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黨繼鋒^1,2　王斌^1,2　高偉^1,2　劉艷麗³　張向峰⁴
（1.洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司，河南洛陽　471039；2.礦山重型裝備國家重點實驗室，河南　洛陽　471039；3.中信重工機械股份有限公司，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。

圖1 銅瓦外形尺寸

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。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3.52mm。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1mm錯邊量，而圖紙要求裝配縫隙不能大于0.5mm。可見，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72h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0.3mm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。

圖2　用定位銷將銅瓦組成整圓
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。
引文格式：
[1]黨繼鋒,王斌,高偉,劉艷麗,張向峰.大型磨機銅瓦的加工方法.[J].礦山機械,2016,44(8):86-87.

來源：《礦山機械》2016年第8期