高精度雙間隙鋁襯套孔研磨加工

王建朋

摘要：本文選取典型雙間隙鋁襯套零件，通過(guò)分析襯套結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)及難點(diǎn)制定一套適合該零件的加工方法，具體是：以手工臥式研磨形式通過(guò)使用同軸度研磨器粗研襯套孔保證其同軸度，最后單獨(dú)精研襯套孔，保證孔尺寸和技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：雙間隙鋁襯套孔;同軸度研磨器;粗研;精研

0? 引言

鋁襯套類(lèi)零件是制造行業(yè)里最常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)，它一般與活門(mén)配套，通過(guò)引導(dǎo)活門(mén)移動(dòng)調(diào)節(jié)油量、機(jī)構(gòu)的位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)某一功能，因此襯套類(lèi)零件被大量應(yīng)用在航空、航天、工程機(jī)械等領(lǐng)域。

襯套的主要特征有：外圓、軸肩、（內(nèi)、外）環(huán)形槽、（內(nèi)、外）螺紋、孔等，因鋁材切削性能良好，一般特征要素加工方法相對(duì)成熟穩(wěn)定，但鋁材易變形，高精尖孔徑尺寸、形位公差同軸度、圓柱度的加工及其困難。本文通過(guò)選取我廠典型的某一高精度雙間隙鋁襯套孔零件，通過(guò)分析零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度和技術(shù)要求并結(jié)合現(xiàn)有的加工工藝詳細(xì)描述該類(lèi)襯套孔超精加工工藝方法和加工流程。具體思路是：首先在臥式研磨機(jī)床上通過(guò)同軸度研磨器去除雙間隙鋁孔余量、修型保證兩孔同軸度不大于圖紙規(guī)定的二分之一;另外，分別采用單獨(dú)研磨器進(jìn)一步提高雙孔圓柱度并將孔尺寸加工至圖紙要求，最終實(shí)現(xiàn)高精度雙間隙鋁襯套類(lèi)零件多孔的超精研加工。

1? 案例分析

1.1 零件結(jié)構(gòu)分析

零件名稱：襯套;

零件材料：6061-T6 GB/T3191-1998;

表面處理：硬質(zhì)陽(yáng)極化;

零件結(jié)構(gòu)：如圖1。

圖1為雙間隙配合的襯套零件，除硬質(zhì)陽(yáng)極化（見(jiàn)孔①、③表面）外，其余表面進(jìn)行鉻酸陽(yáng)極化。襯套研磨面由孔①、③組成（見(jiàn)圖1粗實(shí)線標(biāo)識(shí)處）其中孔①研磨面被6個(gè)徑向環(huán)形槽隔開(kāi)為通孔;孔③研磨面被1個(gè)徑向環(huán)形槽隔開(kāi)為盲孔。

1.2 尺寸技術(shù)要求

1.3 加工工藝分析

如圖1所示該襯套為鋁合金，孔①、③是加工面且表面滲有硬質(zhì)陽(yáng)極化層，滲層單邊露出基體厚度0.02～0.0275mm，因襯套材料，細(xì)微鋁削會(huì)擠爆砂輪且滲層表面脆性高、易崩塊、現(xiàn)階段磨削工藝還不成熟，首先排除磨床高速磨削方式，首選超精磨削方式。

2? 超精加工工藝方法和加工流程

2.1 制定研磨加工方案

針對(duì)雙間隙襯套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，結(jié)合以往的加工經(jīng)驗(yàn)，本文分四個(gè)步驟完成襯套孔①、③的加工，見(jiàn)圖2。

2.2 具體實(shí)施過(guò)程

2.2.1 加工準(zhǔn)備

①檢查零件是否有“三傷”、報(bào)廢件（對(duì)刀件）標(biāo)識(shí)是否正確;

②檢查加工設(shè)備是否良好并備齊圖紙、工裝;

③研磨工具準(zhǔn)備：研磨套的修整工具、夾持器各1副;外圓研磨套、內(nèi)孔研磨工具、研磨桿各2根（錐面與研磨套內(nèi)錐要配合）;

④研磨膏的準(zhǔn)備：研磨膏規(guī)格W14。

2.2.2 粗研雙間隙鋁襯套孔

粗研孔的目的：去除孔①、③余量、校正孔①對(duì)孔③同軸度不大于0.005mm。具體過(guò)程如下：

①調(diào)修同軸度研磨器，見(jiàn)圖3。

1）將研磨機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整至300r/min;

2）裝夾同軸度研磨桿至研磨機(jī)，將研磨桿的跳動(dòng)調(diào)整至目視無(wú)明顯跳躍，允許以鋁棒輕微敲擊的形式進(jìn)行;

3）在研磨桿頭部安裝襯套孔①、③的專(zhuān)用研磨器，使兩孔至研磨器的距離不超過(guò)0～7mm;

