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大型磨机铜瓦的加工方法

发布时间:2020-07-17来源:点击:269

    原创党继锋,王斌矿山机械杂志6月10日

    随着世界采矿业的迅速发展,为了提高生产效率,磨机规格不断增大,主轴承铜瓦结构也由最初的两半圆组成360°整圆接触结构发展为单个180°下半圆接触结构,再到目前的120°接触结构。

    铜瓦作为磨机关键零件之一,其内孔粗糙度与尺寸精度要求严格。如果不能保证技术要求,将会导致中空轴与铜瓦严重磨损,间隙增大,外界杂质硬颗粒矿物易嵌入轴承表面,将中空轴轴颈和铜瓦表面磨损;长时间运行后,轴承将会出现刮伤、咬合、疲劳剥落及腐蚀等现象,导致铜瓦过早失效,磨机不能正常工作。

    1铜瓦概况

    大型磨机铜瓦采用单120°结构,受结构与材质的影响,在实际制造过程中,轴承铜瓦很难满足图纸要求。通过长期的实践摸索,笔者从轴承铜瓦结构与材质入手,针对其易变形、难装卡、材质软等特点进行综合分析,探索出一种具有针对性、实施性强的工艺方案,以满足实际加工中铜瓦精度与粗糙度的要求。

    铜瓦外形尺寸如图1所示,内孔尺寸公差等级为6级,内孔粗糙度为Ra0.8。

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    图1铜瓦外形尺寸

    2加工难点

    (1)装卡难回转类零件的加工应优先考虑立车。由于铜瓦为120°结构,其无法用卡爪卡紧或用压板压紧,装卡难度大。

    (2)内孔粗糙度及尺寸精度度难保证零件内孔粗糙度要求为Ra0.8。根据铜材质特性,车削一般可保证粗糙度为Ra1.6~Ra3.2,磨削则会出现砂轮砂粒嵌入工件表面的现象,因而粗糙度Ra0.8难以保证。同时工件为薄壁大零件,刚性差,加工中极易变形,内孔精度难保证。

    3实施方案

    3.1传统方案

    采用整体离心铸造、整体加工至图纸要求后,利用线切割切开。考虑切开后铜瓦两端张口变形,可通过装配后,依靠中空轴重力将轴瓦压回原尺寸。此方案操作简单,可提高零件刚度,解决难装卡、易变形问题,易保证加工精度。内孔采用豪克能光整仪进行光整加工,光洁度可保证Ra0.4以上。

    实际操作时采用整圆加工方案,切开前,内孔精度及光洁度完全满足设计要求。切开后测量弦长,变形量为3.52mm。装配完毕后,经装配人员检查,中空轴与轴瓦贴合120°两端仍存在1mm错边量,而图纸要求装配缝隙不能大于0.5mm。可见,传统方案的加工方式仍存在不足。

    3.2新方案

    采用整圆铸造,切开成三半,再组成整圆加工。

    (1)采用整圆离心铸造,整圆粗加工后,由线切割切开成120°三等分,由镗床精修铣120°结合面,在结合面上数控机床利用坐标控制精度,钻制工艺销孔,再利用6个长短合适的定位销定位,将3件铜瓦组成整圆,并制作卡箍卡紧外圆连接固定装卡,再进行加工。如图2所示。

    (2)优化加工工序以控制工件变形。车削期间,半精加工与精加工分开,并在半精加工后安排自然时效72h以上,使零件最大程度释放切削应力,并在精车内孔前,要求松卡爪,充分释放应力,最大程度地减小工件变形。重新找正装卡后再精车成内孔。精加工时,不允许压紧工件,零压紧力进行车削;控制卡爪卡紧力不能过大,使卡爪仅起定心作用;严格控制内孔留量、背吃刀量和切削力,确保仅借助工件自重固定工件进行车削的可能性。

    (3)降低切削发热以控制工件变形。为有效地控制精加工过程中切削热造成的加工误差,须采用喷雾冷却装置将冷却液雾化后喷射在切削区,对切削区进行冷却。

    (4)控制内孔粗糙度。采取机加工的方法,内孔留量0.3mm时,采用高速钢、大前角、宽刀具;选择低速、小吃刀量切削,提高光洁度。加工完毕经检测,粗糙度为Ra0.6以上,满足图纸要求。

微信截图_20200717094501.jpg

   

    (b) 卡箍卡紧

微信截图_20200717094525.jpg

    (c) 卡箍连接

    图2用定位销将铜瓦组成整圆

    4结语

    新方案采用整圆铸造、切开成分体,再对成整圆整体加工以控制零件变形,可解决装卡难题;优化切削参数,以车带磨满足内孔粗糙度度要求。经检验,利用新方案加工的工件完全满足图纸要求。该方法操作简单,实用性强,已成功地应用于各类大型磨机铜瓦的加工。

    引文格式:

    [1]党继锋,王斌,高伟,刘艳丽,张向峰.大型磨机铜瓦的加工方法.[J].矿山机械,2016,44(8):86-87.


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