本文以一臺(tái)出口機(jī)組的水輪機(jī)主軸加工為例,介紹一種主軸加工工藝俩食。交檢標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)電器電子工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱IEEE)履绎。

該水輪機(jī)主軸和中間軸都為45A鍛造實(shí)心軸。重量分別為2.1t和2.4t(主軸汰寓、中間軸的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖1,圖2)口柳。主軸轉(zhuǎn)輪側(cè)法蘭為止口定位,通過(guò)寬度140mm鍵與轉(zhuǎn)輪傳遞扭矩；另一側(cè)法蘭由銷釘螺栓與中間軸聯(lián)接有滑。主軸精度要求很高,與一般軸區(qū)別為:兩端法蘭外側(cè)面與軸中心線垂直度為0.01mm,軸頸外徑相對(duì)于軸線平行度0.01mm,法蘭止口直徑公差在0.013mm以內(nèi)跃闹。中間軸的精度要求與主軸相同。

圖1 主軸

圖2 中間軸

主軸毛好、中間軸的單根軸的擺度,主軸與中間軸連接后的組合軸擺度都要達(dá)到IEEE標(biāo)準(zhǔn)望艺。

1 加工難點(diǎn)及工藝分析

主軸、中間軸的加工難度由兩方面原因造成:一是由于垂直度肌访、平行度及擺度值精度過(guò)高找默；二是由于結(jié)構(gòu)特殊及材料影響。

從結(jié)構(gòu)上看:主軸法蘭端面開(kāi)有寬大鍵槽及把合孔,勢(shì)必造成加工過(guò)程中的斷續(xù)切削和沖擊力吼驶；從材料上看:試棒實(shí)測(cè)力學(xué)性能及硬度偏高,這些都將對(duì)切削加工構(gòu)成影響惩激。

解決上述難點(diǎn),需從加工基本條件和工藝方法兩方面入手。加工基本條件包括機(jī)床精度蟹演、刀具選擇和切削參數(shù)风钻。

(1)機(jī)床精度高可以消除機(jī)床本身誤差對(duì)工件13精度影響。要求的機(jī)床精度主要表現(xiàn)在:機(jī)床主軸軸承的軸向竄動(dòng)小于0.01mm,徑向跳動(dòng)小于0.01mm,尾座套筒軸線對(duì)溜板移動(dòng)的平行度小于0.01mm,橫向溜板移動(dòng)對(duì)主軸軸線垂直度小于0.01mm/300mm,機(jī)床大溜板移動(dòng)對(duì)機(jī)床主軸軸線平行度小于0.02mm/1000mm酒请。

(2)刀具選擇,刀片定位精度高缎选、抗沖擊、耐磨性好,可減小因主軸鍵槽和把合孔的存在造成斷續(xù)切削和沖擊力產(chǎn)生的不利影響,減少切屑瘤帶來(lái)的不利因素陕牲。在軸身和法蘭面加工中分別采取YT5焊接刀具(相當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)的P30牌號(hào)),及以色列的依斯卡爾WNMG432PPIC635刀片,效果良好否胜。

(3)切削參數(shù)的選擇要控制好,避開(kāi)形成切屑瘤的切削速度及最后一刀的切速、切深芒极、進(jìn)刀量二者匹配關(guān)系忽愧。

(4)加工工藝合理性對(duì)保證兩軸精度至關(guān)重要。如按常規(guī)加工工藝雖然也能保證工件精度,但有以下弊端:為架中心架,工件需反復(fù)調(diào)個(gè)修架子口,費(fèi)工費(fèi)時(shí)剩耸；配備鎢金爪的潤(rùn)滑裝置料鲫；由于中心架占位妨礙刀架移動(dòng)導(dǎo)致法蘭面止口、法蘭端面士宏、軸身三者不能在一次裝夾中加工到位,可操作性差,此為工藝最忌諱的肝慕。則可采用“夾-頂-以中間軸為基準(zhǔn)精車主軸”的新工藝。該工藝優(yōu)點(diǎn)為:工件能在一次裝夾中除卡盤處外所有表面都可加工到位:直接利用機(jī)床精度；可操作性好孟景；以精車后的中間軸為基準(zhǔn)精車主軸再找整體軸的擺度與單根主軸精車后聯(lián)軸找整體軸擺度,兩者相比前者實(shí)質(zhì)上變成一根整軸的中間軸主軸加工,因此前者的精度裕度大,可靠性高刻渔；后者在精度上沒(méi)有裕度,一旦擺度超差修復(fù)十分困難。

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