一种旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的加工方法

摘要

一种旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的加工方法，利用“镗车互补”加工方法，对工件多次进行粗车、半精车、精车以及在工件端面多次镗出偏心内孔找正圆，并结合多次加工的偏心内孔找正圆逐渐确定斜偏心轴套的内孔中心，以达到工件的设计要求。本发明的方法充分利用数控镗床工作台回转定位精度高、立车车削效率高、表面光洁度高等特点，形成“镗车互补”的加工方式，不仅解决了大型薄壁斜偏心零件的装卡问题，也保证了内孔斜偏心的准确性、内孔表面的光洁度，及各内外圆之间严格的形位公差要求。

说明书

技术领域

本发明属于机械制造加工领域，特别涉及到一种旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的加工方法。

背景技术

旋回破碎机是冶金、建材、化工和水电等行业部门粗碎坚硬矿物的代表设备，利用偏心轴套的转动带动主轴上的破碎锥在壳体内锥腔中作旋回运动，对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用，实现连续的破碎作业，具有生产能力大、单位能耗低、工作平稳、适合破碎片状物料及破碎的物料粒度均匀等特点。偏心轴套作为旋回破碎机中核心零件，见图1，其毛坯多采用离心浇铸或锻造而成，加工时切削量非常大，铁屑约占总重的50%～70%，而偏心零件本身壁薄装夹难、刚性差易变形等，使得加工难度非常大。此外，产品零部件的大型化、重型化和单件小批生产决定了依靠工装保证切削加工精度时生产成本居高不下。

大型薄壁偏心轴套的加工难点表现在如何保证内孔与外圆的偏心量以及两者轴线之间的夹角。一般来说有镗削和车削两种方式加工，镗削时工件卧放，利用天车等起吊工具调整内孔的偏心轴线与外圆的中心轴线所在平面呈水平放置，然后旋转回转工作台调整内孔斜度，主轴开坐标实现偏移量进行镗削内孔，镗床工作台回转精度高，可有效控制斜偏心，但利用起吊工具调整非常困难，且加工时主轴悬伸较长时刚性会明显降低，为减少由切削力引起的挠度变形，吃刀量不宜过大，粗加工时效率低，且表面粗糙度较差；而车削无论是采用立车还是卧车都需要专用的工装如中心堵头等将工件垫斜达到控制偏心的目的，这样的工装只能针对特定的偏心量和角度的零件，工装使用起来比较笨重，制造成本较高，且不同型号的破碎机偏心套的偏斜角度均不一致，工装不能实现通用化。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的加工方法，以解决目前大型薄壁斜偏心轴套零件加工过程中存在的刚性差、装夹易变性、内孔偏斜定位不准确等加工技术难题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的加工方法，包括如下步骤：

（1）对待加工的毛坯按同心圆进行外圆和内孔的粗车加工，得到中空的圆柱体工件，并在工件的两端保留工艺余量；

（2）用超声波对粗车加工后的工件进行超声波探伤检查；

（3）在经探伤检查后的工件的外圆车留工艺环；

（4）在经步骤（3）处理后的工件的两端面分别用铣刀加工出四个中心轴线呈十字交叉的槽，并且槽底面为相互平行的斜面，同一端四个槽的槽底面在同一平面上，槽底面与所在端面之间的夹角等于所加工的旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的内孔中轴线和外圆中轴线之间的夹角，然后在槽底面标记出槽底中心线，在每个端面的4个槽中，槽底中心线的延长线呈十字交叉，再根据步骤（1）中在工件两端保留的工艺余量计算相对应的内孔和外圆之间的偏心值，并在端面镗出偏心内孔找正圆；

（5）经步骤（4）处理后，将槽底面定位垫平，按偏心内孔找正圆确定内孔的中心轴线位置，再对工件的内孔进行粗车，使得粗车后的内孔和工件外圆呈偏心状态，然后车掉所加工的槽，并保留端面的余量以及保证端面的水平；

