一种可倾瓦轴承体的加工方法与流程

本发明涉及轴承加工技术领域，特别涉及一种可倾瓦轴承体的加工方法。

背景技术：

可倾瓦轴承因具有回转精度高，稳定性能好等特点，而广泛应用于大型透平压缩机上，它有效的保证了大型透平式压缩机在应用于石油、化工、冶金、动力、空分等行业中的运行。随着透平压缩机不断向高转速，大载荷以及复杂工况下运行的方向不断发展，其对压缩机用可倾瓦轴承提出了更高的要求，其中可倾瓦轴承体是可倾瓦轴承中制造难度较大的零件，它的好坏直接关系到可倾瓦轴承的性能是否优良，透平压缩机的运转是否稳定。

传统的可倾瓦轴承体制造存在生产周期长，技术难度大，工序复杂，对加工人员的素质要求较高，经济性较差的缺点，且有工件易变形，型位公差难以保证等质量问题。因此，随着透平压缩机的不断发展，传统的可倾瓦轴承体技术制造方案越来越难以满足其需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种产品质量高、生产成本低的可倾瓦轴承体的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可倾瓦轴承体的加工方法，包括如下步骤：

通过划线、锯切、刨中分面、粗车工序对上轴承体和下轴承体进行粗加工；

对粗加工后的上轴承体和下轴承体进行热处理；

对热处理后的上轴承体和下轴承体磨削中分面和顶部小平面，保证上轴承体和下轴承体的高度相等；

在数控车铣加工中心按照预先编制的加工程序进行精加工，包括装夹对刀，设定加工参数，对工件精车及对工件铣钻加工；

由钳工处理中分面的各孔；

用铰制孔螺栓将上轴承体和下轴承体连接在一起组成可倾瓦轴承体。

进一步地，所述热处理是对粗加工后的上轴承体和下轴承体在电加热炉内加热、保温和用冷却剂冷却的调质处理，使上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到250～300N/mm²。

进一步地，所述设定加工参数包括设定主轴转速、进给速度、吃刀量，及选择刀具类型和刀具转速。

进一步地，所述的对工件精车包括分别加工上轴承体和下轴承体的外圆、端面和里孔，及自动调整装卡方向后分别精车上轴承体和下轴承体的端面；所述的对工件铣钻加工包括：对上轴承体和下轴承体的连接处铣窝，加工上轴承体和下轴承体连接处的连接孔，对上轴承体和下轴承体的连接孔进行精铰及攻丝，铣钻上轴承体和下轴承体上的防转销孔、吊装孔、进油孔、瓦块定位螺钉孔及测振探头安装架孔及攻丝

进一步地，所述的加工上轴承体的连接孔是对上轴承体铣钻光孔，所述加工下轴承体的连接孔是对下轴承体铣钻非螺纹部分底孔和螺纹部分底孔。

进一步地，所述上轴承体的连接孔是分别设置在所述上轴承体两侧的两对光孔，所述光孔的上半部分光孔和下半部分光孔；所述下轴承体的连接孔包括为非螺纹部分底孔的上半部分和为螺纹部分底孔的下半部分，所述上轴承体的下半部分光孔内径与所述下轴承体的非螺纹部分底孔的内径相同。

进一步地，所述铰制孔螺栓包括螺帽、上半段和下半段，所述上半段为非螺纹部分，所述下半段为螺纹部分，所述螺帽的外径与所述上轴承体的上半部分光孔的内径匹配，所述铰制孔螺栓的非螺纹部分的外径与所述上轴承体的下半部分光孔及所述下轴承体的非螺纹部分底孔的内径匹配。

进一步地，所述铰制孔螺栓的非螺纹部分与所述上轴承体的下半部分光孔及所述下轴承体的非螺纹部分底孔之间间隙配合，所述间隙配合的公差带为H7/g6，其中H为基准孔的基本偏差,7为基准孔的公差等级，g为轴的基本偏差,6为轴的公差等级。

进一步地，所述的用铰制孔螺栓将上轴承体和下轴承体连接在一起是用铰制孔螺栓从所述上轴承体的光孔插入所述下轴承体的非螺纹部分底孔并将铰制孔螺栓的螺纹部分螺接在所述下轴承体的螺纹部分底孔内。

