CN112809466A - 应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装及方法 - Google Patents

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李晓天
周蒙豪
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Abstract

本发明属于航空轴承领域，具体涉及应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装及方法,为解决目前对于长径比较大的航空用滚针轴承和异形结构轴承，国内尚无任何厂家能够满足此类轴承内表面的精密磨削加工的问题,本发明包括胎垫、支点架和支点，在机床的磁盘处安装胎垫；使用螺栓将穿过连接孔将胎垫与磁盘固定；使用螺栓将支点架通过定位孔固定在机床上，将支点架的支点连接孔与支点的腰型孔使用螺栓固定；支点的支撑端朝上设置，控制砂轮对工件进行震荡磨削，在改进加工方法之后，产品的合格率提高，内径椭圆、锥度和壁厚差均能达到3μm以内，表面质量良好，无磨削烧伤现象，并且其加工方法成功应用到其他四种大幅高的异型复杂结构的轴承。

Description

应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装及方法
技术领域
本发明属于航空轴承领域，具体涉及应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装及方法。
背景技术
滚针轴承作为直升飞机的重要零部件，承担了螺旋桨与整个机身的连接，为直升机正常飞行提供重要保障，其细长的结构是在直升机上承载的最优结构。但这个设计上的优点给生产加工过程带来了较大的挑战，尤其是其幅高尺寸大、精度要求高等问题，给轴承内圆加工试制造成困难。
国外一些航空技术先进的国家对滚针轴承的研究与应用较早，目前已经形成了几家较有规模的航空用滚针轴承产品的供货制造商，如美国的RBC、ABC、TIMKEN等公司，产品满足航空认证标准。但基于技术保密等因素，在制造加工技术研究方面公开发表的相关文件较少。虽然国内对滚针轴承也有了一定的研究与应用，但是几乎全部应用于轧机、汽车和摩托车等领域，基础技术研究薄弱，制造精度较低，对于高精度的航空用滚针轴承来说借鉴意义不大。因此急需改进磨削加工方法，提高航空轴承的制造精度，提升产品质量。
发明内容
本发明专利的目的：本发明是为解决目前对于长径比较大的航空用滚针轴承和异形结构轴承，国内尚无任何厂家能够满足此类轴承内表面的精密磨削加工的问题，本发明提出应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装及方法。
为实现上述目的：应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装：它包括胎垫、支点架和支点；
所述胎垫呈圆筒状，胎垫沿轴线方向的一端设有封口设置且设有连接孔，胎垫沿轴线方向的另一端敞口设置；胎垫用于与机床的磁盘连接；
所述支点架为角钢状板状件；支点架的一个侧板上设有定位孔，支点架的另一个侧板中部设有支点连接孔，支点通过支点连接孔与支点架连接；所述支点的支撑端呈三角形，支点架安装在机床上。
进一步地，所述支点架的两个侧板呈90度设置。
再进一步地，所述定位孔的数量为多个；支点连接孔的数量为一个。
进一步地，所述支点的中部设有腰形孔，腰型孔与支点定位孔通过螺栓连接。
应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，它包括以下步骤：
步骤一：调整机床磨削机构位置；
将数控机床的砂轮轴、底座和修整器均向远离工件的方向调整到极限尺寸；
步骤二：在机床上安装加工工装；
在机床的磁盘处安装胎垫；使用螺栓将穿过连接孔将胎垫与磁盘固定；使用螺栓将支点架通过定位孔固定在机床上，将支点架的支点连接孔与支点的腰型孔使用螺栓固定；使支点的支撑端朝上设置；
步骤三：将工件根据内径偏差分组，根据实际情况进行磨削；
内径偏差每5μm范围内的工件分为一组，每组加工时选择不同的进给量；根据实际磨削情况，选择定程控制的加工方式，随时调整磨削速度；
步骤四：使用工装固定工件；
将工件的一端与胎垫对齐；调高磁盘的激磁电流使工件与胎垫吸附连接，调整支点位置，使支点的支撑端支撑在工件底端的中部；
步骤五：设置运行参数；加工产品合格首件；
步骤六：加工产品合格首件，根据其参数进行批量加工。
