大型磨機銅瓦的加工方法

發布時間:2020-06-12    文章來源:礦山機械雜志    作者:

隨著世界采礦業的迅速發展,為了提高生產效率,磨機規格不斷增大,主軸承銅瓦結構也由最初的兩半圓組成 360° 整圓接觸結構發展為單個180°下半圓接觸結構,再到目前的 120°接觸結構。

銅瓦作為磨機關鍵零件之一,其內孔粗糙度與尺寸精度要求嚴格。如果不能保證技術要求,將會導致中空軸與銅瓦嚴重磨損,間隙增大,外界雜質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;長時間運行后,軸承將會出現刮傷、咬合、疲勞剝落及腐蝕等現象,導致銅瓦過早失效,磨機不能正常工作。

1 銅瓦概況

大型磨機銅瓦采用單 120°結構,受結構與材質的影響,在實際制造過程中,軸承銅瓦很難滿足圖紙要求。通過長期的實踐摸索,筆者從軸承銅瓦結構與材質入手,針對其易變形、難裝卡、材質軟等特點進行綜合分析,探索出一種具有針對性、實施性強的工藝方案,以滿足實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,內孔尺寸公差等級為6 級,內孔粗糙度為 Ra0.8。


2 加工難點

(1) 裝卡難 回轉類零件的加工應優先考慮立車。由于銅瓦為 120°結構,其無法用卡爪卡緊或用壓板壓緊,裝卡難度大。

(2) 內孔粗糙度及尺寸精度度難保證 零件內孔粗糙度要求為 Ra0.8。根據銅材質特性,車削一般可保證粗糙度為 Ra1.6~Ra3.2,磨削則會出現砂輪砂粒嵌入工件表面的現象,因而粗糙度 Ra0.8 難以保證。同時工件為薄壁大零件,剛性差,加工中極易變形,內孔精度難保證。

3 實施方案

3.1 傳統方案

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。內孔采用豪克能光整儀進行光整加工,光潔度可保證 Ra0.4 以上。

實際操作時采用整圓加工方案,切開前,內孔精度及光潔度完全滿足設計要求。切開后測量弦長,變形量為 3.52 mm。裝配完畢后,經裝配人員檢查,中空軸與軸瓦貼合 120°兩端仍存在 1 mm 錯邊量,而圖紙要求裝配縫隙不能大于 0.5 mm??梢?,傳統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°結合面,在結合面上數控機床利用坐標控制精度,鉆制工藝銷孔,再利用 6 個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,再進行加工。如圖 2 所示。

(2) 優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效 72 h 以上,使零件最大程度釋放切削應力,并在精車內孔前,要求松卡爪,充分釋放應力,最大程度地減小工件變形。重新找正裝卡后再精車成內孔。精加工時,不允許壓緊工件,零壓緊力進行車削;控制卡爪卡緊力不能過大,使卡爪僅起定心作用;嚴格控制內孔留量、背吃刀量和切削力,確保僅借助工件自重固定工件進行車削的可能性。

(3) 降低切削發熱以控制工件變形。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,對切削區進行冷卻。

(4) 控制內孔粗糙度。采取機加工的方法,內孔留量 0.3 mm 時,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。加工完畢經檢測,粗糙度為 Ra0.6 以上,滿足圖紙要求

4 結語

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;優化切削參數,以車帶磨滿足內孔粗糙度度要求。經檢驗,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,實用性強,已成功地應用于各類大型磨機銅瓦的加工。

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