這里介紹的蛇形彈簧聯軸器軸承座是某產品天線座中的關鍵零件，該軸承座是一精密薄環(huán)形零件，其精度要求非常高，加工難度大，很容易出廢品，生產周期也長。該關鍵零件蛇形彈簧聯軸器軸承座就成了精密生產加工的瓶頸。

 

1、蛇形彈簧聯軸器軸承座的加工難點

 

該蛇形彈簧聯軸器零件材料為GCr15軸承鋼，淬硬HRC≮61。另從圖中可以看出，形位公差要求很高，同軸度及全跳動均為0.015，圓柱度為0.002。蛇形彈簧聯軸器精磨后零件要保證以上的形位公差，則對精磨定位裝夾用的兩端面平行度有很高的要求。所以在加工工藝設計中，工藝要求將A、B兩端面的平行度提高到0.001。在以往加工中，該零件采用高精度平面磨削，加工后的平行度只能達到0.005～0.008。后面工序必須再經過大量的平面研磨工作，才能將零件的平行度提高到0.001，通過很長的生產周期才能滿足工藝要求。為了解決該生產瓶頸問題，需尋找一種高效高精度的加工方法。為此考慮直接用磨削加工方法來保證平行度0.001。

 

針對這一難題，我們對該零件的磨削加工進行了認真的分析研究。該零件為薄板形零件，在機械加工中會產生切削應力，隨著時間的變化零件形狀也在逐漸變化，如果熱處理不好(即切削應力消除不盡)，磨削加工中不注意散熱條件，這種微量變化會變得很明顯。

 

2、蛇形彈簧聯軸器需要解決的問題

 

在平面磨削加工中，需要解決的問題是：磁場引力所產生的零件變形及磨削熱引起的零件受熱膨脹變形。平面磨床的工作臺是一個強力的電磁吸盤，通電工作時，鋼鐵零件在電磁力的作用下，會被牢牢地吸附于工作臺面上。對于經過粗磨加工并時效處理后的蛇形彈簧聯軸器軸承座，其端面的平面度不可能很平。當薄環(huán)形零件蛇形彈簧聯軸器軸承座的端面被吸附于電磁工作臺上時，必然產生彈性變形。當電磁力消失后，零件回復，變形也就消失。另外，在磨削時，由于砂輪高速旋轉(線速度35m/s～50m/s)，砂輪與零件在接觸的瞬間所產生的熱量可達1000℃以上。所以，在零件本體上，熱量也在不均勻地變化，膨脹變形也隨之產生。

 

3、蛇形彈簧聯軸器解決方法

 

為了解決上述問題，工藝設計時著重考慮解決以下幾方面的問題。

 

1)根據材料及零件形狀的特點，粗磨工序為精磨留磨削量0.05～0.06，平行度要求達到0.01～0.02 左右。 2)選用硬度較軟、粒度中等的白剛玉砂輪GB60#ZR 1AP，進行多次平衡修正。

 

3)對砂輪磨削熱的處理：因為在磨削過程中，磨削所產生的熱量瞬時可達1000C以上。為了減少磨削熱的影響，把砂輪修整成臺階式，即留下砂輪的半寬或更少以減少磨削面積，從而減少磨削所產生的熱量。同時也減小由于砂輪磨削壓力所造成的加工誤差。

 

4)對砂輪進行微鈍化處理：砂輪剛修整后得到的微刃比較鋒利，切削性能好。隨著磨削時間的增加，微刃逐漸被磨鈍，這時微刃的等高性就進一步得到了改善，而切削性能則降低，摩擦拋光的作用也得到增強。磨削區(qū)的高溫使金屬軟化，鈍化的微刃在工件表面滑擦和擠壓，表面凸峰被擠平，從而使工件表面格外光潔。

 

5)冷卻液要充足干凈，無夾砂等現象。以上方法是磨削加工該蛇形彈簧聯軸器軸承座的必要條件。

 

4、蛇形彈簧聯軸器微磁吸夾具

 

加工該軸承座最關鍵的問題是采用恰當的裝夾方式克服零件彈性變形，從而使磨削加工達到工藝要求。通常磨削薄環(huán)形零件時，由于零件不平，常采用墊彈性墊圈、涂白蠟、墊紙等方法來解決平面的磨平問題，而且要經過多次的翻身磨削，才能達到平行度[CM(22]0.01～0.02。但這些裝夾方法對于平行度要求0.005以內的薄形零件顯然無法達到。

 

針對軸承座的加工難點，考慮設計了一付微磁吸夾具。采用上下各一塊鋼板，中間隔一層銅板， 選用銅焊連接。微磁吸夾具的原理為：銅材料不導磁。所以將夾具置于工作臺上并吸牢時，零件基本不受磁吸引力影響，或只有微磁力吸引。此微磁力在平面狀態(tài)下只有幾克至十幾克，不足以使零件產生彈性變形。夾具經過退火處理后并銑加工成形。然后將夾具吸牢于磨床工作臺面配磨，作為零件的加工基準。將零件平放置于微磁吸夾具上。采用側向壓板將零件靠牢定位，使零件不受壓力、磁吸引力，亦無側向位移，即無彈性變形，零件基本處于自由狀態(tài)。

 

另外，在微磁吸夾具中間鏜了一個50的通孔，其作用是：(1)將兩塊鋼板與銅板中間部位焊牢，防止夾具振動。(2)冷卻液沖入孔中不流走，對零件及夾具有很好的冷卻作用。(3)磨削時，磨下的切屑及磨粒沖入孔中，沉入孔底，不會堆積在零件內圈而影響磨削表面精度。

 

5、蛇形彈簧聯軸器結束語

 

 

 

在上述條件下，將粗磨并熱處理時效后的零件進行認真地幾次翻身磨削加工，加工時充分冷卻。經過嚴格地檢驗，測量，磨削加工出的蛇形彈簧聯軸器軸承座，零件A、B兩端面的平行度達0.0003～0.0005。用超精密平面磨削方法直接滿足了平行度0.001的工藝要求，提高工效五倍，并省去了費工費力的研磨工作量。