进一步地，所述步骤三的激磁电流为0.8-1.2A。
再进一步地，所述步骤四的砂轮为一个常规砂轮和一个宽为50mm的砂轮组成的砂轮组。
进一步地，所述步骤五的运行参数包括以下参数：
工件转速为190-210r/min，砂轮转速为6800-7200r/min；空刀量为25-35μm，进给速度为0.8-1.2μm/s。
再进一步地，所述步骤五的运行参数包括以下参数：
工件转速为200r/min，砂轮转速为7000r/min；空刀量为30μm，进给速度为1μm/s。
有益效果：
本发明调整了设备限位，扩大产品加工范围，改进了支撑结构，实现了异型结构的加工，优化了产品的磨削方式和磨削参数，攻克轴承内表面的加工难点。在改进加工方法之后，该产品的合格率从50％提高到了90％，内径椭圆、锥度和壁厚差均能达到3μm以内，表面质量良好，无磨削烧伤现象，并且其加工方法成功应用到其他四种大幅高的异型复杂结构的轴承。
附图说明
图1为本发明的工作示意图；
图2为胎垫的剖视示意图；
图3为支点架的主视图；
图4为支点架的俯视图；
图5为支点架的左视图；
图6为支点的主视图；
图7为支点的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装：它包括胎垫1、支点架2和支点3；
所述胎垫1呈圆筒状，胎垫1沿轴线方向的一端设有封口设置且设有连接孔，胎垫1沿轴线方向的另一端敞口设置；胎垫1用于与机床的磁盘连接；
所述支点架2为角钢状板状件；支点架2的一个侧板上设有定位孔2-1，支点架2的另一个侧板中部设有支点连接孔2-2，支点3通过支点连接孔2-2与支点架2连接；所述支点3的支撑端呈三角形，支点架2安装在机床上。
具体实施方式二：所述支点架2的两个侧板呈90度设置。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：所述定位孔2-1的数量为多个；支点连接孔2-2的数量为一个。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：所述支点3的中部设有腰形孔3-1，腰型孔3-1与支点定位孔2-2通过螺栓连接。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，包括以下步骤
步骤一：调整机床磨削机构位置；
将数控机床的砂轮轴、底座和修整器均向远离工件的方向调整到极限尺寸；
步骤二：在机床上安装加工工装；
在机床的磁盘处安装胎垫1；使用螺栓将穿过连接孔将胎垫1与磁盘固定；使用螺栓将支点架2通过定位孔2-1固定在机床上，将支点架2的支点连接孔2-2与支点3的腰型孔3-1使用螺栓固定；使支点3的支撑端朝上设置；
步骤三：将工件根据内径偏差分组，根据实际情况进行磨削；
内径偏差每5μm范围内的工件分为一组，每组加工时选择不同的进给量；根据实际磨削情况，选择定程控制的加工方式，随时调整磨削速度；
步骤四：使用工装固定工件；
将工件的一端与胎垫1对齐；调高磁盘的激磁电流使工件与胎垫1吸附连接，调整支点3位置，使支点的支撑端支撑在工件底端的中部；
步骤五：设置运行参数；加工产品合格首件；
步骤六：加工产品合格首件，根据其参数进行批量加工。
本实施方式中：采用某型号数控机床对某轴承产品内径进行加工，该产品内径尺寸为Φ60mm，幅高为130mm，其长径比是常规滚动轴承5倍以上。
步骤五操作中使用手轮进行微调对刀，设定砂轮震荡宽度，设定加工快趋量，设定快趋速度；测量工件外滚道尺寸，设定粗磨进给量，粗磨速度，设定精磨进给量，精磨速度，设定光磨进给量，光磨速度；设定砂轮修整量，砂轮修整方式。调整好参数后，进行试磨，根据加工完成工件表面质量，对参数进行调整，加工产品合格首件；
具体实施方式六：所述步骤三的激磁电流为0.8-1.2A。
其他实施方式与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：所述步骤四的砂轮为一个常规砂轮和一个宽为50mm的砂轮组成的砂轮组。
其他实施方式与具体实施方式五相同。
具体实施方式八：所述步骤五的运行参数包括以下参数：
工件转速为190-210r/min，砂轮转速为6800-7200r/min；空刀量为25-35μm，进给速度为0.8-1.2μm/s。
其他实施方式与具体实施方式五相同。
具体实施方式九：所述步骤五的运行参数包括以下参数：
工件转速为200r/min，砂轮转速为7000r/min；空刀量为30μm，进给速度为1μm/s。
其他实施方式与具体实施方式八相同。

