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軸承箱加工新思路

2018-03-14

陸雪梅
（江蘇金通靈流體機械科技股份有限公司）

　　軸承箱是風(fēng)機傳動組的主要組成部分，一般采用鑄鐵件，鑄件質(zhì)量須符合JB/T6887—1993風(fēng)機用鑄鐵件技術(shù)條件。其形狀復(fù)雜，工藝難度大，精度要求高。尤其是軸承孔的尺寸精度和同軸度，對于風(fēng)機運行的可靠性至關(guān)重要，應(yīng)作為質(zhì)量管理點予以監(jiān)控。

　　一、通風(fēng)機機械運轉(zhuǎn)試驗內(nèi)容和要求

　　1、機械運轉(zhuǎn)試驗應(yīng)按GB13275—91規(guī)定執(zhí)行，風(fēng)機應(yīng)在無載荷情況下起動。連續(xù)運轉(zhuǎn)時間在軸承溫升穩(wěn)定后不得少于20min，在軸承表面測到的軸承溫度一般不得高于環(huán)境溫度40℃。

　　2、軸承部位的振動速度有效值不得超過6.3mm/s，符合JB/TQ334—87通風(fēng)機振動精度規(guī)定。

　　二、通風(fēng)機運轉(zhuǎn)中的主要故障

　　通風(fēng)機運轉(zhuǎn)中的主要故障有：①軸承箱劇烈振動。②軸承溫升過高。③電動機電流過大和溫升過高。

　　三、軸承箱加工工藝要求

　　軸承箱加工質(zhì)量的好壞對風(fēng)機運行的可靠性至關(guān)重要。針對通風(fēng)機，我公司機械運轉(zhuǎn)試驗標準規(guī)定，軸承部位的振動速度有效值不得超過4mm/s。

　　而針對低溫升蒸汽壓縮機這一高端裝備，我公司機械運轉(zhuǎn)試驗標準規(guī)定，軸承部位的振動速度有效值不得超過2.3mm/s，從技術(shù)上對軸承箱加工提出了嚴格的高要求。

　　軸承箱的結(jié)構(gòu)型式因機號大小和用途而異，有整體與剖分結(jié)構(gòu)，水冷與風(fēng)冷以及軸承座（Y5-47型）型式之分。

　　針對整體式軸承箱，一般工藝流程為：鑄件退火→劃線、銑（刨）→鉆孔→粗鏜→精鏜→劃線、鉆孔→檢驗。

　　四、影響尺寸及位置精度的主要因素及改善措施

　　1、測量誤差
　　由于量具制造誤差、測量方法誤差等引起。
　　改善措施：根據(jù)精度要求，合理選用測量方法及量具量儀；正確使用量具，控制環(huán)境溫度。

　　2、機床誤差
　　包括機床幾何誤差、機床熱變形與受力變形造成的誤差。
　　改善措施：提高機床幾何精度；減小或補償機床熱變形及受力變形。

　　3、刀具誤差
　　包括刀具幾何形狀制造誤差與刀具安裝誤差；刀尖尺寸磨損等。
　　改善措施：提高成形刀具刀刃的制造精度；提高刀具安裝精度；改進刀具材料；選用合理切削用量；以及自動補償?shù)毒吣p。

　　4、工件定位基準面誤差，找正誤差
　　改善措施：提高定位基準面、找正基準面的精度。

　　5、工件定位基準和設(shè)計基準不重合
　　改善措施：提高設(shè)計基準與定位基準之間的位置精度。

　　6、工件殘余應(yīng)力
　　加工時破壞了殘余應(yīng)力的平衡；工件殘余應(yīng)力處于不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
　　改善措施：粗、精加工分開；進行時效處理。

　　7、工藝系統(tǒng)熱變形
　　包括機床熱變形、工件熱變形和刀具熱變形，以及工件加工剛結(jié)束時所測量的尺寸不能反映工件的實際尺寸。
　　改善措施：尋找熱源，減少發(fā)熱，移出、隔離、冷卻熱源；機床熱平衡后再加工；進行充分有效的冷卻；減小刀桿懸伸長度，增大刀桿截面；粗、精加工分開；根據(jù)工件熱變形規(guī)律，測量時適當(dāng)補償，或在冷態(tài)（室溫）下測量。

