高精度雙間隙鋁襯套孔研磨加工

王建朋

摘要：本文選取典型雙間隙鋁襯套零件，通過分析襯套結構、技術參數及難點制定一套適合該零件的加工方法，具體是：以手工臥式研磨形式通過使用同軸度研磨器粗研襯套孔保證其同軸度，最后單獨精研襯套孔，保證孔尺寸和技術要求。

關鍵詞：雙間隙鋁襯套孔;同軸度研磨器;粗研;精研

0? 引言

鋁襯套類零件是制造行業里最常見的一種結構，它一般與活門配套，通過引導活門移動調節油量、機構的位置，進而實現某一功能，因此襯套類零件被大量應用在航空、航天、工程機械等領域。

襯套的主要特征有：外圓、軸肩、（內、外）環形槽、（內、外）螺紋、孔等，因鋁材切削性能良好，一般特征要素加工方法相對成熟穩定，但鋁材易變形，高精尖孔徑尺寸、形位公差同軸度、圓柱度的加工及其困難。本文通過選取我廠典型的某一高精度雙間隙鋁襯套孔零件，通過分析零件結構、尺寸精度和技術要求并結合現有的加工工藝詳細描述該類襯套孔超精加工工藝方法和加工流程。具體思路是：首先在臥式研磨機床上通過同軸度研磨器去除雙間隙鋁孔余量、修型保證兩孔同軸度不大于圖紙規定的二分之一;另外，分別采用單獨研磨器進一步提高雙孔圓柱度并將孔尺寸加工至圖紙要求，最終實現高精度雙間隙鋁襯套類零件多孔的超精研加工。

1? 案例分析

1.1 零件結構分析

零件名稱：襯套;

零件材料：6061-T6 GB/T3191-1998;

表面處理：硬質陽極化;

零件結構：如圖1。

圖1為雙間隙配合的襯套零件，除硬質陽極化（見孔①、③表面）外，其余表面進行鉻酸陽極化。襯套研磨面由孔①、③組成（見圖1粗實線標識處）其中孔①研磨面被6個徑向環形槽隔開為通孔;孔③研磨面被1個徑向環形槽隔開為盲孔。

1.2 尺寸技術要求

1.3 加工工藝分析

如圖1所示該襯套為鋁合金，孔①、③是加工面且表面滲有硬質陽極化層，滲層單邊露出基體厚度0.02～0.0275mm，因襯套材料，細微鋁削會擠爆砂輪且滲層表面脆性高、易崩塊、現階段磨削工藝還不成熟，首先排除磨床高速磨削方式，首選超精磨削方式。

2? 超精加工工藝方法和加工流程

2.1 制定研磨加工方案

針對雙間隙襯套的結構和技術要求，結合以往的加工經驗，本文分四個步驟完成襯套孔①、③的加工，見圖2。

2.2 具體實施過程

2.2.1 加工準備

①檢查零件是否有“三傷”、報廢件（對刀件）標識是否正確;

②檢查加工設備是否良好并備齊圖紙、工裝;

③研磨工具準備：研磨套的修整工具、夾持器各1副;外圓研磨套、內孔研磨工具、研磨桿各2根（錐面與研磨套內錐要配合）;

④研磨膏的準備：研磨膏規格W14。

2.2.2 粗研雙間隙鋁襯套孔

粗研孔的目的：去除孔①、③余量、校正孔①對孔③同軸度不大于0.005mm。具體過程如下：

①調修同軸度研磨器，見圖3。

1）將研磨機轉速調整至300r/min;

2）裝夾同軸度研磨桿至研磨機，將研磨桿的跳動調整至目視無明顯跳躍，允許以鋁棒輕微敲擊的形式進行;

3）在研磨桿頭部安裝襯套孔①、③的專用研磨器，使兩孔至研磨器的距離不超過0～7mm;

