CN114888645B - 一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法 - Google Patents

一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法，所述平面磨削工装，包括：固定在电磁盘上的工装本体，工装本体中间沿垂直方向贯穿有圆形的通孔，工装本体的上表面环绕通孔形成有圆形的定位槽，定位槽用于定位待磨削工件，以使砂轮对待磨削工件的表面进行磨削；所述摩擦片加工方法，包括以下步骤：粗磨两端面；热处理；半精磨端面；车内孔；车外圆；滚齿；精磨两端面。本公开改进工艺规程，避免了工艺繁琐、加工周期长问题，提高了生产效率。

Description

一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法
技术领域
本公开涉及摩擦片加工领域，特别是涉及一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法。
背景技术
随着科技的进步，武器装备不断升级换代，新型坦克操作更加机动灵活。摩擦片作为新型坦克变速箱中的核心零件，用于保证起车和加速的平稳性。因此，采用何种工艺以及采用何种工艺装置对其加工以保证加工精度，进而确保变速箱离合器的整体性能是至关重要的。
现有技术中摩擦片的工艺规程从下料到产品完成终检需经过20道工序，工艺过程繁琐，且仍然无法保证摩擦片的平面度、平行度以及粗糙度等关键尺寸，此外，在平面磨削环节常将工件直接放置在电磁工作台上加工，此种定位磨削方式磨削发热大，冷却液要保证浇洗充足，否则由于工件存在内应力，垂直进给量大，易产生热变形，导致产生的定位及磨削变形显现出来，产品实物质量很难保证。
发明内容
本公开提供了一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法，可避免磨削过程中工件变形，通过改进工艺规程，避免了工艺繁琐、加工周期长问题。
为实现上述目的，第一方面，本公开提供了一种平面磨削工装，包括：固定在电磁盘上的工装本体，所述工装本体中间沿垂直方向贯穿有圆形的通孔，所述工装本体的上表面环绕所述通孔形成有圆形的定位槽，所述定位槽用于定位待磨削工件，以使砂轮对所述待磨削工件的表面进行磨削。
优选地，所述通孔的内壁厚度为所述工装本体的外壁厚度为20±0.01mm。
第二方面，本公开提供了一种摩擦片加工方法，包括以下步骤：
S1、粗磨两端面，将工件水平放置在电磁盘上，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至平面度至0.4～0.2mm；
S2、热处理，使平面翘曲度≤0.3mm；
S3、半精磨端面，将工件放入平面磨削工装内，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至平面度至0.3～0.2mm，表面粗糙度至0.8；
S4、车内孔，夹持工件外圆，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面，车削内孔至
S5、车外圆，夹持工件内孔，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面；车削外圆至
S6、滚齿；
S7、精磨两端面，将工件放置在平面磨削工装内，调整砂轮与工件的倾斜夹角为0.04°，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至3±0.04mm，平面度至0.05mm，平行度至0.04mm，表面粗糙度0.8。
优选地，在步骤S1之前还包括：对工件热处理，使工件硬度满足HRC30～37，平面翘曲度≤0.6mm。
在本公开实施例的上述实现方式中，通过改进工艺规程，减少矫正垫平工序步骤，避免了工艺繁琐、加工周期长问题，节约成本，提高生产效率。此外，通过磨削工装将工件与电磁盘装夹固定，可避免磨削过程中电磁盘磁力对工件所产生的磁力变形，从而保证平面度，砂轮与工件倾斜夹角设置为0.04°，可减小砂轮与工件接触面积，有助于释放应力，避免工件变形。
附图说明
图1为本实施例提供的一种平面磨削工装的结构示意图；
图2为本实施例提供的一种平面磨削工装的装配图；
图3为本实施例提供的一种平面磨削工装的使用状态图；
图4为本实施例提供的一种摩擦片加工方法的流程示意图。
图1-3中：
1、工装本体；11、通孔；12、定位槽；2、待磨削工件；3、砂轮；4、电磁盘。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，为了便于描述，使用的方位词如“上、下”通常是指相应部件处于使用状态时沿Z方向上的“上、下”。另外，使用的方位词“内、外”是相对于对应的部件自身轮廓而言的“内、外”。此外，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等是为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。
