軸承襯套工藝改進

王會+++于云龍

摘 要：滑動軸承中用減磨材料制成的襯套又叫軸承襯套，軸承襯套主要代替軸的磨損，同時也具有支撐軸運轉，減振，減磨損的作用。軸承襯套大量應用于飛機的可動部分，也常用于直升飛機的旋翼主軸及飛機起落架等。本課題研究的是PWC公司的一種軸承襯套，由于該襯套要求的尺寸精度高，零件易變形，尺寸和位置度易超差。這給生產和交付帶來很大的困難。通過改進數車壓緊方式，改進夾具和刀具，優化程序等方面對該工藝進行優化，保證零件合格。該方法可用于其它類似零件，具有一定的推廣性。

關鍵詞：軸承襯套；變形；改進

1 立項背景

PWC的某軸承襯套年產量約360件，質量問題頻發。在2016年廢品損失16346元。主要問題有：（1）尺寸超差：厚度尺寸3.137±0.012、外圓尺寸Φ181.19±0.03、Φ184.29±0.01、內孔尺寸Φ175.064±0.012加工中不合格。（2）刀具打刀：數銑加工斜孔Φ3.17±0.05時，鉆頭和銑刀斷在零件內。（3）電火花工序位置度超差：電火花加工小孔Φ0.80±0.03的位置度要求Φ0.25，實際位置度高達Φ0.5。

2 數車工序的原因分析及改進措施

2.1 數車130工序尺寸超差原因分析

外圓尺寸Φ181.19±0.03和Φ184.29±0.01在130工序數車加工，如圖1所示。零件外圓的橢圓較大，造成局部超差。

超差原因：加工時橢圓大，局部靠近下差，且鉗工去除毛刺拋光時局部超差。壓緊力過大造成零件變形，切刀加工切削力比較大，也會造成外圓變形，產生橢圓。

2.2 數車130工序改進措施

2.2.1 減少精車壓緊力。粗車時切削力大，壓緊力不宜太少；精車時切削力小，壓緊力可適當減少。為此在精車（N4001）前松一下壓板，重新找正零件，壓緊力比粗車減少。

2.2.2 切刀裝夾方式改進。原來切刀裝夾按支靠到刀盤為準，打表檢查發現刀桿跳動0.45。重新裝夾切刀，跳動≤0.1，消除底刃不平對槽底的影響。

2.2.3 改進切槽程序。改進前的程序先切中間槽底，余量為0，再加工兩側，余量0.02，最后精加工；改進后，底面和側面余量調整為0.1，先加工左側，最后加工右側與底部。

2.2.4 提高主軸轉速。

改進前轉速為115r/min；

改進后轉速為250r/min。

切削速度為原來的2.17倍，效果更好。

2.3 數車150工序尺寸超差原因分析

厚度3.137±0.012和內孔Φ175.064±0.012在150工序數車加工。

原因分析：改進前零件的安裝采用軟爪定位固定，壓緊時三處受力，零件為三角變形。機床上測量尺寸合格，松開軟爪后對于尺寸公差±0.012，位置度要求Φ0.012，難以保證。

2.4 數車150工序改進措施

2.4.1 將150工序數車分為兩道工序加工。零件外圓沒有壓緊，所以圓度最大只有0.01，最大最小值都滿足內圓尺寸要求。為保證位置度要求，加工找正零件外圓，對稱四點跳動≤0.005，外圓與各基準為130工序加工，所以能保證Φ0.012的位置度。

新增155工序加工壓緊面，保證厚度3.137±0.012。

2.4.2 設計制造簡易夾具。定位尺寸以Φ184.292±0.015，端面六處壓板壓緊零件。

3 數銑工序的原因分析及改進措施

3.1 數銑加工打刀原因分析

數銑加工斜孔Φ3.17±0.05時，斜孔深度為17mm，為直徑的5倍。鉆頭和銑刀斷在零件內。

改進前：（1）T12刀用Φ3.0的銑刀埋平面；（2）T13刀用修磨中心鉆打中心孔；（3）T14刀用Φ2.8的合金鉆頭；（4）T15刀Φ3.1鏜刀鏜孔；（5）T17刀用Φ3.17銑刀埋孔。

打刀原因：刀具不合適，鉆頭2.8，鏜刀3.1，鏜刀余量0.3，鐵屑較多且不易排除。加工深度不合理，原程序中鉆頭、鏜刀、埋鉆深度為同一尺寸，加工到底部時切削力突然增大。加工參數不合理，轉速1000r/min，進刀20mm/min，線速度僅為9.4mm/min。

3.2 數銑加工改進措施

3.2.1 改進數銑刀具。鉆頭由Φ2.8更改為Φ3.0合金鉆頭。鏜刀余量減少0.2，遇到鐵屑排不出，也不至于打刀。中心鉆刃部直徑為5.0mm，需要修磨至Φ3.0才能不干涉，給生產準備帶來不便。將中心鉆調整為Φ2.0，不需修磨。

3.2.2 調整加工深度。將鉆頭鉆深加大0.07，鏜刀鉆深加大0.02，銑刀埋孔深度不變。改進后刀具與孔底有0.05-0.07的間隙，不會產生突然增大的切削力。

3.2.3 優化加工參數。Φ3的合金銑刀轉速由600r/min提高到2100r/min。進給f由5mm/min提高到15mm/min；Φ3的合金鉆頭1000r/min提高到2200r/min；Φ3.17的銑刀1000r/min提高到3000r/min。經過參數優化，刀具不打刀，提高了加工效率。

4 電火花工序的原因分析及改進措施

4.1 電火花位置度超差原因分析

電火花加工小孔Φ0.80±0.03，其位置度要求Φ0.25，位置度超差。位置度由夾具上的對刀孔保證，主要超差原因有兩點。

（1）電火花夾具上有一個對刀孔，原來的夾具設計將對刀孔位于零件上方，將對刀孔通過一個Z形的活動支架伸出，夾具制造存在偏差，活動支架與固定底座存在間隙，對刀孔已不可能放在同一位置。（2）角向銷與夾具之間間隙太大，不能起到定角向的作用。插好角向銷后，還可以將零件轉動。電火花加工首件只能按夾具對刀孔對刀，加工出來的孔位置度不能保證。

4.2 電火花工序改進措施

將夾具設計圖的對刀孔改到零件下面，固定在夾具底座上。加工時在夾具上找正固定對刀孔中心，再裝夾零件加工即可。

角向銷與零件接觸部分由圓柱面設計為圓錐面，保證角向銷與零件誤差最小。角向銷與夾具的間隙，標注為與夾具無間隙滑和。

5 改進效果

改進零件質量：截止到2016年10月底，該軸承襯套累計交付167件，一次交檢合格率達到97%。各項質量數據優于工藝攻關立項的目標值。

應用到相似零件改進：我公司所加工產品與該零件相似的還有很多，該改進工藝同樣可以用到相似零件上，改進零件質量，減少提交QN或報廢的損失。

參考文獻

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