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CN110936105A - 一种轴向防转轴承的加工方法 - Google Patents

一种轴向防转轴承的加工方法 Download PDF

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CN110936105A CN201910930675.9A CN201910930675A CN110936105A CN 110936105 A CN110936105 A CN 110936105A CN 201910930675 A CN201910930675 A CN 201910930675A CN 110936105 A CN110936105 A CN 110936105A
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China
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Inventor
杨雪琴
段昌文
段然
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Chongqing Jiangzeng Ship Heavy Industry Co Ltd
Chongqing Jiangjin Shipbuilding Industry Co Ltd
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Chongqing Jiangzeng Ship Heavy Industry Co Ltd
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    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/003—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass bearings

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Abstract

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轴向防转轴承的加工方法。包括以下步骤：S1、车床粗加工，S2、夹持工艺搭子外圆，在车、铣复合中心进行加工，S3、使用车工具，以工件内孔定位，压板压紧工件大端，车工件小端端面；S4、使用内孔铣工具，以工件小端外圆定位，通过端面防转槽限位，压板压紧工件大端，找正工件内孔，铣内孔油楔面。

Description

一种轴向防转轴承的加工方法
技术领域
本发明属于船舶发动机制造加工领域技术领域，特别是涉及一种轴向防转轴承的加工方法。
背景技术
涡轮增压器是柴油机极其重要的核心配套系统之一，设计、制造技术难度大、附加值高，国内大功率低速柴油机用增压器技术被国外公司垄断。为了国内新一代自主品牌低速柴油机用轴流增压器的产品系列化。为了今后国内自主品牌船用低速柴油机的产业化发展，我司研制了该型号低速柴油机用轴流增压器，其中核心零件高速滑动轴承因其结构、尺寸、形位公差要求较高，且其直接影响整机使用寿命，因此该零件的制造质量稳定、可靠至关重要。
此浮动轴承材料为CuZn40Al2，结构如图1a-图3所示，其端面油楔面、内孔油楔面、内孔油槽、内孔回油槽、端面防转槽之间相对位置关系要求较高，内孔、外圆、端面的形位公差要求高，且各尺寸公差等级均在6级以上，各有配合要求的面粗糙度要求均为Ra0.8。加工过程中要保证各处形位公差及粗糙度要求，端面油楔及内孔油楔由于其结构特殊性，必须保证一次加工完成，不能进行返修处理，且需防止零件变形(材料本身较软)，因此加工难度极大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轴向防转轴承的加工方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种轴向防转轴承的加工方法，包括以下步骤：
