[发明专利]一种大型薄壁锥形套的装夹及加工方法

说明书

 

技术领域

    本发明属于机械加工技术领域，尤其是涉及一种进口圆锥破碎机的薄壁锥形套的装夹及加工方法。

 

背景技术

圆锥式破碎机是主要作用于金属矿石破碎的一种设备，目前国内矿山大量采用进口圆锥式破碎机。一般采矿-选矿生产线上共配备两台这样的破碎机，是大型矿业公司的关键设备，若这两台设备同时出现故障，将造成矿业公司全矿停产，对矿业公司来说，将是一个不可估量的重大设备事故。而薄壁锡青铜锥套安装于破碎机的动锥和机架之间，是固定和支撑动锥体转动的滑动轴承，是这台破碎机的关键零部件。该零件壁薄，长度较长，且为圆锥形，设备运转要求内外圆锥面尺寸精度及同轴度要求较高，因此装夹及加工难度大。原先这种薄壁锥形套一直依赖进口，不仅价格昂贵，而且交货周期一直难以保证。目前尚无公开的薄壁锥形套加工工艺和参数，因此薄壁锥形套的自主加工一直是个无法突破的难关，一是薄壁锥形套的内外锥面同轴度无法保证，二是内锥面的加工精度难以达到要求，导致废品率居高不下。

 

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种大型薄壁锥形套的装夹及加工方法，在对欲加工的锥形套进行精确定位的基础上，对大型薄壁锥形套进行分步骤多次切削，最终达到精度需求，解决了薄壁长锥形套装夹难、易变形、加工精度难以控制的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大型薄壁锥形套的装夹及加工方法，包括如下步骤：

（1）外圆锥面的装夹和车削：根据待加工薄壁锥形套的大端和小端内径，选择尺寸相符且带止口的大端闷盖和小端闷盖，分别采用大小闷盖来支撑待加工薄壁锥形套的内径毛坯锥孔及大小端面；用车床上的多爪卡盘夹住用大端闷盖，尾架顶尖顶住小端闷盖，再利用测量工具校正薄壁锥形套的位置和角度后，进行外圆锥面的车削加工。由于薄壁锥形套由锡青铜制成，材质偏软易变形，因此利用多爪卡盘的多个爪夹夹持住支撑薄壁锥形套的大端闷盖外侧，爪夹在圆周方向均匀分布，爪夹本身不接触薄壁锥形套，对薄壁锥形套不会造成压力导致工件变形，此外不会遮挡外锥面的任何部分，使得外圆锥面切削能够一次性完成。多爪卡盘与尾架顶尖相配合，稳定夹持薄壁锥形套，减少切削过程中产生的震动，提高加工精度。

（2）薄壁锥形套大端装夹和小端内圆锥面车削：外圆锥面切削完成后，将小端闷盖卸下，采用内部带薄壁支撑衬套的支撑套支撑住薄壁锥形套的外圆锥面中部，支撑套由车床附带的滚轮式中心架支撑，装夹完成后用测量工具校正薄壁锥形套的位置和角度；对薄壁锥形套小端内圆锥面和小端面进行车削加工。

（3）薄壁锥形套小端装夹和大端内圆锥面车削：完成薄壁锥形套的小端至中部的内圆锥面的加工后，松开多爪卡盘，卸去大端闷盖，打开滚轮式中心架，将薄壁锥形套调头，小端内锥面用小端外衬套装夹在小端外圆锥面、小端内衬套装夹在已加工好的小端内圆锥面，再用胀紧装置支撑于小端内衬套内径处，薄壁锥形套中部支撑套及支撑支撑衬套不动，随薄壁锥形套一起调头，仍旧支承在滚轮式中心架上，用多爪卡盘夹住小端外衬套，装夹完成后用测量工具校正薄壁锥形套的位置和角度；对薄壁锥形套大端内圆锥面和大端面进行车削加工。小端外衬套保护薄壁锥形套的外圆锥面，防止其受到多爪卡盘的夹持产生变形和表面损伤，同样地，小端内衬套保护薄壁锥形套的内圆锥面，防止其因多球头式胀紧装置的支撑产生变形和表面损伤。

作为本发明的一种优选方案，所述车削加工包括粗车和精车两个步骤，粗车时，切削速度为20～80mm／min，精车时，背吃刀量为0.10～0.30mm，进给量为0.1～0.15mm／r，切削速度为30～100mm／min。

作为本发明的一种优选方案，进行粗车加工时，刀具前角为3°～ 5°，刀具后角为3°～ 10°，主偏角为60°～ 75；进行精车加工时，刀具前角为10°～ 15°，刀具后角为5°～ 14°，主偏角为75°～ 90°。

作为本发明的一种改进方案，在各步骤对工件进行装夹之前利用尾座顶尖进行对刀，保证刀尖与主轴中心线等高。进一步保证薄壁锥形套加工的精度。

作为本发明的一种改进方案，在车削时使用冷却液对工件进行冷却与润滑。一方面可以减少刀具磨损，另一方面还能减少受热变形，使加工表面更好地达到要求。

作为本发明的一种改进方案，所述步骤（1）中选择大端闷盖和小端闷盖之后，在待加工薄壁锥形套两端预先加工出与大端闷盖、小端闷盖各自止口相配合的台阶。台阶与闷盖止口能够紧密嵌合，增加加工过程中工件的稳定性。