重型滾齒機主軸靜壓軸承研磨工裝設(shè)計

張建州

（威海華東重工有限公司 技術(shù)中心，山東 威海 264200）

1 軸瓦加工要求

我公司通過引進德國希斯莊明技術(shù)制造重型、超重型數(shù)控滾齒機，該系列數(shù)控滾齒機滾刀主軸采用靜壓軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求前后軸承軸瓦同軸度要求為0.005 mm，軸瓦表面粗糙度為Ra0.4（見圖1）。根據(jù)我公司現(xiàn)有加工設(shè)備情況，軸瓦的加工精度無法保證，必須設(shè)計一套手動靜壓軸承研磨工裝才能保證設(shè)計要求。

圖1 靜壓軸承結(jié)構(gòu)

2 靜壓軸承研磨工裝的設(shè)計

2.1 靜壓軸承的加工工藝方案分析

根據(jù)對我公司現(xiàn)有加工設(shè)備精度的復(fù)量及確認，采用如下工藝方案對靜壓軸承軸瓦面進行加工：1）粗加工前、后軸瓦內(nèi)孔及油腔，軸瓦內(nèi)孔留1 mm 加工余量；2）將粗加工后前后軸瓦通過冷裝的方式鑲進已加工完刀架體中；3）在一臺數(shù)控落地銑鏜床上進行前、后軸瓦面的半精加工，軸瓦內(nèi)孔預(yù)留0.06 mm 研磨量，將軸瓦面的同軸度保證在0.02 mm 以內(nèi)，表面粗糙度為Ra1.6；4）通過手動研磨工裝對前后軸瓦面進行研磨精加工，滿足軸瓦同軸度0.005 mm、表面粗糙度Ra0.4 的設(shè)計要求。

2.2 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計

手動靜壓軸承研磨工裝由研磨桿1、前研磨套2、后研磨套3、螺母4、限位螺釘5 及手動扳杠6 組成（見圖2）。研磨套與研磨桿1 之間采用錐面定位，在研磨桿1 左右兩端分別加工有1∶20 錐面；前研磨套2 及后研磨套3沿圓周方向均勻加工有六道尺寸一致凹槽（其中五條未開通，一條為徑向通槽），通過配磨錐面實現(xiàn)與研磨桿1的精確定心，并通過兩個螺母4 實現(xiàn)軸向定位。在前研磨套2、后研磨套3 與研磨桿1 之間安裝有限位螺釘5，利用限位螺釘5 來傳遞研磨時的扭矩。在研磨桿1 左右兩端還加工有通孔，手動扳杠6 安裝在通孔中，轉(zhuǎn)動手動扳杠6 即可實現(xiàn)研磨工裝與靜壓軸承軸瓦面之間的相對運動實現(xiàn)研磨。

2.3 工裝精度控制及使用方法

靜壓軸承研磨工裝要解決的關(guān)鍵問題是前后軸承軸瓦同軸度及表面粗糙度的問題，其中表面粗糙度通過研磨可以輕易解決，難點是同軸度問題。

要解決前后軸瓦同軸度的問題，首先要保證工裝自身的同軸度在0.005 mm 以內(nèi)。我們實際操作過程中工裝同軸度精度的控制方法如下：1）通過精密外圓磨床加工研磨桿1 兩端的1∶20 錐面，使其同軸度控制在0.003 mm以內(nèi)；2）以研磨桿1 兩端的1∶20 錐面為基準(zhǔn)，配磨前研磨套2 及后研磨套3 的內(nèi)錐面，控制兩錐面的接觸率均在75%以上，確保配合錐面定心可靠；3）將前研磨套2、后研磨套3、螺母4 及限位螺釘5 均安裝到研磨桿1 上，確保螺母4 及限位螺釘5 定位可靠；4）將裝配好的研磨桿組件安裝到精密外圓磨床上，磨削前研磨套2 及后研磨套3 外圓至尺寸，確保兩外圓同軸度在0.003 mm以內(nèi)。

因為研磨工裝重量較大，進行軸瓦研磨時，需將刀架體垂直放置。將研磨工裝垂直吊起，使調(diào)好的研磨膏均勻分布在前研磨套2 及后研磨套3 外圓上，緩慢地將研磨工裝放入刀架體靜壓軸承軸瓦中，安裝手動扳杠6，旋轉(zhuǎn)手動扳杠6，使研磨工裝與靜壓軸承軸瓦之間發(fā)生相對低速滑動，實現(xiàn)研磨加工。在研磨過程中，適當(dāng)預(yù)緊前后軸套螺母4，調(diào)整檢驗前研磨套2 及后研磨套3 的外徑數(shù)值及同軸度，確保研磨加工精度。當(dāng)前后軸承軸瓦內(nèi)徑數(shù)值為時，將研具工裝安裝到精密外圓磨床上，將調(diào)整后的前研磨套2 及后研磨套3 外徑尺寸加工至，并檢驗最終同軸度保證在0.003 mm 以內(nèi)。將調(diào)整后的研磨工裝放入刀架體靜壓軸承軸瓦中進行最終研磨，直至軸瓦內(nèi)孔直徑達到圖紙要求。

3 結(jié) 語

我公司使用該研磨工裝加工的數(shù)控滾齒機主軸靜壓軸承軸瓦經(jīng)實際驗證，軸瓦面完全滿足與主軸外圓柱面的配合要求，達到了主軸軸瓦的圖紙要求，不但保證了同軸度0.005 mm 及尺寸精度要求，而且表面粗糙度降到了Ra0.4 以下，順利完成了主軸軸瓦的加工。滾刀主軸最終裝配完成的端面及徑向跳動分別為0.008 mm 及0.006 mm，完全達到了設(shè)計要求。

［1］ 馮道.機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊［M］.合肥：安徽新華音像出版社，2005：1648-1658.