球面瓦外球面加工方法的改进

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1、文章编号：1009—9441(2013)02—0032—04球面瓦外球面加工方法的改进口口朱华(中材装备集团有限公司，北京100102)摘要：简述了球面瓦外球面的结构及加工方法。分析了采用靠模法加工球面瓦外球面存在的问题，介绍了铣削法加工外球面的优点、注意事项及应用效果。关键词：球面瓦；外球面加工；靠模法；铣削法中图分类号：TD453文献标识码：B引言回转窑、球磨机等是水泥厂的主机设备，而支承装置是这些设备的重要零部件，支承装置要承受设备回转部分和物料在运动过程中或静止状态时上百上千吨的载荷，且工作环境恶劣。因此，要求支承装置运转必须可靠、平稳，

2、以保证设备的安全运行。支承装置所用的轴承为滑动轴承，它由轴承座、球面瓦、瓦衬等组成。回转窑支承点多，运转时窑体产生轴向窜动，因此要求滑动轴承具有良好的承载和自动调心的能力。而球面瓦是滑动轴承的关键零件，其加工精度直接影响到回转窑的运转。球面瓦的加工精度主要取决于机加工方法及工艺水平。本文重点论述了对回转窑球面瓦外球面加工工艺方法的改进，改进后提高了球面瓦的加工效率，并使球面瓦的加工精度符合设计和使用要求。1球面瓦外球面加工方法简述1．1球面瓦结构回转窑的支承装置是由托轮、托轮轴、轴承及底座等组成的，轴承为滑动轴承，由轴承座、球面瓦、瓦衬、轴承盖等

3、组成。图1所示为球面瓦结构，其外表面为球面，是一个半球面体的零件，球面直径尺寸较大，与带有内球面的轴承座配合，形成可承载及自动调心的轴承组。1．2球面瓦外球面的／j口-r方法加工球面零件多采用车削的方法，几种典型的球面车削工艺方法如下。(1)双手控制法。零件数量较少时或单件球面零件，可以采用双手控制法进行车削。就是用双手多嗲图1回转窑球面瓦同时摇动中、小拖板，通过中、小拖板的合成运动，车出所要求的球面，此法只适用于加工较小尺寸的球面。(2)机械靠模法。靠模法车削是依靠车刀根据靠模的形状平行移动车出所需表面形状的一种方法。适合于小批量、大尺寸零件的

4、车削加工，但是这种方法的车削精度较低，车削外球面时所产生的球形误差较大。(3)成形车刀法。采用成形刀车削外球面时，以切入式方法加工工件，要求成形刀刃口与被加工表面母线形状一致。车刀刃口的缺陷直接影响加工表面的精度，需要有专用的刀具刃磨设备，成本高，难以车削尺寸较大的零件。(4)旋风车削法。要保证加工精度必须保证刀具的运行轨迹与球面的任何瞬时都重合，这使得切削装置机构复杂，刀具在切削过程中的磨损会产生加工误差，不适合加工大尺寸的外球面零件。(5)用数控机床加工。采用数控车床加工球面虽然能达到图样设计的尺寸要求，但数控机床价格昂贵致使成本增加。2改进

5、前球面瓦的外球面加工由于球面瓦尺寸较大及加工设备条件限制等原因，我公司对外球面的加工一直是采用1．25m以上的立式车床，采用机械靠模车削法(简称靠模法)加工。2．1靠模车削加工方法及特点根据球面瓦的结构特点，在加工时将两块球面·32·Research&ApplicationofBuildingMaterials瓦组合成一体装夹，形成一个整体，其主要目的一是球面瓦容易装夹及找正；二是加工面连续切削，提高了刀具的使用寿命；三是便于球径测量。其加工方法如图2所示。l一机床．【作台；2一球面瓦；3一刀杆；4一刀架；5一机床立刀架：6一靠模板；7一机床侧刀

6、架；8一模型弧面图2机械靠模法加工球面示意图球面是一种成形运动简单的旋转曲面，它是由工件的旋转运动与刀具成形运动合成加工而成。靠模车削法是车刀依靠模板的模型弧面平行移动进给，刀尖的运动轨迹与模型弧线相同，从而车出与模型弧线尺寸相同的球面。靠模法主要有以下特点：(1)被加工球面的形状(指母线形状)由靠模板确定，其位置尺寸则由刀具与靠模的相对位置确定，因此每进刀加工出的表面，其母线是半径相同的弧，但中心0的位置不同(如图3所示)，只有当加工到预定尺寸时才成为正确的球面。削表面加1二表面(a)切削角度变化加工表面，!(h)实际进给量变化图4靠模法的切削

7、特点(1)切削时刀具实际进给量的变化，致使加工表面留下的残留面积不一致，造成整个加工表面的粗糙度不一致，影响了表面质量。切削角度的随时改变，引起切削力变化，诱发刀刃自激振动，致使表面粗糙度数值增大，光洁度下降，影响表面质量。(2)切削时进给量、切削角度等切削参数的随时变化，必然引起切削力的变化。由于该加工装置刚性不足，刀杆的弹性变形量随切削力的改变而变化，引起刀尖的运动轨迹发生改变，加工表面的形状(母线形状)产生偏差，造成球面形状误差，降低了球面精度。2．2．2工艺系统对加工表面精度的影响(1)由于靠模板模型弧面的加工误差，产生球面的形状误差。(

8、2)工件及靠模板在机床上装夹，它们之间的相对位置误差，造成球面瓦的位置误差。图3加T面母线变化(3)刀杆系统装夹时，若找正不准确，刀尖运