浮動盤的加工方法與流程

本發明涉及滑動軸承領域，特別是涉及一種浮動盤的加工方法。

背景技術：

浮動盤(即增壓器滑動軸承)從結構上來講，隸屬于軸承類零件，零件材料31crmov9，是渦輪增壓器關建零部件之一。在整機的運行過程中，浮動盤利用自身的端面油楔面產生油膜，對環形推力軸承和壓端軸承起到冷卻和潤滑的作用。浮動盤的質量，最核心的主要是油楔面的質量，直接影響著增壓器效率、燃油消耗、運行的可靠性，甚至會導致燒機等現象。根據加工圖紙分析，影響其最大的因素為零件形位公差超差，兩端油楔面和內孔油楔面的位置關系。此類產品的傳統生產模式，主要是通過國外進口，目前自主生產的經驗存在較多的空白，這樣嚴重制約了我國船舶事業的發展。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種國內自主生產的浮動盤的加工方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種浮動盤的加工方法，其特征在于，本方法包括以下步驟：

步驟1，熱處理；

步驟2粗車一

三爪夾外圓，去浮動盤a端的端面余量以及內孔余量；

步驟3粗車二

三爪撐內孔，去浮動盤b端端面余量以及外圓余量；

步驟4精車一

三爪撐內孔，精車a端面以及外圓，然后車外圓上的環形槽并清根，外圓上的環形槽作為后續加工端面油楔面用工藝搭子，然后浮動盤a端內孔倒角；

步驟5精車二

三爪夾外圓，精車b端端面以及內孔，以及b端內孔倒角；

步驟6平面磨一

翻磨兩端面；

步驟7鉗工研磨一

研磨兩個端面，保證兩端面的形位公差；

步驟8磨內孔

以端面為基準磨孔；

步驟9磨外圓；

步驟10劃線

按圖紙劃出兩端面油槽位置處的排屑槽中心線；

步驟11數銑一

采用加工中心銑a端端面油槽，并加工第一定位銷孔；

步驟12數銑二

利用第一定位銷孔定位，數銑b端端面油槽及內孔油槽，并加工第二定位銷孔；

步驟13線切割

割排屑槽；

步驟14平面磨二

精磨兩端面；

步驟15鉗工研磨二

研磨兩個端面，保證兩端面的形位公差；

步驟16平面磨三

利用第一定位銷孔、第二定位銷孔、工藝搭子定位，配合油楔面磨工具，磨削兩端面油楔面；

步驟17精車

車外圓至最終尺寸，去除工藝搭子、第一定位銷孔、第二定位銷孔；

步驟18鉗工去毛刺。

進一步地，所述步驟9中，利用錐度芯軸對浮動盤定位。

進一步地，所述步驟12中，利用銑工具對浮動盤定位，所述銑工具包括底座，所述底座設有浮動盤的徑向限位槽以及一定位銷，所述兩限位銷用于與浮動盤上的第一定位銷孔、第二定位銷孔配合，對浮動盤定位，所述底座上還設有若干壓板，所述壓板通過螺釘與底座連接，用于壓緊浮動盤。

進一步地，所述步驟16中，所述油楔面磨工具的定位盤上設有兩限位銷，所述兩限位銷用于與浮動盤上的第一定位銷孔、第二定位銷孔配合，對浮動盤定位。

由于采用了上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

1、步驟4精車時增加外圓尺寸至φ131^+0.3+0.15,增加工藝搭子,為做定位銷孔提供了保障，后面的工序再去除工藝搭子、第一定位銷孔、第二定位銷孔。

2、步驟6平面磨和步驟：7鉗工研磨，保證兩端面的平面度和平行度，為步驟：8磨內孔提供了找正基準，同時保證了內孔和端面的垂直度。

3、步驟9磨外圓至φ131^-0.008-0.02，利用錐度芯軸cta120-mg043定位，避免了因工裝與零件的裝配間隙產生的加工偏差，更好地保證外圓和內孔之間的同軸度要求。

4、步驟11數銑，利用高精度的五軸加工中心同時加工一端面的油槽和定位銷孔，相互之間的位置度相當好，為步驟12提供了定位基準。

5、步驟12零件翻面，數銑另一端面油槽及內孔油槽和油楔面：利用第一定位銷孔定位，配合銑工具，保證兩端面油槽和內孔油槽及油楔面之間的形位公差。

6、步驟：16平面磨：利用兩端面的銷孔定位，配合油楔面磨工具，磨削兩端面上油楔面。這樣一來，無論是步驟11和步驟12，還是步驟16，均是通過銷孔定位，加工基準全部統一，從而使端面油槽、端面油楔、內孔油槽和油楔相互之間的形位公差得到保證。