（6）对经步骤（5）处理后的工件进行调质处理；

（7）对经步骤（6）处理的工件的端面定位垫平后，对其外圆进行半精车，见光上下端面，并在两端留有工艺余量以及保留外圆上的工艺环；

（8）在经步骤（7）处理的工件的两端面分别用铣刀加工出四个中心轴线呈十字交叉的槽，并且槽底面为相互平行的斜面，同一端四个槽的槽底面在同一平面上，槽底面与所在端面之间的夹角等于所加工的旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的内孔中心轴线和外圆中心轴线之间的夹角，然后在槽底面标记出槽底中心线，在每个端面的4个槽中，槽底中心线的延长线呈十字交叉，再根据步骤（7）中工件两端留有的工艺余量计算内孔和外圆之间的偏心值，并在端面镗出偏心内孔找正带，然后，在所述工艺环同一直径两端的同侧，分别沿工件外圆的切线方向以及该直径方向切割工艺环以形成L形切口；

（9）将步骤（8）处理过的工件的槽底面定位垫平后，按偏心内孔找正圆确定内孔的中心轴线位置，再对工件的内孔进行半精车；

（10）对内孔半精车后，对工件进行超声波探伤检查；

（11）将探伤检查后的工件的端面垫平，对外圆以及工艺环进行精车，并光整外圆表面，见光总高上下端面；

（12）对步骤（11）处理后的工件两端面的槽进行修整，再按端面工艺余量对应的偏心值在端面镗出找正圆，并在端面钻攻起吊螺孔；

（13）在钻攻起吊螺孔后，将工件一端的槽底垫平定位，按偏心内孔找正圆确定内孔的中心轴线位置，对内孔进行精车并抛光，然后再将工件端面定位垫平，对端面进行精车加工，最终得到旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套。

进一步的，在步骤（3）中，所加工的工艺环为两个，分别与上下端面的距离为工件总高的四分之一。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用“镗车互补”的加工方法，不仅解决了大型薄壁斜偏心零件的装卡问题，也保证了内孔斜偏心的准确性、内孔表面的光洁度，及各内外圆之间严格的形位公差要求。

附图说明

图1为旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的结构示意图。

图2为旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的俯视图。

图3为毛坯粗车并预留工艺环后的剖视示意图。

图4为预留工艺环上L形切口的俯视图。

图5为工件在端面加工出槽以及偏心内孔找正圆后的剖视图。

图6为工件在端面加工出槽后的俯视图。

图中标记：1、内孔，2、外圆，3、工艺环，4、L形切口，5、偏心内孔找正圆，6、槽，7、槽底中心线，8、起吊螺孔。

图中字母：

H：工件的总高

h：工件法兰距端面高度

O₁：工件外圆D₁的中心轴线

O₂：工件内孔D₂的中心轴线

E₁：中心轴线O₁与O₂在下端面的偏心值

E₂：中心轴线O₁与O₂在上端面的偏心值

β：中心轴线O₁与O₂之间的夹角

D：偏心内孔找正圆直径。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例以某大型破碎机偏心机构用主轴轴套为例；该偏心轴套特征及技术要求如下：

偏心轴套：重量4264kg，材质42CrMo，外形尺寸约为Φ1190×Φ850×1730，其锻件毛坯总体尺寸约为Φ1240×Φ630×1900。其加工方面主要技术要求：外圆粗糙度Ra0.8，内孔粗糙度Ra1.6，两端偏心分别为57.85±0.05和41.48±0.05，最大壁厚差达115mm，毛坯材料去除量非常大。

采用本发明所述的一种旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的加工方法加工上述偏心轴套，加工设备选用TK6513数控镗床和DVT500X32/50Q-NC立车（精加工），充分利用镗床工作台回转定位精度高、立车车削效率高、表面光洁度高等特点，其具体步骤如下：

（1）对待加工的毛坯按同心圆进行外圆和内孔的粗车加工，得到中空的圆柱体工件，并在工件的两端保留工艺余量30mm，其中外圆直径不小于Φ1220，内孔按直径Φ700通车，总长不小于1790mm；

