黨繼鋒^1,2　王斌^1,2　高偉^1,2　劉艷麗³　張向峰⁴
（1.洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河南洛陽　471039；2.礦山重型裝備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南　洛陽　471039；3.中信重工機(jī)械股份有限公司，河南洛陽　471039；4.鄭州煤電股份有限公司超化高嶺煤礦，河南新密　452300）

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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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。

圖1 銅瓦外形尺寸

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

3.1傳統(tǒng)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。考慮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(jiǎn)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(cè)量弦長(zhǎng)，變形量為3.52mm。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1mm錯(cuò)邊量，而圖紙要求裝配縫隙不能大于0.5mm。可見，傳統(tǒng)方案的加工方式仍存在不足。
3.2新方案
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(zhǎng)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72h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(duì)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0.3mm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(cè)，粗糙度為Ra0.6以上，滿足圖紙要求。

圖2　用定位銷將銅瓦組成整圓
4　結(jié)語
新方案采用整圓鑄造、切開成分體，再對(duì)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(jiǎn)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。
引文格式：
[1]黨繼鋒,王斌,高偉,劉艷麗,張向峰.大型磨機(jī)銅瓦的加工方法.[J].礦山機(jī)械,2016,44(8):86-87.

來源：《礦山機(jī)械》2016年第8期