附圖說明

圖1為本發明步驟2的示意圖；

圖2為本發明步驟3的示意圖；

圖3為本發明步驟4的示意圖；

圖4為本發明步驟5的示意圖；

圖5為本發明步驟11的示意圖；

圖6為本發明步驟12的示意圖；

圖7為錐度芯軸的結構示意圖；

圖8為銑工具的結構示意圖；

圖9為磨工具的結構示意圖；

圖10為圖9的俯視示意圖；

圖11為浮動盤成品的結構示意圖；

附圖標記

圖8中，1為底座，2為壓板，3為內六角螺釘m4×12，4為菱形銷；

圖9、圖10中，1為手柄，2為平衡塊，3為壓板，4為內六角螺釘m4×12，5為分度盤，6為內六角螺釘m16×25，7為插銷，8為手柄2，9為定位盤，10為保護罩，11為芯軸，12為底座，13為銷a8×30，14為軸承，15為螺釘m8×25，16為螺釘m8×25，17為定位銷；

圖11中，1為排屑槽，2為端面油槽，3為內孔油槽，4為端面油楔面，5為內孔油楔面。

具體實施方式

一種浮動盤的加工方法，包括以下步驟：

步驟1，熱處理

將浮動盤毛坯調整處理至硬度為hrc35-42；

步驟2粗車

去浮動盤a端面余量以及內孔余量；

具體加工方法：三爪夾外圓，找圓后光出端面，按附圖粗車內孔，然后銳邊倒鈍；

步驟3粗車

去浮動盤另一端端面余量以及外圓余量；

具體加工方法：三爪撐內孔，找圓后內孔跳動不大于0.05，按附圖粗車，然后銳邊倒鈍；

步驟4精車

三爪撐內孔，端面靠平，找圓外圓跳動不大于0.05，精車a端面，以及精車外圓尺寸至φ131^+0.3+0.15，車外圓上的環形槽并清根，作為后續加工用工藝搭子，浮動盤a端內孔倒角，然后銳邊倒鈍；

步驟5精車

三爪夾外圓，端面靠平，找圓外圓跳動不大于0.015，找正a端面跳動不大于0.015，精車另一端端面以及內孔，以及另一端倒角。

步驟6平面磨：加工端面基準

具體加工方法：翻磨兩端面至總厚10.08^+0.020，靠上差加工，保證形位公差要求(兩端余量均分)。

步驟7鉗工研磨：盡可能好的保證端面基準的形位公差

具體加工方法：推研兩個端面保證圖紙要求的平面度和平行度，推研后零件表面清理清洗干凈，注意：避免總厚度尺寸10.08^+0.020超差，防止周轉過程碰傷和劃傷。

步驟8磨內孔：以端面為基準磨孔，保證端面與孔的垂直度不大于0.01

具體加工方法：找圓內孔跳動不大于0.03，端面跳動不大于0.005，按尺寸磨內孔，保證垂直度0.01，表面粗糙度ra0.4。

步驟9磨外圓至φ131^-0.008-0.02：利用錐度芯軸以已磨孔為基準磨外圓，保證外圓和孔的同軸度不大于0.01

具體加工方法：上錐度芯軸，復校外圓和端面跳動不大于0.01，將外圓磨至保證與內孔同軸度不大于0.01。

步驟10劃線

按圖紙劃出端面油槽位置處12條r0.2的排屑槽中心線(每端面各6條排屑槽)。

步驟11數銑：找正已磨內孔和端面，高精度加工中心銑端面油槽，并同時加工第一定位銷孔，6條油槽與銷孔一次裝夾完成加工。

步驟12零件翻面，數銑另一端面油槽及內孔油槽和油楔面：利用第一定位銷孔定位，配合銑工具，保證兩端面油槽和內孔油槽及油楔面之間的形位公差。

所述銑工具包括底座，所述底座設有浮動盤的徑向限位槽以及一定位銷，所述兩限位銷用于與浮動盤上的第一定位銷孔、第二定位銷孔配合，對浮動盤定位，所述底座上還設有若干壓板，所述壓板通過螺釘與底座連接，用于壓緊浮動盤。

具體加工方法：上工裝，找正，按圖銑；注意：兩端面上油槽互為20°夾角。

步驟13線切割：割排屑槽

找正劃線，割12條r0.2的排屑槽深0.18(每端面各6條排屑槽，注意不要損傷零件)。

步驟14平面磨：精磨兩端面

具體加工方法：翻磨兩端面至總厚10±0.007，靠上差加工，保證形位公差要求

步驟15鉗工：研磨兩端面，進一步提高兩端面的形位公差；

步驟16平面磨：利用兩端面的銷孔定位，配合油楔面磨工具，磨削端面油楔面；定位基準一致，此處的油槽和后面的油楔面加工裝夾基準都是利用銷孔定位，保證兩端面油槽和內孔油槽及油楔面之間的形位公差。

