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回转支承机械加工的问题与改进.pdf

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回转支承机械加工的问题与改进.pdf

2008年第37卷第6期工业科技回转支承机械加工的问题与改进顾惠斌,周威铎1.常州机电职业技术学院,江苏常州i131642.常州轻工职业技术学院,江苏常州23164摘要回转支承是160t吨铁路起重机的重要部件。本文对160t吨铁路起重机回转支承机械加工中存在的粗车崩刀,滚道面硬度偏低且淬硬层深度不均匀。齿圈三大件难以互换三个方面的问题进行了初步探讨,从改进工艺,提高加工质量和生产效率等方面入手,提出了严格控制坯料质量,严格控制进给运动各部分的间隙,合理的选择刀具材料与刀具几何参数,投入必要的更新改造资金,解决热处理设备问题,对回转支承加工设备进行了数控化改造等改进措施。关键词回转支承机械jDr改进措施O引言160t铁路起重机回转支承,主要由第一外圈、第二外圈和内齿圈三大件构成,其内有径向滚柱和推力滚柱分别承受巨大的径向力和轴向力。某主机厂机械加工采用的工序为粗车、半精车、热处理、齿轮加工、钻削加工、磨削加工,由于机械加工存在的问题,使得该产品的质量不稳定,生产效率低,互换性不好。1问题与改进1.1粗车崩刀粗车是回转支承机械加工头道工序在C5235立车上进行,车削时崩刀现象严重。1.1.1原因分析加工对象是50Mn轧制成形的大型环形坯外径3200,内径巾2800,厚度300,硬度为正火处理HB250300,抗拉强度647MPa,延伸率13%切削有粘性,有产生切削瘤的可能,从材料的切削加工性能方面来看不属难切削的范围。但是,毛坯外表面粗糙、不平整,有重皮、疤痕、缺肉等缺陷。所以粗车工序的初工步应视为荒车,次工步为粗车。崩刀主要在荒车时发生,应着眼于在荒车条件下解决崩刀问题。1.1.2改进措施1严格控制坯料质量,对来料检查鉴定,符合要求再送加工。检查项目应包括,内外圆尺寸和圆度,厚度差外观凹凸、重皮、缺肉硬度值和硬度差。2严格控制进给运动各部分的间隙。因加工对象粗糙切削不连续,切削刃承受较大的冲击和振动。要严格控制进给传动系统中丝杠与丝母间的轴向间隙,如果间隙过大,将成为了崩刀的直接原因。必须细心测其间隙大小,认真加以调整。在保证位动灵活的前提下,调整为0.05~O.06为宜。当纵向进刀车削内孔或外园时,刀架溜板必预锁紧当横向进刀车削端面时,滑枕必须锁紧。3合理的选择刀具材料与刀具几何参数。荒车时宜选用YG8的刀具材料,它强度高且抗冲击振动性好,车削断面表面不易崩刃,若采用切削油适当冷却效果更好粗车选YT5,半精车可采用YT15。选择主偏角为450的硬质合金焊接式车刀,采用0~50小前角,350负刃倾角,合理改善切削刃受力状态,提高其抗冲击和振动的能力,并在刀尖上做文章,增设刀尖负8O前角和宽度为2mm的二重主偏角2o0进一步起到保护刀尖的作用。此外,提高焊接质量,刀片槽三面封闭,装刀时注意减少悬伸长度,提高刀杆刚度等均有益于避免崩刀。4选择适当的切削参数。为减少切削时的冲击频数和力度,宜选用较大的背吃刀量和较小的切削速度和进给量,例如切削速度VC5m/min进给量f0.8mm/r背吃刀量dPI8~25mm将加工余量的大部分放在第一刀切入,减少了硬皮的冲击和摩擦,有利于荫滴刀_寿命./J、的进垦和切削速度使冲击力降低。1.2滚道面硬度偏低且淬硬层深度不均匀滚道俪中频淬火硬度及淬硬层深度是回转支承技术性能主要指标,回转支承滚道面要求淬火硬度HRC5560、淬硬深度2.43.8ram。如果滚道丽硬度偏低且淬硬层深度不均匀易导致回转支承过早失效。1.2.1原因分析首先是热处理设备精度等级不高,工艺参数调整困难,零件变形大。其次是受设备条件的限制,半精车和磨削工序仍然在C5235立车上进行,使肘酾苗立车加磨头的朗去嚼0加工。通用没备力口工精度低,对工的技术要求高,劳动强度大,加工时间长,磨削表面质量难以控制。因此,磨削加工余量大试制时端面与径向单边加工余量超过了3mm,磨削时磨去了部分有效淬硬层。1.2.2改进措施.1投入必要的更新改造资金,解决热处理设备问题。2短期内应考虑针对C5235立车在机械传动方面进行采用消隙齿轮减速和滚珠丝杆传动机构的改造,保证在车削回转支承时的传动精度。半精车时合理施加夹紧力,降低内应力,减少热处理后椭圆度的增加。磨削时应注意砂轮表面的修整,在保证不产生磨削烧伤和裂纹的情况下,适当提高磨削动力头的转速,降帕卫怍台砖速度,从而减,J湎粗糙度值。磨削加工余量端面单边应控制在0.8mm之内,径向单边加工余量应控制在1.5nun之内。3长期,应对回转支承加工设备进行了数控化改造,购置数控车削、数控磨削等专用设备,提高回转支承的数控加工工艺与装备水平。1.3不同组加工的第一外圈、第二外圈和内齿圈三大件难以互换同组加工的第一外圈、第二外圈和内齿圈三大件,一旦完成安装孔系的加工,就只能配对使用,不同组间难以互换。可能带来不必要的材料浪费等问题。1.3.1原因分析由于安装孔系采用划线定位,安装孔对基准面的位置度0.5难以保证,为保证第一外圈、第二外圈和内齿圈的三大件组装要求,安装孔系必须采用同组配对钻孔加工方案,其结果就是牺牲互换性。这是典型的修配工艺思想,适宜单件小批生产和新品种的安装孔制作。1.3.2改进措施1短期内在车型少,回转支承结构固定时,可采用设计制作专用钻夹具,提高安装孔位置度来解决。2长期生产,车型多,回转支承结构变化大时,应购置精度高,又具备柔性化生产特点的数控钻削专用设备,加工安装孑L系效果好。2讨论1滚道面加工工艺的完善是保证160t铁路起重机回转支承加工精度和表面加工质量的关键。2回转支承数控化生产是提高生产率和产品质量的有效途径。铁路起重机生产企业要注意加大设备更新改造力度,提高产品市场竞争力。参考文献【1】李正峰.数控加工工艺【M】.上海上海交大出版社,2004.【2】余云霓.回转支承的数控加工效果【J】.建筑机械,20021.【3】王茂元.机械制造技术【M】.北京机械工业出版社,2001.53

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