硬態(tài)1Cr18Ni9墊圈厚度改薄工藝試驗(yàn)

高建罡，王越，梁肖

邯鄲市永年區(qū)海翔機(jī)械廠 河北邯鄲 057150

1 序言

某離心飛重轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（見圖1）在高速狀態(tài)（轉(zhuǎn)速5000r/min左右）工作中深溝球軸承磨損嚴(yán)重，深溝球軸承使用壽命僅為300h，檢修時(shí)必須更換或調(diào)整軸承間隙。軸承間隙調(diào)整后，圖1 中的H值也需要隨之調(diào)整。在調(diào)整離心飛重轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，需要使用厚度為0.2mm的薄墊圈（見圖2）。庫存只有厚度為1mm的調(diào)整墊圈，厚度0.2mm的硬化狀態(tài)1Cr18Ni9帶材暫時(shí)供貨緊缺，為滿足臨時(shí)修理需要，特進(jìn)行厚墊圈改薄的試驗(yàn)。

圖1 離心飛重轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

圖2 調(diào)整墊圈A（薄墊圈）

2 厚度尺寸驗(yàn)算

厚度切割方案如圖3所示。線切割割開縫隙的寬度假設(shè)為0.22mm，每件平面磨削假設(shè)需要0.18mm余量，每件平面校平假設(shè)需要0.01mm余量，這樣就滿足了每個(gè)厚1mm的墊圈改制成兩個(gè)厚度0.2mm墊圈的要求，即0.2×2+0.22+（0.18+0.01）×2=1（mm）。

圖3 厚度切割方案

3 改薄實(shí)施過程

（1）線切割加工 將夾具找正固定在線切割工作臺(tái)上，調(diào)整墊圈A的裝夾方法如圖4所示，用壓板螺釘壓緊，用502膠水沿待割墊圈外周點(diǎn)固，沿厚度中心割開。割開后用丙酮溶劑將粘接在夾具上的墊圈分解，下轉(zhuǎn)平面磨削。

圖4 調(diào)整墊圈A的裝夾方法

線切割裝夾方法分析：用502膠水輔助固定墊圈，既可以防止切割中墊圈松動(dòng)，又可以防止線切割過程中墊圈發(fā)生翹曲變形。

（2）平面磨削加工 線切割后，墊圈平面留有電火花燒蝕痕跡，燒蝕表面硬度降低（燒蝕變質(zhì)層厚度為0.05mm），且厚度不符合要求，必須用平面磨削方法加工，墊圈平面磨削的裝夾方法如圖5所示。因1Cr18Ni9材料無磁性，采用裝夾一半、磨削一半，然后二次裝夾磨削另一半的方式，勤翻面，兩面均勻去量，厚度控制在0.18～0.21mm。

圖5 墊圈磨削平面裝夾示意

平面磨削需注意如下事項(xiàng)：因1Cr18Ni9材料導(dǎo)熱性差，所以需使用砂輪外圓周進(jìn)行磨削。使用薄砂輪或者工作面修窄后的厚砂輪，并選用較軟硬度的砂輪，及時(shí)修正砂輪使其保持鋒利。采用較小的磨削深度（吃刀量一般不要超過0.01mm），切削液供應(yīng)充分，防止磨削燒傷，保證材料不被退火，保持材料硬化狀態(tài)。

（3）壓力校平 經(jīng)平面磨削后，存在二次磨削接痕，并且存在翹曲變形，為此，需用沖床校平墊圈，上下模具工作面均為平板，連續(xù)沖擊5次，即可校平。且厚度尺寸能夠控制在0.18～0.20mm。

關(guān)于沖床選用的相關(guān)計(jì)算如下。經(jīng)查冷軋不銹鋼帶的相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)，硬化狀態(tài)1Cr18Ni9帶材的強(qiáng)度為δb=981MPa。經(jīng)洛氏硬度機(jī)實(shí)測，墊圈所用的1mm帶材硬度為33～36HRC，換算為布氏硬度為306～331HBW。假設(shè)墊圈端面均勻受壓，則需要壓力F為

式中，F(xiàn)是壓力（N）；P是壓強(qiáng)（Pa）；S是墊圈受壓面積（m2）。

墊圈受壓面積S計(jì)算如下

式中，D是墊圈外圓直徑（mm）；d是墊圈內(nèi)孔直徑（mm）。

將D=20m m和d=15.2m m代入式（2），可得S=132.7mm2=0.0001327m2。假設(shè)P=（3060～3310）MPa，將S=0.0001327m2代入式（1），可得F=406065～439239N≈406～439kN。因此，選用400kN沖壓機(jī)床進(jìn)行校平。

因墊圈平面不可能為絕對(duì)平整，校平時(shí)高點(diǎn)凸峰被壓平，翹曲變形被矯正。且選用沖壓機(jī)床的壓力400kN未達(dá)到計(jì)算值406～439kN（理論計(jì)算變薄壓力），故校平過程中不會(huì)過多變薄。

4 結(jié)束語

按照上述方法已成功改制了20件薄墊片，經(jīng)實(shí)際使用證明效果良好，達(dá)到了預(yù)期目的。這種方法可推廣應(yīng)用于同類場合，特別適用于小型修理廠應(yīng)急使用。