所述油楔面磨工具可采用本公司之前申請授權的增壓器滑動軸承的專用磨床夾具，專利申請號為：201510251558.1。

本實施例中，所述油楔面磨工具的定位盤上設有兩限位銷，所述兩限位銷用于與浮動盤上的第一定位銷孔、第二定位銷孔配合，對浮動盤定位。

步驟17精車：車外圓至φ125±0.05，去除工藝搭子、第一定位銷孔、第二定位銷孔；

步驟18鉗工；

步驟19探傷：按圖要求進行表面無損探傷；

步驟20表面處理：整體覆蓋氣相沉積耐磨涂層(dlc)，涂層厚度＜0.002mm；

步驟21檢驗：按圖紙要求進行尺寸與形位公差的檢查；

步驟30退磁：零件進行退磁處理。

零件內孔尺寸和跳動控制手段

在典型套類零件的加工方法基礎上，進行內孔加工方法研究，考慮加工中的變形風險和裝夾方式，可采用車床粗車留少量磨削余量，最后在內孔磨床上精加工的工藝方法。粗車去掉絕大部分材料后，能有效降低精加工時的刀具磨損和切削區溫度，從而更易保證各項尺寸精度和跳動要求，同時粗車減少了精加工時被去除材料的量，也意味著降低了精加工時的應力變形風險。

內孔的磨削在一次裝夾中完成，其統一的加工基準和一致的走刀軌跡，能最大限度的保證被加工位置的各項跳動和尺寸的一致性，是最優加工方案。

為方便質量控制和進度掌握，選用公司內現有內孔磨床m2110c進行加工，機床精度等級能達到it5級，表面粗糙度能達到ra0.4，基本能滿足零件的加工。

零件軸向尺寸和端面跳動控制手段

為確保尺寸和跳動能達到技術要求，使用精密平面磨加工，加工時以與軸貼合的定位面為加工基準，小余量磨削推力面，直接保證其平行度和尺寸精度，避免基準轉換和間接測量等誤差影響。為了更好的保證平面度和平行度要求，后續額外增加了推研工序。并且在工序的安排上，我們對端面分了粗精磨，在加工有可能對端面產生影響的內容后，重新進行磨削后推研，這樣，避免了加工過程中的變形對端面尺寸和跳動的影響。

首選設備為廠內精密平面磨床mm7132a，其高度行程能達到400，加工精度it5級，表面粗糙度不大于ra0.4，配有電磁鐵工作臺，是加工該工序的理想設備。

零件端面油楔的控制手段

浮動盤端面油楔的加工，我們利用818sp的專用磨床，并且根據零件的設計需求我們可以采用專用的裝夾定位工裝，以確保兩端面上的油楔的相對角度關系達到設計要求和使用需要。工裝的設計原理主要是通過外圓定位，并配合棱形銷進行徑向定位，從而保證每次裝夾零件的位置固定不變，這樣才能保證磨削兩端面油楔時相互之間的角度關系。在磨削油楔面的加工過程中，我們根據油槽的位置關系來確定砂輪的最大直徑，避免砂輪將油槽過切。

零件各項特性檢驗方法

在加工中使用帶有合格證的量具進行相關尺寸檢驗，對于各項跳動要求在0.05及以下的特性，在加工中使用帶有合格證的千分表測量檢查，比如外徑千分尺、內徑千分尺等；對于各項跳動要求在0.05以上的特性，允許使用百分尺進行檢測，比如游標卡尺、深度尺等。所有加工零件工序完成后，要求首先進行自檢，再交由質保部進行完工檢。質保部檢查要求盡量避開環境和狀態影響，對各項尺寸測量使用帶有合格證的量具。我公司內現有三坐標檢查設備，用于檢查型線輪廓、微小尺寸以及各項形位公差值，設備完好，檢查精度能達到0.0001，是質量控制的硬件設施。

如存在加工時無法直接使用量具測量的尺寸，考慮使用間接測量和制造專用測具進行加工中檢查，在零件完成加工后再使用三坐標檢查該尺寸，確保產品質量滿足設計要求。比如浮動盤的內孔油楔、端面油楔的升程等。

預計效果

通過本項目的研究，完成制造浮動盤必要的工藝方法研究。最終形成工藝文件幫助完成該零件制造，達到設計技術要求。

1)、掌握該零件材料最終機械性能，提前預對對氮化處理發生的變形等問題，滿足設計要求的硬度和耐磨性

2)、達到圖紙技術要求的徑向尺寸及跳動等特性

3)、達到圖紙技術要求的軸向尺寸及端面跳動等特性

4)、設計所要求的所有關重特性能實現全檢和復檢

最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的范圍。