摩擦片是变速箱离合器中的核心零件，设计精度非常高，公差和形位公差要求严格，以内齿摩擦片、外齿摩擦片等带齿类薄壁件为例，精度要求为：粗糙度0.8，平行度0.04mm，平面度0.05mm，厚度3±0.04mm。现有技术中，经多道机加工序如磨削、退磁、矫平和热处理工序后容易产生变形，此外，在生产加工时，将工件直接放置在电磁工作台上磨削平面，由于存在加工变形，无法满足精度要求。所以经过多道机加工序及热处理后如何保证形位公差，以及如何保证平面磨削加工的厚度尺寸、粗糙度成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。
发明人发现，摩擦片的传统制备工艺从下料到产品完成终检需经过粗磨两端、车内孔、车外圆、钳修、矫正垫平、半精磨两面、滚齿、矫正垫平、精磨两端等19道工序，工艺过程十分繁琐，且仍然无法保证粗糙度0.8，平行度0.04mm，平面度0.05mm等关键尺寸的精度要求，所以传统工艺规程不适合制备上述精度要求的摩擦片。此外，现有技术中常将工件直接放置在电磁工作台上平面磨削，导致磨削发热大，由于工件存在内应力，易产生热变形，很难保证产品质量。
针对现有技术中摩擦片制备工艺过程繁琐且易产生热变形的问题，发明人对现有工艺规程进行改进，创造性地提供一种平面磨削工装以及基于该工装的摩擦片加工方法，在加工过程中减少了工序步骤，增加热处理工序；此外，通过调整砂轮角度，将工件卧入平面磨削工装内，使工件更加稳固，然后再进行精磨两端面加工。通过本发明改进后的工艺规程简单，在提高生产效率的同时大大提高摩擦片磨削质量，并满足精度要求。
参阅图1至图3，本实施例中的一种平面磨削工装，固定在电磁盘上，用于定位待磨削工件，以使砂轮对待磨削工件的平面进行磨削，包括：呈圆环状的工装本体1，工装本体1中间沿垂直方向贯穿有圆形的通孔11，在工装本体1的上表面还设有圆形的定位槽12，所述定位槽12用于承载待磨削工件并防止其移动。
本实施例中的平面磨削工装可以采用金属材料制成，从而使平面磨削工装依靠电磁盘的吸附力固定，工装本体1上的通孔11有助于减轻重量和散热。
在具体应用中，将本实施例的平面磨削工装固定在立式磨床上的电磁盘4上，然后将待磨削工件2放置在定位槽12内，使平面磨削工装与待磨削工件2接触面定位良好，然后调整砂轮3与待磨削工件2表面的磨削角度，调整完毕后即可加工。
可以理解的是，在精磨待磨削工件2的两个端面时，为了减小砂轮3与待磨削工件2的接触面积，以避免待磨削工件2翘曲，可将砂轮3与待磨削工件2表面的磨削角度α设置为0.04°，加工过程中每次磨削进给量设为0.03mm，反复多次进给，以保证待磨削工件3的厚度尺寸和平行度。同时要浇注充足冷却液，以避免磨削过程中产生的热量灼烧待磨削工件，影响表面粗糙度。
相应地，在制备摩擦片的工艺流程中，本实施例的平面磨削工装适用于对待磨削工件端面进行半精磨以及精磨环节，具体地，在精磨环节本实施例的平面磨削工装的使用方法，包括以下步骤：
步骤101：将平面磨削工装固定在立式磨床的电磁盘上。
可以理解的是，磨床是利用磨具即高速旋转的砂轮对待磨削工件表面进行磨削加工的机床,电磁盘位于磨床上方的工作台上，可以利用磁力将平面磨削工装固定在电磁盘上。
步骤102：将待磨削工件放置在平面磨削工装的定位槽内。
本步骤中，由于平面磨削工装设有通孔，待磨削工件可依靠电磁盘的磁力吸附在定位槽内。
步骤103：用百分表将待磨削工件与砂轮的磨削角度设为0.04°。
应说明的是，磨削时先将砂轮修磨好，并倾斜地置于待磨削工件的上方，使待磨削工件的上表面与砂轮的下表面呈一倾斜的夹角，所述磨削角度即该夹角。
步骤104：启动立式磨床对待磨削工件进行磨削。
本步骤中，在磨削时可控制每次进给量为0.03mm，边走刀边调整设备，待磨削工件的一端面磨削完成再磨削另一端面，直至满足摩擦片的精度要求，摩擦片加工完成退磁后卸下进行检验。
应说明的是，摩擦片可以为内齿摩擦片或外齿摩擦片，本实施例不对其具体限定，由于内齿摩擦片或外齿摩擦片的平面磨削属于精密加工，故使用平面磨削工装装夹定位时保证电磁盘吸力牢固即可。
本实施例的平面磨削工装可将待磨削工件与电磁盘装夹固定，避免磨削过程中电磁盘磁力对待磨削工件所产生的磁力变形，从而保证摩擦片的平面度。此外，通过调整砂轮与待磨削工件倾斜夹角为0.04°，可减小砂轮与待磨削工件接触面积，有利于释放应力，避免摩擦片变形，本实施例设计合理，制作简单，成本低，安全可靠。
如图4所示，基于以上，本公开还提供一种利用上述平面磨削工装加工摩擦片的方法，包括：
步骤201：粗磨两端面；将工件水平放置在电磁盘上，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至平面度0.4～0.2mm。
可以理解的是，为了制备符合精度要求的摩擦片，应先将料坯进行预处理并采用剪板机对料坯进行剪切，以获得一定尺寸的待加工的工件，工件应按照摩擦片的规格剪裁为相应尺寸，或者，工件尺寸可以基于摩擦片本体的厚度及后处理时的形变量来确定。然后按照本实施例的加工工艺对工件进行加工，制成符合预定形状以及精度要求的摩擦片，本实施例中的工件呈圆环状，尺寸为φ344mm×φ281mm×t5.5mm，即：外圆径为344mm，内孔径为281mm，厚度为5.5mm。