S1、车床粗加工，包括：
S11、夹持工件大端外圆，粗车工件小端外圆、台阶面，并切掉工件小端端部的大余量，留工艺搭子，工艺搭子的切槽连接处厚度留2-3mm；
S12、夹持工艺搭子外圆，粗车工件大端外圆、端面；
S2、夹持工艺搭子外圆，在车、铣复合中心进行加工，包括：
S21、半精车工件小端外圆、台阶面，工件大端外圆、端面，以及工件内孔；
S22、钻工件小端圆周上三个均布的外圆孔，然后以专用的内孔油槽粗铣刀粗铣内孔油槽，再以专用的内孔油槽精铣刀精铣内孔油槽；
S23、以回油槽插刀加工工件的内孔回油槽；
S24、铣工件台阶面上均布的端面防转槽、端面油槽；
S25、切工艺搭子的切槽连接处至厚度为0.5-1mm；
S26、精车工件小端外圆、台阶面，以及工件内孔；
S27、铣工件大端的端面油楔面；
S28、切断工艺搭子；
S3、使用车工具，以工件内孔定位，压板压紧工件大端，车工件小端端面；
S4、使用内孔铣工具，以工件小端外圆定位，通过端面防转槽限位，压板压紧工件大端，找正工件内孔，铣内孔油楔面。
优选地，步骤S1中，工件径向留0.8-1.5mm加工余量，轴向留1-1.5mm 加工余量(小端除外，因为有工艺搭子，此时无法加工)。
优选地，步骤S21中，工件小端外圆、台阶面，以及工件内孔留0.1-0.2mm 加工余量。
优选地，步骤S22中，专用的内孔油槽粗铣刀、内孔油槽精铣刀尺寸对应内孔油槽的尺寸制作。
由于采用了上述技术方案，本发明解决了新型轴向防转轴承的加工难点，为低速柴油机用轴流增压器的开发与应用提供了技术保障，增加了其使用寿命。
附图说明
图1a为轴向防转轴承结构示意图；
图1b为图1的B-B剖视示意图；
图2a为端面油楔结构图；
图2b为图2a的J-J剖视示意图；
图2c为图2a的H-H剖视示意图；
图3为内孔油楔结构图；
图4为粗加工留工艺搭子示意图；
图5a为油槽粗铣刀结构示意图；
图5b为油槽精铣刀结构示意图；
图6a为回油槽插刀结构示意图；
图6b为图6a的侧视示意图；
图7为浮动套端面车工具示意图；
图8为内孔油楔铣工具示意图。
附图标记
附图中，1为工件，2为大端，3为小端，4为台阶面，5为工艺搭子，6 为内孔，7为外圆孔，8为内孔油槽，9为端面防转槽，10为端面油楔面，11 为定位底座，12为压板，13为压紧螺钉，14为定位销，15为定位芯轴，16 为端面油槽，17为环槽，18为内孔油楔面，19为内孔回油槽。
具体实施方式
一种轴向防转轴承的加工方法，包括：
1)准备工件毛坯，粗车小端大余量，留工艺搭子，切槽连接处留2-3mm；
2)粗车大端余量，零件本身径向留0.8-1.5mm余量，轴向留1-1.5mm余量，两道粗加工工序完成后，结果如图4；
3)在车、铣复合中心进行精加工，
用割槽刀加工环槽，再用端面刀半精车所有面，工件小端外圆、台阶面，以及工件内孔留0.1-0.2mm加工余量，其余面加工到位，钻圆周上3均布的外圆孔，以专门的内孔油槽粗、精铣刀粗、精铣内孔油槽，以回油槽插刀加工内孔回油槽，铣端面防转槽、端面油槽，工艺搭子处连接槽切至0.5-1mm，精车工件小端外圆、台阶面，以及工件内孔至要求，铣端面油楔，并在主轴上打表测量深度满足图纸要求后再割断工艺搭子(图5a、图5b，图6a、图6b，按长度要求割断，留小端加工余量)；
4)使用浮动套车工具，以内孔定位，端面压实，为避免压伤零件，采用圆压板增加接触面积，且要求压板平面度较高，防止压紧变形，车浮动套小端面保证图纸要求，如图7；
5)使用浮动套内孔铣工具，外圆定位，端面防转槽限位，找正内孔、大端端面在要求范围内(大端端面除了有油楔面部分，靠近外圆还有一段平整段，要求同时找正)，为避免压伤零件，采用铜压板，按数控程序铣内孔油楔面，并在主轴上打表，确认油楔面沉深满足图纸要求后再取下零件，如图8；
6)去所有锐边毛刺，并按图纸要求进行刻字。