Claims (9)

1.应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装：其特征在于：它包括胎垫(1)、支点架(2)和支点(3)；
所述胎垫(1)呈圆筒状，胎垫(1)沿轴线方向的一端设有封口设置且设有连接孔，胎垫(1)沿轴线方向的另一端敞口设置；胎垫(1)用于与机床的磁盘连接；
所述支点架(2)为角钢状板状件；支点架(2)的一个侧板上设有定位孔(2-1)，支点架(2)的另一个侧板中部设有支点连接孔(2-2)，支点(3)通过支点连接孔(2-2)与支点架(2)连接；所述支点(3)的支撑端呈三角形，支点架(2)安装在机床上。
2.根据权利要求1所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装：其特征在于：所述支点架(2)的两个侧板呈90度设置。
3.根据权利要求1所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装：其特征在于：所述定位孔(2-1)的数量为多个；支点连接孔(2-2)的数量为一个。
4.根据权利要求1所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工工装：其特征在于：所述支点(3)的中部设有腰形孔(3-1)，腰型孔(3-1)与支点定位孔(2-2)通过螺栓连接。
5.应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，其特征在于：使用任一权利要求1-4所述的工装实施本方法，其特征在于：
步骤一：调整机床磨削机构位置；
将数控机床的砂轮轴、底座和修整器均向远离工件的方向调整到极限尺寸；
步骤二：在机床上安装加工工装；
在机床的磁盘处安装胎垫(1)；使用螺栓将穿过连接孔将胎垫(1)与磁盘固定；使用螺栓将支点架(2)通过定位孔(2-1)固定在机床上，将支点架(2)的支点连接孔(2-2)与支点(3)的腰型孔(3-1)使用螺栓固定；使支点(3)的支撑端朝上设置；
步骤三：将工件根据内径偏差分组，根据实际情况进行磨削；
内径偏差每5μm范围内的工件分为一组，每组加工时选择不同的进给量；根据实际磨削情况，选择定程控制的加工方式，随时调整磨削速度；
步骤四：使用工装固定工件；
将工件的一端与胎垫(1)对齐；调高磁盘的激磁电流使工件与胎垫(1)吸附连接，调整支点(3)位置，使支点的支撑端支撑在工件底端的中部；
步骤五：设置运行参数；加工产品合格首件；
步骤六：加工产品合格首件，根据其参数进行批量加工。
6.根据权利要求5所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，其特征在于：所述步骤三的激磁电流为0.8-1.2A。
7.根据权利要求5所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，其特征在于：所述步骤四的砂轮为一个常规砂轮和一个宽为50mm的砂轮组成的砂轮组。
8.根据权利要求5所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，其特征在于：所述步骤五的运行参数包括以下参数：
工件转速为190-210r/min，砂轮转速为6800-7200r/min；空刀量为25-35μm，进给速度为0.8-1.2μm/s。
9.根据权利要求8所述的应用于长径比较大的航空轴承内表面磨削加工方法，其特征在于：所述步骤五的运行参数包括以下参数：
工件转速为200r/min，砂轮转速为7000r/min；空刀量为30μm，进给速度为1μm/s。
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