同时，本实施例中符合精度要求的摩擦片是指：平面度0.05mm，平行度0.04mm，粗糙度0.8。
本实施例中，在剪切下料并获得工件后，需对剪切后工件进行热处理，对工件热处理方法是调质，使调质后的工件硬度满足HRC30～37；使平面翘曲度≤0.6mm，然后再对热处理后的工件粗磨两端面。
优选地可使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至4.3-00 .1mm；平面度达到0.3mm，其中，端面是指工件的上表面和下表面。
步骤202：热处理；使平面翘曲度≤0.3mm。
本步骤中，在粗磨两端面之后进行回火工序，可以释放应力，减少再机加工序时的变形。
步骤203：半精磨端面；将热处理后的工件放入平面磨削工装内，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至平面度0.3～0.2mm，表面粗糙度0.8。
为了与工件尺寸适配，本实施例中平面磨削工装的通孔内径为286±0.2mm，工装本体外径为定位槽内径为/>
本实施例中平面磨削工装的通孔的内壁厚度为工装本体的外壁厚度为20±0.01mm，可保证工件稳固地吸附在平面磨削工装上，同时防止磨削过程中变形。
步骤204：车内孔；夹持工件外圆，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面，车削内孔至
步骤205：车外圆；夹持工件内孔，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面；车削外圆至
应说明的是，虽然内齿摩擦片与外齿摩擦片的结构不同，但均具备内孔和外圆，所以步骤204和步骤205同样适用于齿摩擦片与外齿摩擦片的制备。
步骤206：滚齿。
如加工外齿摩擦片，则夹持工件内孔，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面；利用滚齿刀加工外齿根圆至φ328.4，表面粗糙度达到1.6。如加工内齿摩擦片，则夹持工件外圆，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面；利用滚齿刀加工内齿根圆至φ265.4，表面粗糙度达到1.6。
可以理解的是，在步骤204、步骤205、步骤206之后需对工件钳修，以去除锐边和毛刺。
步骤207：精磨两端面；将工件放置在平面磨削工装内，调整砂轮与工件的倾斜夹角为0.04°；磨削两端面，使厚度至3±0.04mm；平面度达到0.05mm；平行度达到0.04mm；表面粗糙度达到0.8。
本实施例中，在步骤201、步骤203以及步骤207之后还包括退磁处理的步骤。
本实施例在精磨两端面之后去锐边和毛刺，然后校平，保证平面度0.05mm，通过磁力探伤确认是否有裂纹缺陷，最后按图样要求检验涂油入库。
本公开通过改进工艺规程，增加回火工序，减少矫正工序，避免了工艺繁琐、加工周期长问题，通过磨削工装将工件与电磁盘装夹固定，可避免磨削过程中电磁盘磁力对内、外齿摩擦片所产生的磁力变形，从而保证平面度，此外采用新工艺规程及平面磨削工装一次加工合格率100％。
以上对本公开所提供一种平面磨削工装以及摩擦片加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用平面磨削工装加工摩擦片的方法，其特征在于，所述平面磨削工装，包括：固定在电磁盘上的工装本体，所述工装本体中间沿垂直方向贯穿有圆形的通孔，所述工装本体的上表面环绕所述通孔形成有圆形的定位槽，所述定位槽用于定位待磨削工件，以使砂轮对所述待磨削工件的表面进行磨削，所述通孔的内壁厚度为18.00 +0.01mm，所述工装本体的外壁厚度为20±0.01mm，所述方法包括以下步骤：
S1、粗磨两端面，将工件水平放置在电磁盘上，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至平面度至0.4～0.2mm；
S2、热处理，使平面翘曲度≤0.3mm；
S3、半精磨端面，将工件放入所述平面磨削工装内，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至3.7+ 0 0.1～3.5+ 0 0.1mm，平面度至0.3～0.2mm，表面粗糙度至0.8；
S4、车内孔，夹持工件外圆，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面，车削内孔至
S5、车外圆，夹持工件内孔，找正端面摆差≤0.03mm，然后压紧端面；车削外圆至
S6、滚齿；
S7、精磨两端面，将工件放置在所述平面磨削工装内，调整砂轮与工件的倾斜夹角为0.04°，使用砂轮磨削工件的两个端面，使工件厚度至3±0.04mm，平面度至0.05mm，平行度至0.04mm，表面粗糙度0.8。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：对工件热处理，使工件硬度满足HRC30～37，平面翘曲度≤0.6mm。
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