（2）用超声波对粗车加工后的工件进行超声波探伤检查；

（3）在经探伤检查后的工件的外圆车留工艺环（30×30mm），工艺环与端面之间的距离约等于工件总长的1/4；

（4）在经步骤（3）处理后的工件的两端面分别用铣刀加工出四个中心轴线呈十字交叉的槽，并且槽底面为相互平行的斜面，同一端四个槽的槽底面在同一平面上，槽底面与所在端面之间的夹角等于所加工的旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的内孔中轴线和外圆中轴线之间的夹角，然后在槽底面标记出槽底中心线，在每个端面的4个槽中，槽底中心线的延长线呈十字交叉，再根据步骤（1）中在工件两端保留的工艺余量计算相对应的内孔和外圆之间的偏心值，并在端面镗出偏心内孔找正圆；

（5）经步骤（4）处理后，将槽底面定位垫平，按偏心内孔找正圆找正，以确定内孔的中心轴位置，再对工件的内孔进行粗车，使得粗车后的内孔和工件外圆呈偏心状态，然后车掉所加工的槽，并保留端面的余量以及保证端面的水平；

（6）对经步骤（5）处理后的工件进行调质处理，即淬火加高温回火处理；

（7）对经步骤（6）处理的工件的端面定位垫平后，对其外圆进行半精车，见光上下端面，并在两端留有工艺余量以及保留外圆上的工艺环；

（8）在经步骤（7）处理的工件的两端面分别用铣刀加工出四个中心轴线呈十字交叉的槽，并且槽底面为相互平行的斜面，同一端四个槽的槽底面在同一平面上，槽底面与所在端面之间的夹角等于所加工的旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套的内孔中轴线和外圆中轴线之间的夹角，然后在槽底面标记出槽底中心线，在每个端面的4个槽中，槽底中心线的延长线呈十字交叉，再根据步骤（7）中工件两端留有的工艺余量计算相对应的内孔和外圆之间的偏心值，并在端面镗出偏心内孔找正圆，然后，在所述工艺环同一直径两端的同侧，分别沿工件外圆的切线方向以及该直径方向切割工艺环以形成L形的切口；

（9）将步骤（8）处理过的工件的槽底面定位垫平后，按偏心内孔找正圆找正，以确定内孔的中心轴位置，再对工件的内孔进行半精车；

（10）对内孔半精车后，对工件进行超声波探伤检查；

（11）将探伤检查后的工件的端面垫平，对外圆以及工艺环进行精车，并光整外圆表面，见光总高上下端面，在两端分别留有工艺余量；

（12）对步骤（11）处理后的工件两端面的槽进行修整，再按其两端工艺余量对应的偏心值在端面镗出找正圆，并在端面钻攻起吊螺孔；

（13）在钻攻起吊螺孔后，将工件一端的槽底垫平定位，按偏心内孔找正圆找正，以确定内孔的中心轴位置，对内孔进行精车并抛光，然后再将工件端面定位垫平，对端面进行精车加工，最终得到旋回破碎机大型薄壁斜偏心轴套。

在步骤（1）中按同心圆粗车，可保证探伤之前须见光毛坯各面的前提下，加工余量最小。

在步骤（2）外圆上的工艺环1辅助立车装卡，不仅防止工件侧翻，而且将卡爪的径向夹紧力转化为轴向力，有效避免了工件弹性变形引起的加工误差。

在步骤（4）和步骤（8）中，因为不同的工艺余量对量不同的偏心值，所以可以根据工艺余量计算相对应的偏心值，在粗加工阶段端面余量为30mm，对应端面偏心量E1=58.13mm，E2=41.20mm，半精加工阶段端面余量均为15mm，对应端面偏心量E1=57.99mm，E2=41.34mm，精加工阶段端面余量均为12mm，对应端面偏心量E1=57.96mm，E2=41.37mm。

在步骤（8）中工艺环1同一直径两端的L形切口2主要为镗床加工时对工件圆周方向的微调而设计，也可用于压紧。

步骤（12）中钻攻起吊螺孔，孔深应根据端面余量相应加深，把上吊环螺钉后亦可用于镗床加工时工件圆周方向微调。