组焊式轴承架加工工艺

期刊目录网包装论文发表2020-06-17 08:52关注(1)

　　针对轴承架加工过程中出现的内孔精度超差问题，进行了原因分析，提出了工艺优化改进措施。经应用验证，改进后工艺方案能够有效控制加工变形，保证加工精度，提高了轴承架加工质量稳定性。

　　关键词：轴承架;加工质量;工艺改进

　　轴承架是支撑和固定轴承的重要部件，其质量优劣直接影响轴承的组装精度和产品质量的稳定性。在机械加工过程中，由于受到夹紧力、切削力、热变形、刀具磨损和工艺系统刚性，以及残余应力等因素的影响，很容易引起轴承架内孔变形、尺寸精度和几何精度超差等问题发生。山西煤矿机械制造股份有限公司在生产煤矿设备传动轴承架部件的过程中就遇到了内孔尺寸和圆柱度超差问题，为了提高轴承架的加工质量，对轴承架的加工工艺过程进行分析，从中找出变形的主要原因，改进加工工艺，以提高轴承架加工质量的稳定性和可靠性。

　　1轴承架及其工艺方案

　　(1)轴承架主要精度要求轴承架结构图如图1所示，轴承架由零件1、零件2组装焊接而成，其内孔直径较大，加工精度要求高，壁厚较薄。其主要精度要求：准440H7(+0.062)mm内孔(基准B)圆柱度为0.03mm，表面粗糙度Ra3.2μm;准520H8(+0.11)mm孔对基准B同轴度为0.03mm，表面粗糙度Ra3.2μm;准510g7(+0.022)mm对基准B同轴度为准0.03mm，表面粗糙度Ra3.2μm。(2)加工工艺方案轴承架加工分为零件加工和焊后组件加工两部分，其中组件车削工序是保证工件尺寸精度的主要工序，分粗、精加工，多工步加工成轴承架的内外端面、内孔、外圆、斜面、台阶、型腔等加工表面，具体工艺内容如表1所示.

　　2加工中出现的问题

　　(1)工件外圆135°斜面焊缝位置加工偶有加工量过大或加工量不足情况，135°斜面存在留有黑皮或缺肉情况;(2)精车内孔后临床测量尺寸均符合图纸要求，而加工完外圆后再测内孔，发现准440H7(+0.062)mm内孔距离孔口右端面100mm范围内出现尺寸增大超差现象，超差值不固定，在0.03～0.09mm;(3)工件加工完检测时，发现个别工件内孔端面的焊缝出现焊深和焊宽变小问题，对轴承架整体结构的刚性和强度有较大影响。

　　3分析问题产生原因

　　通过工件的实际检测结果，分析加工过程中问题产生的原因：(1)车削加工过程中未能合理分配轴向余量车削时如右端面切削过多，则会使135°焊缝斜面在轴向尺寸余量变少，出现加工量不足留有黑皮现象，同时也造成内孔端面切削过多，使内端面焊缝深度减小，影响焊缝强度;如右端面切削过少，则会使会135°焊缝斜面在轴向加工余量增多，内孔端面留有焊缝尺寸比要求尺寸大的情况发生。(2)工件结构不合理零件1、零件2之间轴向没有定位，组焊过程中容易出现轴向加工余量偏于某一端面情况，影响135°斜面和内孔焊缝端面的加工量，出现斜面加工量不足或过大情况，同时影响内孔端面焊缝的焊接深度，改变其焊接强度。(3)加工过程中的切削力和切削热引起的变形首先，在加工过程中检测发现斜面加工后温度要比其他加工面温度高，在室温20℃时，其测量温差为12℃~15℃，冬季室温8℃左右，测量温差为20℃~23℃。分析认为其原因主要是由于零件2加工时未对135°斜面进行粗加工，尤其是底部2块三角区域，造成轴承架135°斜面部位加工量很大，局部切削加工时间长，产生切削热集中，易引起该位置内孔的局部变形。当与轴向加工余量增多及焊缝过高情况叠加出现时，加工时间更长，切削热产生更多。其次，轴承架车削加工时，其切削力在外圆和内孔圆周方向都是均匀的，对变形影响很小，只有在加工外圆135°斜面时，因零件2外形不是圆形且有较大余量，会有部分断续切削情况，产生局部冲击力。为了验证分析是否合理，进行了工艺试验。在轴承架精车前增加135°斜面的半精车工序，去除该位置较多的加工余量，留1mm精加工余量，以减少切削热和冲击力的产生来源。经小批量试验，检测试验加工后工件内孔尺寸值，发现内孔变形量在0~0.01mm，可以满足图纸要求。证明内孔的局部变形主要由零件加工余量分配不合理，使135°斜面区域的切削应力和切削热集聚引起的。

　　4改进措施

　　(1)工艺结构改进对轴承架2个零件定位结构进行调整，增加轴向定位工艺台阶，不但可以保证端面加工余量的合理，也能有效确保内侧端面焊缝的焊接强度，结构改进如图2所示。(2)工艺方案改进通过以上的分析和工艺试验，综合考虑不降低精车工序生产效率，改进了轴承架的零件加工和组件焊接工艺，制定了新的工艺加工方案，如表2所示。

　　5结语

　　经批量加工验证，通过新工艺方案加工的轴承架能够有效控制加工变形，保证加工精度，能够保证批量加工质量稳定性，满足产能需求。

　　参考文献：

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　　作者：刘斌斌

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