进一步地，所述数控车铣加工中心是型号为DMG CTX-GAMMA-2000TC的车铣复合加工中心。

本发明提供的可倾瓦轴承体的加工方法，在数控车铣加工中心并通过编制的加工控制软件控制工件加工，使工件的加工精度，表面粗糙度及加工的可靠性都有了质的飞跃，显著提升了产品的质量；在数控车铣加工中心可对工件一次加工完成精车、铣削、钻孔、攻丝等多道加工工序，因此大大压缩了工序，节约了工时，降低了成本，同时还避免了因多道工序，多次装卡而导致的误差累计和工件表面易遭到磕碰破坏等问题发生；数控车铣加工中心的使用大大提升了制造能力与加工水平，使工件的加工精度达到很高的水平，在数控车铣加工中心上加工上轴承体和下轴承体上的连接孔，精度非常高，可使铰制孔螺栓非螺纹部分的外径与上轴承体的下半部分光孔及下轴承体的非螺纹部分底孔的内径尺寸基本相同，属于很小的间隙配合，能够起定位作用，能有效提高产品的装配精度，消除上轴承体和下轴承体之间的安装误差，大大增加了产品的可靠性。并且，由4个铰制孔螺栓将上轴承体和下轴承体连接在一起，既可提供连接的预紧力又可提供抗剪切力，使每种作用力的受力点更多，分布也更加均匀，科学，使上轴承体和下轴承体的连接效果与中分面定位效果得到了显著提升。另外，本发明提供的可倾瓦轴承体的加工方法，先对工件进行精车然后再将上轴承体和下轴承体连接在一起，避免了在车削加工过程中因工件中分面受到过大的剪切力，导致销钉应力变形，可倾瓦轴承体上下半错口等形位公差无法保证的现象发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可倾瓦轴承体的加工方法流程图；

图2为本发明实施例提供的可倾瓦轴承体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的可倾瓦轴承体的铰制孔螺栓结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供的一种可倾瓦轴承体的加工方法，包括如下步骤：

粗加工：通过划线、锯切、刨中分面、粗车工序对上轴承体和下轴承体进行粗加工。

热处理：对粗加工后的上轴承体和下轴承体在电加热炉内进行加热、保温和用冷却剂冷却的调质处理，使上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到250～300N/mm2。其中，

作为一种实施方式，冷却剂包括质量百分比为3-6％辛二酸、2％-3％磷酸氢二铵、0.2％-0.4％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.01-1.0％硝酸钾、0.05-1.0％甲苯基三唑、剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到250～300N/mm2，而且具有优越的抗腐蚀性能的效果。

在一实施例中，冷却剂的质量百分比为4％辛二酸、2％磷酸氢二铵、0.3％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.04％硝酸钾、0.08％甲苯基三唑、剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到280N/mm2，抗腐蚀性能能达到90％。

在另一实施例中，冷却剂的质量百分比为5％辛二酸、2.5％量比的磷酸氢二铵、0.25％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.09％硝酸钾、0.3％甲苯基三唑，剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到300N/mm2，抗腐蚀性能能达到93％。

在另一实施例中，冷却剂的质量百分比为6％辛二酸、3％量比的磷酸氢二铵、0.35％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.06％硝酸钾、0.7％甲苯基三唑，剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到290N/mm2，抗腐蚀性能能达到96％。

作为另一种实施方式，冷却剂包括质量百分比为2-5％辛二酸、1％-3％磷酸氢二铵、0.3％-0.5％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.01-0.05％硝酸钾、0.05-0.1％甲苯基三唑、聚醚5％～10％、剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到250～300N/mm2，而且具有优越的抗腐蚀性能的效果。

在一实施例中，冷却剂的质量百分比为2％辛二酸、1％磷酸氢二铵、0.3％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.01％硝酸钾、0.05％甲苯基三唑、聚醚6％、剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到280N/mm2，抗腐蚀性能能达到96％。

在另一实施例中，冷却剂的质量百分比为5％辛二酸、3％量比的磷酸氢二铵、0.4％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.04％硝酸钾、0.3％甲苯基三唑，8％聚醚，剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到300N/mm2，抗腐蚀性能能达到99％。

在另一实施例中，冷却剂的质量百分比为6％辛二酸、3％量比的磷酸氢二铵、0.45％C4-C6不饱和的单乙烯基一元羧酸、0.05％硝酸钾、0.7％甲苯基三唑，8％聚醚，剩余为丙二醇。经过冷却剂冷却的调质处理使得上轴承体和下轴承体的布氏硬度值HB达到290N/mm2，抗腐蚀性能能达到98％。

磨削：对热处理后的上轴承体和下轴承体分别磨削中分面和顶部小平面，保证上轴承体和下轴承体的高度相等。

精加工：在数控车铣加工中心对上轴承体和下轴承体分别进行精加工，首先装夹上轴承体和下轴承体，并对刀，然后设定主轴转速、进给速度、吃刀量，选择刀具类型及刀具转速。根据程序设定的参数，分别对上轴承体和下轴承体进行精车加工：先分别加工上轴承体和下轴承体的外圆、端面和里孔，然后自动调整装卡方向，对端面进行精车。精车结束，再对上轴承体和下轴承体分别进行铣钻加工：先对上轴承体和下轴承体的连接处铣窝，然后加工上轴承体和下轴承体连接处的连接孔，其中，加工上轴承体的连接孔是对上轴承体钻光孔，加工下轴承体的连接孔是对下轴承体钻螺纹部分底孔和非螺纹部分底孔。再对上轴承体的光孔进行精铰，对下轴承体的非螺纹部分底孔进行精铰，对下轴承体的螺纹部分底孔进行攻丝。最后在上轴承体和下轴承体的中分面端面及圆周上分别钻定防转销孔、吊装孔、进油孔、瓦块定位螺钉孔及测振探头安装架孔等孔，并对含螺纹部分的各孔进行攻丝。