4）修整同軸度研磨器：用平板銼將孔①、③研磨器的溝槽和尖邊毛刺去除干凈并將研磨器兩端棱邊修磨倒圓R0.5mm。

將研磨膏W14均勻涂覆在研磨器上，再用外圓Ф20研磨套修整同軸度研磨器，一直修整至倒錐，同時(shí)保證研磨器的圓柱度在0.005mm，尺寸在Ф19.98～Ф19.985mm;用Ф12的外圓研磨套修整孔①研磨器，因孔①是臺(tái)階通孔，研磨器的長(zhǎng)度要大于孔③長(zhǎng)度的一半（研磨器總長(zhǎng)為40mm），圓柱度修整在0.005mm，尺寸在Ф11.98～Ф11.985mm，完后將研磨桿清洗干凈。

②粗研雙孔①、③，見(jiàn)圖4。

實(shí)際加工流程：

1）將機(jī)油加入干凈的W14研磨膏里稀釋為粘稠狀。

2）使用同軸度研磨器加工孔①、③。

先調(diào)節(jié)兩孔與研磨器的松緊程度。兩孔與研磨器的松緊程度應(yīng)適中。注意不能過(guò)松，防止同軸度■超差。

在加工過(guò)程中，由于孔③的實(shí)體面積比孔①大。研磨器的磨損程度更快。在敲擊研磨器時(shí)，兩孔的松緊程度不一樣。孔③緊度會(huì)比孔①的大。起矯正同軸度的目的。所以需要我們隨時(shí)修整研磨器。用內(nèi)徑20mm的研磨環(huán)對(duì)孔研磨器外圓進(jìn)行修整。并用千分尺測(cè)量孔③與孔①的研磨器外徑誤差在0.005mm以內(nèi)。這樣循序漸進(jìn)，從而保證兩孔的同軸度在0.005mm。由于同軸研磨方法對(duì)孔的圓柱度和尺寸無(wú)法保證，因此必須留0.005-0.01mm的余量來(lái)進(jìn)行精研。

3）清洗后測(cè)量?jī)煽淄S度，將萬(wàn)能表裝夾在磁力表架上并在平臺(tái)上測(cè)量，專(zhuān)用芯棒的一端插入孔③，芯棒的另一端用手按在V型塊上，萬(wàn)能表表頭插入孔①，旋轉(zhuǎn)零件一周從而保證兩孔同軸度在0.01范圍內(nèi)。如不滿足0.01需反復(fù)的使用同軸度研磨工具加工直到兩孔的同軸度達(dá)到0.01為止。

③精研孔，見(jiàn)圖5。

精研孔①：孔①為窄臺(tái)的臺(tái)階孔，窄臺(tái)去余量速度快?？椎臏喜廴菀锥逊e研磨膏，造成尺寸超差。在調(diào)節(jié)孔與研磨器的松緊程度時(shí)要特別注意，太緊了會(huì)造成孔的粗糙度和尺寸超差。只要將研磨器調(diào)整到有一點(diǎn)緊度即可，這樣既能保證孔尺寸在合格的范圍內(nèi)又能保證圖紙粗糙度和圓柱度。

精研孔③：孔③是2個(gè)串連孔和盲孔組成的，它的難點(diǎn)在于孔口塌邊和孔底部尺寸小，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，就要用外圓研磨環(huán)修整內(nèi)孔③研磨器，把內(nèi)孔研磨器修整成倒錐（用千分尺測(cè)量保證底端直徑比口部直徑大0.005mm），孔與研磨器的松緊程度有小點(diǎn)即可，這樣循序漸進(jìn)保證零件的尺寸和表面粗糙度及圓柱度。

3? 研磨臺(tái)階孔注意事項(xiàng)

首先，研磨時(shí)，因手握持襯套外表面，手掌粘連的研磨膏與襯套外表面摩擦致使鉻酸陽(yáng)極化脫落，因此研磨過(guò)程應(yīng)用膠帶纏過(guò)襯套表面，整批零件加工完成后集中去除并用清洗劑浸泡;

其次，孔①、③表面必須保持光潔銳邊，因此粗、精研磨時(shí)，一定注意將研磨器兩端棱邊倒圓R0.5mm且研磨移動(dòng)速度不大于20mm/min;

最后，整個(gè)加工過(guò)程為磨粒超精研磨，因此每加工1件襯套必須進(jìn)行清洗，在內(nèi)窺鏡下觀察無(wú)研磨膏后將零件浸泡待轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)取出并轉(zhuǎn)入加溫煤油浸泡和超聲波清洗工序。

4? 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，高精度雙間隙孔研磨的襯套并不多，通過(guò)對(duì)襯套的加工，熟悉了此類(lèi)零件的研磨方法，以及對(duì)雙間隙襯套結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。在類(lèi)似的零件研磨過(guò)程中，就可以避免出現(xiàn)報(bào)廢的隱患，提高產(chǎn)品質(zhì)量和加工穩(wěn)定性。

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