球磨機端蓋加工技術要點分析

摘 要：本文對球磨機端蓋的工藝規程設計和加工過程中需注意的技術要點進行了論述。文中分別以整體式和分瓣式端蓋為例，經過對比分析了端蓋的加工方法和技術要點。

關鍵詞：端蓋；加工方法；技術要點

中圖分類號：TG24 文獻標識碼：A

球磨機廣泛應用于金屬和非金屬礦山、建材等部門。粉磨各種礦石和巖石。

1 球磨機的構成

球磨機主要由筒體、進出料端蓋、主軸承、進出料襯套、傳動大、小齒輪和電機等動力設備組成。

2 球磨機端蓋加工技術要點分析

球磨機端蓋是球磨機的關鍵件之一，其結構相對復雜，加工制造周期長、要求的加工和裝配的精度高，所以在編制工藝路線時要充分考慮其工藝性。

2.1 端蓋的結構

端蓋的結構一般分為整體式的和分瓣式的兩類。整體式的一般指的是一體的，整體鑄造。而分體的主要考慮到吊運、運輸等因素將其分為兩瓣、四瓣甚至多瓣。

2.2 整體式端蓋加工方法和技術要點

整體式端蓋首先按毛坯的均勻性劃全線，如無問題粗車大端、小端各面及內錐面，按技術要求對軸頸處和軸肩區做超聲探傷，對有缺陷處進行精整，半精車軸頸處留磨量，其余各面精車好。對軸頸和軸肩區進行磁粉探傷，用砂帶磨磨軸頸達圖要求，鉆其余各孔達圖要求。整體式端蓋在加工過程中主要注意的技術要點是端蓋的軸頸，磨機一般采用的是靜壓軸承，而軸頸是主要的接觸面，尺寸、粗糙度和形位公差要求都很嚴格，軸頸區的端面跳動和徑向跳動要求在0.05mm內，表面的粗糙度要≤0.8um，對于這種要求我們采取的措施是通過車工序保證尺寸和形位公差，在精加工時軸頸區留磨量，最后用砂帶磨拋光來保證軸頸區的粗糙度。由于砂帶磨在磨削過程中始終處于柔性狀態，不僅能降低表面的粗糙度達到圖紙要求還能不改變形位公差。如軸頸在精加工后出現零星的小的缺陷。要將缺陷磨開，再用氬弧焊焊好。最后用油石磨好，如果存在高點，球磨機在現場運轉過程中會將支撐它的軸承瓦研壞。

2.3 分瓣式端蓋的加工方法和技術要點

分瓣式端蓋一般由二瓣、四瓣甚至多瓣組成，但兩瓣的居多。一般的工藝流程為：劃線—粗銑結合面鉆把合孔—鉗工序把合歸圓—粗車各加工面—拆開精銑結合面—鉆鉸各把合孔及定位銷控達圖紙要求—精車各面達圖紙要求—鉆法蘭及錐面上各空達圖紙要求。（具體還要根據端蓋所分的瓣數及端蓋的具體大小尺寸安排一次或多次半精加工）。由于是多瓣的端蓋，所以重點就是如何控制結合面的變形和把合孔及定位銷孔的加工及內外錐面的厚度。

2.3.1 如何控制結合面的變形

磨機中端蓋在磨機運轉過程中承受很大的交變載荷作用，尤其是多瓣的端蓋。為了保證球磨機運轉的平穩性，圖紙技術要求中特意要求端蓋的結合面間隙要≦0.05mm。如果結合面的變形控制不好也將直接影響定位銷孔的正確定位。所以如何控制加工中結合面的變形也是多瓣端蓋加工中需要解決的關鍵問題。為此，在加工過程中一定要采取結合面和端蓋內外圓的粗精加工分開的方法，將工件經過多次把合、拆開，中間穿插多次銑削結合面和鉆鉸孔。并結合小吃刀量，提高銑削刀具的旋轉速度，減少切削熱，進而減小變形。提高表面的粗糙度和加工精度，由于鑄造應力和加工內應力的存在，在粗加工精加工之間要安排人工時效或自然時效來有效的釋放內應力，減小變形、穩定加工尺寸。

通過上述的措施可以有效的控制端蓋結合面的變形，減小內應力，同時為后續結合面上把合孔和定位銷孔的加工提供可靠的保障。

2.3.2 把合孔及定位銷孔的加工。

這里主要以兩瓣的端蓋為例，更多瓣的端蓋同理。首先銑兩件的結合面（留量），劃鉆其中一瓣的把合孔和銷孔（留量），鉗工配合精整結合面各處及把合孔使其中兩瓣緊密貼合，保證各部分余量均勻，結合面上的錯牙盡量小，用鉆孔的一瓣號劃另一瓣各孔的加工線，按號劃的加工線鉆另一瓣各孔，兩瓣把合后走車工序，拆開精銑把合面，鉆把合孔達圖，鉸銷孔留量（一般留0.5mm左右，用于人工鉸制），用加工好的一瓣號劃另一瓣，根據變形的情況，孔位可適當調整，但需保證兩件端蓋相關的各孔及各部加工余量足夠.鉆鉸被號劃的一瓣端蓋的把合孔。最后把合后同鉸定位銷孔。通過以上的措施保證了端蓋各瓣的把合孔及定位銷孔的加工及端蓋正確把合。

2.3.3 端蓋的內外錐面厚度的控制

球磨機端蓋，其內外錐面的壁厚尺寸是磨機端蓋加工制造過程中的另一個重要尺寸，如果壁厚不均勻，會造成磨機回轉的偏載現象，嚴重影響磨機的使用壽命，運轉精度及安全性。對于整體形式的磨機端蓋，其內外錐面和外錐面的環帶面均需要加工，通過采用合理的機械加工方法比較容易控制端蓋內外錐面的壁厚尺寸。但是隨著經濟和技術的快速發展，大型磨機的尺寸規格不斷加大，受產品的制造、運輸、安裝等多種因素制約，大型磨機的端蓋等關鍵零件逐漸采用多瓣結構形式。一般的球磨機端蓋，其外錐面為非加工毛坯面，由于受到多瓣結構端蓋的鑄造應力變形、加工誤差等因素影響。相對于整體式端蓋而言，控制分瓣端蓋的內外錐面厚度的制造難度遠遠超過整體端蓋的制造難度。這也是多瓣端蓋加工中的關鍵所在。為有效地控制多瓣端蓋內外錐面壁厚尺寸的均勻性，應當從多瓣端蓋的毛坯鑄造、熱處理和機加工工藝3個方面加以控制，采取合理的工藝措施。具體如下：（1）工藝措施：控制鑄造毛坯質量，鑄造時合理制定鑄造余量，尤其注意其變形量。（2）控制熱處理變形：在端蓋進行熱處理時，對工件的懸空部位進行必要的輔助支撐，使工件在熱處理過程中受力均勻，可以有效控制因裝卡不穩造成的熱處理變形。（3）機加工工藝措施：合理地確定加工基準。多瓣端蓋的加工基準應選定為非加工外錐面。以外錐面為基準做整體劃線檢查，合理調配各加工表面的余量。各瓣端蓋均以統一的劃線基準進行組合加工內錐面。

結語

制定端蓋合理可行的工藝方法和時刻注意在加工過程中的技術要點，不僅可以提高端蓋的質量、降低成本、延長零件的使用壽命，也為整臺球磨機的安裝、調試和穩定運轉打下了良好的基礎。

參考文獻

[1]范崇洛.機械加工工藝學[M].東南大學出版社，2009.

[2]胡兆國.機械加工基礎[M].西南交大出版社，2007.