钳工处理：由钳工处理上轴承体中分面上的光孔和下轴承体中分面上的非螺纹部分底孔和螺纹部分底孔，及上轴承体和下轴承体中分面上的定防转销孔。

和箱：用铰制孔螺栓将上轴承体和下轴承体连接在一起，即用铰制孔螺栓从上轴承体的光孔插入到下轴承体的非螺纹部分底孔并将铰制孔螺栓的螺纹部分螺接在下轴承体的螺纹部分底孔内。由于工件的加工是在数控车铣加工中心进行的，数控车铣加工中心的使用大大提高了工件的加工精度，使上轴承体和下轴承体上的连接孔的加工精度非常高，这样铰制孔螺栓的非螺纹部分的外径与上轴承体的下半部分光孔及下轴承体的非螺纹部分底孔的内径尺寸基本相同，属于很小的间隙配合，间隙配合的公差带可达到H7/g6(其中，H为基准孔的基本偏差,7为基准孔的公差等级，g为轴的基本偏差,6为轴的公差等级)。这样铰制孔螺栓能够很好的起定位上轴承体和下轴承体的作用，能有效提高产品的装配精度，消除上轴承体和下轴承体之间的安装误差，大大增加了整个轴承体的可靠性。并且，由于上轴承体和下轴承体之间的连接是由4个铰制孔螺栓将上轴承体和下轴承体连接在一起，既可提供连接的预紧力又可提供抗剪切力，使每种作用力的受力点更多，分布也更加均匀，科学，使上轴承体和下轴承体的连接效果与中分面定位效果得到了显著提升。同时，由于上轴承体和下轴承体的连接形式属于螺纹连接，因此上轴承体和下轴承体之间的连接还具有连接可靠、装拆方便等优点。

最后，对可倾瓦轴承体进行清洁与表面保护，并检查可倾瓦轴承体的尺寸，确保产品合格。

参见图2，可倾瓦轴承体10是由在数控车铣加工中心上加工好的上轴承体01和下轴承体02连接一起构成，上轴承体01与下轴承体02之间通过上轴承体01的连接孔011和下轴承体02的连接孔021由铰制孔螺栓03连接在一起的。

参见图3，铰制孔螺栓03包括螺帽031、上半段032和下半段033，其中，上半段032为非螺纹部分，下半段033为螺纹部分。

其中，上轴承体01的连接孔011是分别设置在上轴承体01两侧的两对光孔，光孔的上半部分光孔内径与铰制孔螺栓03的螺帽031外径匹配，光孔的下半部分光孔内径与铰制孔螺栓03的上半段032外径匹配。下轴承体02的连接孔021上半部分是内径与铰制孔螺栓03的上半段032的非螺纹部分外径匹配的非螺纹部分底孔，下轴承体02的连接孔021下半部分是与铰制孔螺栓03下半段033的螺纹部分匹配的螺纹部分底孔。铰制孔螺栓03从上轴承体01的连接孔011插到下轴承体02的连接孔021的上半部分的非螺纹部分底孔，并将铰制孔螺栓03的螺纹部分033螺接在下轴承体02的连接孔021的下半部分的螺纹部分底孔内。

由于铰制孔螺栓03上半段032的非螺纹部分的外径与上轴承体01的下半部分光孔及下轴承体02的非螺纹部分底孔的内径尺寸基本相同，属于很小的间隙配合，间隙配合的公差带可达到H7/g6，这样铰制孔螺栓03能够很好的起定位上轴承体01和下轴承体02的作用，能有效提高产品的装配精度，消除上轴承体01和下轴承体02之间的安装误差，大大增加了整个可倾瓦轴承体10的可靠性。

并且，由于上轴承体01和下轴承体02的两侧连接处的每侧都是通过两个铰制孔螺栓03连接，这样由4个铰制孔螺栓03将上轴承体01和下轴承体02连接在一起，既可提供连接的预紧力又可提供抗剪切力，使每种作用力的受力点更多，分布也更加均匀，科学，使上轴承体01和下轴承体02的连接效果与中分面定位效果得到了显著提升。同时，由于上轴承体01和下轴承体02的连接形式属于螺纹连接，因此上轴承体01和下轴承体02之间的连接还具有连接可靠、装拆方便等优点。

数控车铣加工中心是型号为DMG CTX-GAMMA-2000TC的车铣复合加工中心，数控车铣加工中心是复合加工机床的一种主要机型，在数控车铣加工中心上可以实现平面铣削、钻孔、攻丝、铣槽等铣削加工工序，具有车削、铣削以及镗削等复合功能，能够实现一次装夹、全部完成以上工序的加工过程。使用数控车铣加工中心，不仅可以缩短产品制造工艺链，提高生产效率，而且，还可以减少装夹次数，提高加工精度。

本发明提供的可倾瓦轴承体的加工方法，可倾瓦轴承体的的质量和可靠性得到显著提升，工件的加工精度和表面粗糙度也有了明显提高，解决了产品在使用过程中出现的错口变形等问题。相较于改进之前，本发明实现了缩短了生产周期，提高了产品质量，降低生产成本的目的。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。