铝镁辊与钢件轴复合体的加工分析*

2015-03-22李忠虹汤水菊

现代冶金 2015年5期

关键词：轴头精车同轴

李忠虹, 汤水菊

(常州宝菱重工机械有限公司, 江苏常州 213019)

铝镁辊与钢件轴复合体的加工分析*

李忠虹, 汤水菊

(常州宝菱重工机械有限公司, 江苏常州 213019)

分析了铝镁合金辊与两端钢件轴头复合件的特点及技术要求，针对工件的加工及拼装中的难点，提出切实可行的工艺措施和加工方法，解决了铝镁辊材质软和拼装两端轴头同轴度0.02的难题。

机械加工；同轴度；铝镁合金辊；拼装工艺

引言

常州宝菱重工机械有限公司承制两种不同材质拼装的复合件，其加工特点为：本体材料塑性好、材质软，两种不同的材质拼装后同轴度要求0.02。

1 产品特点及主要加工难点

拼装后的复合件如图1所示，本体材质为：A5083-0实心铝镁合金辊(如图2所示)，两端为45钢轴头(如图3所示)。

图1 复合件

图2 A5083-0实心铝镁合金辊(单位:mm)

复合件的特点是：

(1)本体为铝镁合金：材料的塑性好，加工中很容易碰伤或划伤等。

(2)本体外圆铝氧化：铝氧化过程中，不允许有任何的钢件，故不能将轴头装在本体上同时磨削。

(3)同轴度0.02 ：从技术上讲，本体与两端轴头分别加工成成品后直接拼装，即可保证同轴度。但对单个零件的尺寸和形位精度的加工要求都非常高。考虑到加工过程中，零件难免出现一些偏差，因此在两轴头预留出适当的磨削量，待拼装后再磨削。这样可降低加工风险。

(4)拼装面为过渡配合：由于装配材料硬度不同，敲击极易引起铝件变形。

图3 两端45钢轴头

2 加工流程及工艺措施

2.1 加工流程

为了保证产品精度和质量，针对产品加工难点进行技术攻关，选用最合理有效的加工工艺：

2.1.1 本体拼装前工艺流程

毛坯——钻中心孔——粗车外圆，留余量3 mm——上中心架平两端面，留余量1 mm，粗镗司必克，钻两端中心孔——钻、攻两端司必克螺孔(中心孔暂不加工)——半精车外圆，留余量1 mm ——上中心架平总长，精镗两端司必克——精车外圆——非铝氧化涂漆——铝氧化——钻、攻中心孔，旋入螺套。

2.1.2 轴头拼装前工艺流程

粗车——调质 ——半精车——粗磨——铣键槽、槽，点孔——钻孔——精车配合外圆。

2.1.3 拼装工艺流程

液态氮冷冻轴头——用等力距扳手紧固、拼装。

2.1.4 拼装后工艺流程

磨床检测同轴度——超差，上车床车修中心架档——重修两中心孔——重新检测，磨削轴头——检验。

2.2 工艺措施

2.2.1 本体中心孔加工

本体铝氧化前，中心孔的螺孔不加工，只允许钻两端中心孔；由于铝材质较软的特性，加工螺孔后到顶尖倒角时，钢件的顶尖将破坏螺孔孔口倒角，故仅钻中心孔这一步骤非常关键。

2.2.2 本体精加工

本体外圆已加工为成品后绝对不能上中心架加工，因为在零件旋转过程中，外圆会与中心架架脚不停地摩擦，由于其塑性非常好，外圆接触的部位极易磨损，导致尺寸变小，而且产生一定的色差。故应先将两端司必克加工完毕，再顶两端中心孔，最后精车外圆。车削采用的刀具也不同于加工普通钢件，应选用正型7°后角铝用刀片，刀片材料牌号K10。

2.2.3 复合体拼装

由于装配材料的硬度不同，为避免敲击变形，所以采用冷冻装配；为确保配合面受力均匀，采用扭矩扳手紧固，有效保证拼装精度。

2.2.4 螺纹C形套的设计与运用

找正本体外圆时，尽量考虑本体与主轴箱体更近，有利于找正和校正。但两端轴头直径小，刚性差(特别是长轴头端)，故通过两端设计M50×1.5 mm螺纹C形套(如图4所示)，工装开槽解决此问题：有弹性和易夹紧、不打滑，螺纹外端放在C630主轴内，大大提高了工件的刚性和找正的准确性。