工件的内孔、端面加工变形等各种问题，证明了此工艺方案的合理性、可行性。同时也在实践中学到了一些实际加工的经验，为以后的研究奠定了一定的技术基础，为类似工件的机械制造加工提供了宝贵的经验。

　　参考文献

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