轴瓦尺寸链的换算

■陕西柴油机重工有限公司 （兴平 713105） 张景娟

轴瓦尺寸链的换算

■陕西柴油机重工有限公司 （兴平 713105） 张景娟

摘要：介绍轴瓦加工方法，分析加工工艺封闭环的选择对精度的影响，阐述内孔加工工艺设计和检测方法，重点讲述了轴瓦尺寸链的换算方法。

机械加工工艺的封闭环是由加工过程和加工方法所决定的，是最后形成、间接保证的尺寸。轴瓦的加工和检测，尺寸链换算是一个重要环节，其中封闭环的正确判断是解算工艺尺寸链的关键所在，工件加工方法不同，工序各个尺寸之间误差的综合和累积关系不同，对工件加工质量和稳定性有很大影响。

柴油机上主要的承载部位较多地采用滑动轴承，承受旋转轴上的载荷，这类轴承一般做成剖分的，剖分后的两半形似瓦片，故又称为轴瓦。因为轴瓦的两半式结构，其外圆、内孔机加工后无法再检测，如果加工精度差，装配时需反复刮研、试装以及测贴合度，影响装配质量和装机进度。本文主要介绍与加工工艺有关的轴瓦尺寸链的换算。

1. 轴瓦加工方法

某轴瓦（见图1）钢背内圆带耐磨合金层，具有高精度的外圆、内孔和端面。其主要加工工艺规程安排如下（部分孔、槽的加工省略）：

锻坯→粗精车端面、内孔、外圆、槽→车偏心孔及燕尾槽→浇铸合金→精镗内孔→切开成两半环(打配对号) →校正轴瓦→精铣接合面→精磨接合面（从下道工序开始到精镗内孔工序均为配对加工）→精车外圆（车磨心轴）→精磨外圆（车磨心轴）→精镗内孔（镗夹具）→去毛刺→终检。

从以上加工工艺过程可以看出，轴瓦是通过精磨外圆后，再以外圆定位，精镗内孔至尺寸及精度。精磨外圆工序是两半轴瓦套在车磨心轴装置上，用外圆磨床精磨外圆，保证直线度≤0.02mm、圆度≤0.02mm，尺寸链关系如图2所示。

图1　某轴瓦简图

图2　两半式轴瓦尺寸链简图

2. 封闭环的选择对精度的影响

轴瓦的加工是两半合在一

起，通过夹具定位，精加工出来外圆和内孔。有些工艺员常犯的错误是仅按照图样尺寸，前道工序精磨外圆至φ410h6mm，精镗内孔时，不考虑加工方法和检测手段，把壁厚当成了封闭环，按照封闭环的公差=增环的公差+减环的公差，由图1中的尺寸，壁厚的公差=外圆的公差+内孔的公差，得出壁厚的公差为0.04+0.04=0.08（mm）。稍加分析可知，这样计算出的结果是错误的，因为简单地按照外圆的公差值0.04mm计算尺寸链，无法保证外圆直线度0.02m m、圆度0.02mm的要求，更不能保证内孔与外圆的同轴度φ0.04mm。

3. 内孔加工工艺设计和检测方法

在实际加工中，既要充分考虑加工方法和检测手段，还要顾及外圆的形状精度以及内孔对外圆的位置精度。轴瓦内孔的检测方法是：每副轴瓦通过测量外圆的实测值（在线检测）和壁厚，间接来保证内孔的精度，因此内孔是封闭环，外圆是增环，壁厚（两个）是减环，由内孔的公差为0.04mm，得出封闭环的公差是0.04mm。按照封闭环的公差=增环的公差+减环的公差，即外圆的公差+两个壁厚的公差必须≤0.04mm，所以设计精磨外圆加工工序时，必须压缩外圆的加工精度。

具体工艺方法是：在精磨外圆工序中，轴瓦配对加工，根据我们多年的轴瓦加工经验，工序设计外圆的加工公差控制在0.005 ～0.01mm，即保证外圆的直线度≤0.01mm、圆度≤0.01mm，每副在线临床检测外圆实测值，检查员认真填写工序检测卡，每副配对号对应一个具体的实测值，外圆实测值定义为Do。在精镗内孔工序中，轴瓦在卧式镗床上以精磨的外圆定位于镗夹具上，直接调整镗轴找正中心在0.01mm以内，精镗内孔。在外圆实测值的基础上，通过测量壁厚的方法来间接保证轴瓦内孔直径尺寸。假设外圆的实测值为φ409.97～φ409.98mm，取中间值，则外圆的实测值取值为φ409.975mm。

单个壁厚的计算公式为

则

单个壁厚的公差为19.828-19.808 = 0.02（mm），测量时多处采点，只要轴瓦单个壁厚公差不超过0.02mm，则内孔即满足图样规定的精度。

4. 结语

从以上加工工艺性和计算的结果可知，这种通过壁厚测量法来间接保证内孔精度的方法，符合轴瓦内、外圆的尺寸精度、形状精度和位置精度要求。值得一提的是，对于外协加工的轴瓦，入厂检验只能测量壁厚尺寸，报验清单上如果没有外圆的实测值，就会存在很大的质量隐患，它的同轴度、内外圆精度是否保证不得而知，而轴瓦同轴度差，则在工况下容易产生异常磨损，影响跑合性，严重地甚至烧瓦，所以无论自制件还是外协加工件，检验清单上要有一一对应的外圆实测值。

封闭环不同会带来不同的结果，尺寸链的换算不是简单地套用公式，特别是轴瓦的尺寸链换算，要综合考虑加工方法、配对加工的特殊性、形状和位置精度等多方面因素。

参考文献：

[1]孟少农. 机械加工工艺手册［M］.北京：机械工业出版社，1996.

专家点评

文章中所述的这种轴瓦尺寸链换算的例子较典型，难点在于准确判断尺寸链的封闭环，怎样合理地分配形位公差，该文在这两点上描述得较清晰，对检验人员和加工人员有较大的指导意义。

收稿日期：（20150518）