4）修整同軸度研磨器：用平板銼將孔①、③研磨器的溝槽和尖邊毛刺去除干凈并將研磨器兩端棱邊修磨倒圓R0.5mm。

將研磨膏W14均勻涂覆在研磨器上，再用外圓Ф20研磨套修整同軸度研磨器，一直修整至倒錐，同時保證研磨器的圓柱度在0.005mm，尺寸在Ф19.98～Ф19.985mm;用Ф12的外圓研磨套修整孔①研磨器，因孔①是臺階通孔，研磨器的長度要大于孔③長度的一半（研磨器總長為40mm），圓柱度修整在0.005mm，尺寸在Ф11.98～Ф11.985mm，完后將研磨桿清洗干凈。

②粗研雙孔①、③，見圖4。

實際加工流程：

1）將機油加入干凈的W14研磨膏里稀釋為粘稠狀。

2）使用同軸度研磨器加工孔①、③。

先調節兩孔與研磨器的松緊程度。兩孔與研磨器的松緊程度應適中。注意不能過松，防止同軸度■超差。

在加工過程中，由于孔③的實體面積比孔①大。研磨器的磨損程度更快。在敲擊研磨器時，兩孔的松緊程度不一樣。孔③緊度會比孔①的大。起矯正同軸度的目的。所以需要我們隨時修整研磨器。用內徑20mm的研磨環對孔研磨器外圓進行修整。并用千分尺測量孔③與孔①的研磨器外徑誤差在0.005mm以內。這樣循序漸進，從而保證兩孔的同軸度在0.005mm。由于同軸研磨方法對孔的圓柱度和尺寸無法保證，因此必須留0.005-0.01mm的余量來進行精研。

3）清洗后測量兩孔同軸度，將萬能表裝夾在磁力表架上并在平臺上測量，專用芯棒的一端插入孔③，芯棒的另一端用手按在V型塊上，萬能表表頭插入孔①，旋轉零件一周從而保證兩孔同軸度在0.01范圍內。如不滿足0.01需反復的使用同軸度研磨工具加工直到兩孔的同軸度達到0.01為止。

③精研孔，見圖5。

精研孔①：孔①為窄臺的臺階孔，窄臺去余量速度快。孔的溝槽容易堆積研磨膏，造成尺寸超差。在調節孔與研磨器的松緊程度時要特別注意，太緊了會造成孔的粗糙度和尺寸超差。只要將研磨器調整到有一點緊度即可，這樣既能保證孔尺寸在合格的范圍內又能保證圖紙粗糙度和圓柱度。

精研孔③：孔③是2個串連孔和盲孔組成的，它的難點在于孔口塌邊和孔底部尺寸小，當這種情況出現時，就要用外圓研磨環修整內孔③研磨器，把內孔研磨器修整成倒錐（用千分尺測量保證底端直徑比口部直徑大0.005mm），孔與研磨器的松緊程度有小點即可，這樣循序漸進保證零件的尺寸和表面粗糙度及圓柱度。

3? 研磨臺階孔注意事項

首先，研磨時，因手握持襯套外表面，手掌粘連的研磨膏與襯套外表面摩擦致使鉻酸陽極化脫落，因此研磨過程應用膠帶纏過襯套表面，整批零件加工完成后集中去除并用清洗劑浸泡;

其次，孔①、③表面必須保持光潔銳邊，因此粗、精研磨時，一定注意將研磨器兩端棱邊倒圓R0.5mm且研磨移動速度不大于20mm/min;

最后，整個加工過程為磨粒超精研磨，因此每加工1件襯套必須進行清洗，在內窺鏡下觀察無研磨膏后將零件浸泡待轉運時取出并轉入加溫煤油浸泡和超聲波清洗工序。

4? 結束語

現階段，高精度雙間隙孔研磨的襯套并不多，通過對襯套的加工，熟悉了此類零件的研磨方法，以及對雙間隙襯套結構的認識。在類似的零件研磨過程中，就可以避免出現報廢的隱患，提高產品質量和加工穩定性。

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