大型磨机铜瓦的加工方法
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。
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。
(b) 卡箍卡紧
(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.