　　8、工藝系統(tǒng)受力變形
　　毛坯余量不均或材料硬度不均引起切削力變化，使毛坯的形狀誤差部分地復(fù)映到工件上；以及傳動力、慣性力、重力和夾緊力的影響。
　　改善措施：改進刀具幾何角度以減小切削抗力；安排預(yù)加工工序；合理選擇夾緊方法和夾緊力大小。

　　五、工藝改進試制方案

　　附圖所示為低溫升蒸汽壓縮機軸承箱零件結(jié)構(gòu)，工件材質(zhì)為QT500-7，兩軸承室尺寸不同，其對軸承箱的加工同軸度要求為0.03mm之內(nèi)，表面粗糙度值Ra=0.8μm。針對此工件的技術(shù)要求，全面考慮影響軸承箱尺寸精度及位置精度的主要因素，對原先的軸承箱機加工工藝流程進行了改進。

　　確定新的工藝試制方案為：鑄件退火→二次退火→劃線，粗、精銑（留磨削余量或數(shù)控銑削余量）→粗鏜→退火→磨（或數(shù)控銑）→數(shù)控半精鏜→放置一夜（自由狀態(tài)）→三坐標測量儀檢測→數(shù)控精鏜→三坐標測量儀檢測→數(shù)控鏜鉆孔→劃線、鏜鉆孔→劃線、鉆孔→檢驗。

　　六、試制及驗證

　　1、外協(xié)需退火處理的鑄件，回公司后進行二次退火
　　進一步消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，細化均勻組織，降低硬度，改善切削加工性能。

　　2、粗、精銑軸承箱底腳面和上平面，留磨削余量或數(shù)控銑加工余量0.3～0.5mm

　　3、粗鏜，留半精鏜、精鏜余量3mm；而后進行三次退火
　　進一步消除鑄件內(nèi)應(yīng)力。

　　4、磨加工（或數(shù)控銑）軸承箱上平面、底腳面，表面粗糙度值Ra=0.8μm，提高定位基準面精度。

　　5、數(shù)控半精鏜
　　兩軸承室工藝要求加工尺寸分別為φ259+0.036-0.016mm、φ199+0.030-0.016mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm；左端面表面粗糙度值Ra=1.6μm；其余各部位均留精鏜加工余量1mm。工藝要求規(guī)定半精鏜Z后一刀時，留光刀余量0.2mm。半精鏜加工后，將工件放置一夜（壓緊用螺栓需全部松開），第二天采用三坐標測量儀進行尺寸精度及位置精度檢測。

　　采用數(shù)控半精鏜加工，以提高機床幾何精度。采取調(diào)頭鏜加工，以減小刀桿懸伸長度、增大刀桿截面；采用數(shù)控進口刀具；選用合理切削用量；進行充分有效的冷卻；對兩軸承室及左端面進行尺寸精度及位置精度控制及驗證，可為精鏜加工提供經(jīng)驗，同時可以提高找正基準面精度。

　　6、校正、數(shù)控精鏜
　　精鏜加工時操作方法及注意點同（5）數(shù)控半精鏜。數(shù)控精鏜后采用三坐標測量儀進行尺寸精度及位置精度檢測。

　　通過工藝改進試制和三坐標測量儀驗證，成功加工出符合技術(shù)要求的軸承箱。

　　七、確定工藝方案
　　在工藝改進試制方案運行成功的基礎(chǔ)上，我們確定出軸承箱的加工工藝方案。該工藝方案對數(shù)控半精鏜加工作出新的工藝要求，各部位均留精鏜加工余量1mm。而后將工件放置一夜（壓緊用螺栓需全部松開），第二天進行數(shù)控校正、精鏜。精鏜操作方法及注意點同工藝試制時的數(shù)控精鏜。采用三坐標測量儀進行尺寸精度及位置精度檢測。

　　Z終確定工藝方案為：鑄件退火→二次退火→劃線，粗、精銑（留磨削余量或數(shù)控銑削余量）→粗鏜→退火→磨（或數(shù)控銑）→數(shù)控半精鏜（各部位留余量1mm）→放置一夜（自由狀態(tài)）→第二天數(shù)控校正、精鏜→三坐標測量儀檢測→數(shù)控鏜鉆孔→劃線、鏜鉆孔→劃線、鉆孔→檢驗。