本工艺方案要求采用合适的工艺路线，特定的加工刀具，留取工艺搭子并限定工艺搭子割断方案，工序内限定加工顺序保证达到零件加工要求，解决了零件加工过程中容易出现的装夹变形、加工变形等问题，能满足该类轴向防转轴承的设计要求。
理论依据a：根据零件本身结构特点，在一次装夹过程中完成端面、外圆、内孔、端面油楔、内孔油槽及回油槽的加工，可保证其互相之间的相对位置关系，且可利用预留工艺搭子的方式装夹，避免零件本体因装夹产生变形，从而保证零件满足设计要求，满足使用性能要求；
理论依据b：内孔油楔面与油槽结构间相对位置要求不算特别高，但依照其使用状态可知仍然需要保证，可利用端面槽对其进行限位，在加工过程中利用工装进行保证；
理论依据c：车、铣复合中心可进行较高精度的车削加工和普通铣削、钻孔加工，在该零件中即可完成对零件的大部分加工，且满足其精度要求；
理论依据d：利用数控铣削加工中心，使用铣削工装，找正内孔基圆与定位工具在要求范围内，按程序点进行铣削，通过主轴打表能够直观反映出内孔油楔面铣削情况，满足图纸要求。
具体解决方案：
根据上面的理论分析，通过多套方案、方法调整验证，为该类型轴向防转浮动套的加工制造，找到了一套可靠、稳定的加工方法，成功解决了上述难题。
首先利用预留工艺搭子的方式解决装夹变形问题，且工艺搭子与零件主体之间连接部位要求尽量薄，且开槽释放内应力要在粗加工中完成，避免精加工过程中由于内应力释放引起零件局部变形；
然后在车、铣复合加工机床上完成内孔、外圆、端面、端面油楔、端面槽、孔、内孔油槽及回油槽的加工，其中内孔油槽及回油槽由于其结构特殊使用专用刀具完成加工，且内孔油槽加工完成后才能最终精加工外圆、内孔基圆，端面槽加工完成后才能将端面加工至图纸尺寸，避免大余量铣削过程引起变形。端面油楔加工中要求主轴打表，自查端面油楔沉深满足图纸要求后才能割断工艺搭子，取下零件；
最后使用内孔油楔面铣工具，以外圆和端面定位，端面槽限位，找正内孔基圆和大端面，按程序铣削内孔油楔面，满足图中要求，加工过程中要以内孔基圆为准，主轴打表验证油楔面沉深要求后才能取下零件。
该制造方案的成功实施，解决了新型轴向防转轴承的加工难点，为低速柴油机用轴流增压器的开发与应用提供了技术保障，增加了其使用寿命。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种轴向防转轴承的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、车床粗加工，包括：
S11、夹持工件大端外圆，粗车工件小端外圆、台阶面，并切掉工件小端端部的大余量，留工艺搭子，工艺搭子的切槽连接处厚度留2-3mm；
S12、夹持工艺搭子外圆，粗车工件大端外圆、端面；
S2、夹持工艺搭子外圆，在车、铣复合中心进行加工，包括：
S21、半精车工件小端外圆、台阶面，工件大端外圆、端面，以及工件内孔；
S22、钻工件小端圆周上三个均布的外圆孔，然后以专用的内孔油槽粗铣刀粗铣内孔油槽，再以专用的内孔油槽精铣刀精铣内孔油槽；
S23、以回油槽插刀加工工件的内孔回油槽；
S24、铣工件台阶面上均布的端面防转槽、端面油槽；
S25、切工艺搭子的切槽连接处至厚度为0.5-1mm；
S26、精车工件小端外圆、台阶面，以及工件内孔；
S27、铣工件大端的端面油楔面；
S28、切断工艺搭子；
S3、使用车工具，以工件内孔定位，压板压紧工件大端，车工件小端端面；
S4、使用内孔铣工具，以工件小端外圆定位，通过端面防转槽限位，压板压紧工件大端，找正工件内孔及大端面，铣内孔油楔面。
2.根据权利要求1所述的一种轴向防转轴承的加工方法，其特征在于：步骤S1中，工件径向留0.8-1.5mm加工余量，轴向留1-1.5mm加工余量。
3.根据权利要求1所述的一种轴向防转轴承的加工方法，其特征在于：步骤S21中，工件小端外圆、台阶面，以及工件内孔留0.1-0.2mm加工余量。
4.根据权利要求1所述的一种轴向防转轴承的加工方法，其特征在于：步骤S22中，专用的内孔油槽粗铣刀、内孔油槽精铣刀尺寸对应内孔油槽的尺寸制作。
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