鋁鎂輥與鋼件軸復(fù)合體的加工分析*

李忠虹, 湯水菊

(常州寶菱重工機械有限公司, 江蘇 常州 213019)

鋁鎂輥與鋼件軸復(fù)合體的加工分析*

李忠虹, 湯水菊

(常州寶菱重工機械有限公司, 江蘇 常州 213019)

分析了鋁鎂合金輥與兩端鋼件軸頭復(fù)合件的特點及技術(shù)要求，針對工件的加工及拼裝中的難點，提出切實可行的工藝措施和加工方法，解決了鋁鎂輥材質(zhì)軟和拼裝兩端軸頭同軸度0.02的難題。

機械加工； 同軸度； 鋁鎂合金輥； 拼裝工藝

引 言

常州寶菱重工機械有限公司承制兩種不同材質(zhì)拼裝的復(fù)合件，其加工特點為：本體材料塑性好、材質(zhì)軟，兩種不同的材質(zhì)拼裝后同軸度要求0.02。

1 產(chǎn)品特點及主要加工難點

拼裝后的復(fù)合件如圖1所示，本體材質(zhì)為：A5083-0實心鋁鎂合金輥(如圖2所示)，兩端為45鋼軸頭(如圖3所示)。

圖1 復(fù)合件

圖2 A5083-0實心鋁鎂合金輥(單位:mm)

復(fù)合件的特點是：

(1)本體為鋁鎂合金：材料的塑性好，加工中很容易碰傷或劃傷等。

(2)本體外圓鋁氧化：鋁氧化過程中，不允許有任何的鋼件，故不能將軸頭裝在本體上同時磨削。

(3)同軸度0.02 ：從技術(shù)上講，本體與兩端軸頭分別加工成成品后直接拼裝，即可保證同軸度。但對單個零件的尺寸和形位精度的加工要求都非常高?？紤]到加工過程中，零件難免出現(xiàn)一些偏差，因此在兩軸頭預(yù)留出適當?shù)哪ハ髁浚囱b后再磨削。這樣可降低加工風險。

(4)拼裝面為過渡配合 ：由于裝配材料硬度不同，敲擊極易引起鋁件變形。

圖3 兩端45鋼軸頭

2 加工流程及工藝措施

2.1 加工流程

為了保證產(chǎn)品精度和質(zhì)量，針對產(chǎn)品加工難點進行技術(shù)攻關(guān)，選用最合理有效的加工工藝：

2.1.1 本體拼裝前工藝流程

毛坯——鉆中心孔——粗車外圓，留余量3 mm——上中心架平兩端面，留余量1 mm，粗鏜司必克，鉆兩端中心孔——鉆、攻兩端司必克螺孔(中心孔暫不加工)——半精車外圓，留余量1 mm ——上中心架平總長，精鏜兩端司必克——精車外圓——非鋁氧化涂漆——鋁氧化——鉆、攻中心孔，旋入螺套。

2.1.2 軸頭拼裝前工藝流程

粗車——調(diào)質(zhì) ——半精車——粗磨——銑鍵槽、槽，點孔——鉆孔——精車配合外圓。

2.1.3 拼裝工藝流程

液態(tài)氮冷凍軸頭——用等力距扳手緊固、拼裝。

2.1.4 拼裝后工藝流程

磨床檢測同軸度——超差，上車床車修中心架檔——重修兩中心孔——重新檢測，磨削軸頭——檢驗。

2.2 工藝措施

2.2.1 本體中心孔加工

本體鋁氧化前，中心孔的螺孔不加工，只允許鉆兩端中心孔；由于鋁材質(zhì)較軟的特性，加工螺孔后到頂尖倒角時，鋼件的頂尖將破壞螺孔孔口倒角，故僅鉆中心孔這一步驟非常關(guān)鍵。

2.2.2 本體精加工

本體外圓已加工為成品后絕對不能上中心架加工，因為在零件旋轉(zhuǎn)過程中，外圓會與中心架架腳不停地摩擦，由于其塑性非常好，外圓接觸的部位極易磨損，導致尺寸變小，而且產(chǎn)生一定的色差。故應(yīng)先將兩端司必克加工完畢，再頂兩端中心孔，最后精車外圓。 車削采用的刀具也不同于加工普通鋼件，應(yīng)選用正型7°后角鋁用刀片，刀片材料牌號K10。

2.2.3 復(fù)合體拼裝

由于裝配材料的硬度不同，為避免敲擊變形，所以采用冷凍裝配；為確保配合面受力均勻，采用扭矩扳手緊固，有效保證拼裝精度。

2.2.4 螺紋C形套的設(shè)計與運用

找正本體外圓時，盡量考慮本體與主軸箱體更近，有利于找正和校正。但兩端軸頭直徑小，剛性差(特別是長軸頭端)，故通過兩端設(shè)計M50×1.5 mm螺紋C形套(如圖4所示)，工裝開槽解決此問題：有彈性和易夾緊、不打滑，螺紋外端放在C630主軸內(nèi)，大大提高了工件的剛性和找正的準確性。

圖4 螺紋C形套(單位:mm)

2.2.5 兩端中心孔查找

為確保本體與兩軸頭同軸度0.02，找正后鉆兩端中心孔很關(guān)鍵。示意圖如圖5所示，C630 四卡爪盤夾持在C形套上，四卡爪校正左端，頂尖處用銅皮加墊，確保用千分量程表測出的本體兩側(cè)同軸度≤0.01，車軸徑中心架檔，再上中心架，鉆兩端中心孔A8。

圖5 找正示意圖

3 實施效果

通過采取以上工藝措施，同時在加工環(huán)節(jié)嚴格把關(guān)，避免在加工環(huán)節(jié)中拉毛、碰傷等，特別是巧妙地利用了C形套裝夾及找正本體，順利地加工完成了本復(fù)合體。

產(chǎn)品最終檢測：兩軸頭與本體同軸度達到0.02，滿足技術(shù)要求。

4 結(jié)束語

針對鋁鎂輥與鋼件軸復(fù)合體拼裝精度要求和鋁鎂合金的塑性好以及鋁氧化等特點，采取合理的、切實可行的加工方案及工藝措施，有效地解決了零件外圓易磨損、本體與軸頭同軸度0.02的技術(shù)難題，最大程度降低了產(chǎn)品的質(zhì)量風險，圓滿地完成了加工任務(wù)。

[1] 成大先. 機械設(shè)計手冊 [M]. 第4版，北京：化學工業(yè)出版社，2009.

[2] 陳宏鈞. 機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[3] 呂亞臣. 重型機械工藝手冊[M].哈爾濱：哈爾濱出版社，1998.

2015-08-04

李忠虹(1969—)，男，助理工程師。電話：13912328965

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