CN111015117A - 一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其包括如下步骤：步骤一，将轴瓦装夹固定在镗床的定位机构上；步骤二，精镗轴瓦内周面；步骤三，采用沟槽镗刀镗削轴瓦内周面形成螺旋沟槽，所述沟槽镗刀包括刀柄和连接于刀柄上的刀刃，所述刀刃包括用于铣槽的前端面，前端面朝向切削方向的第一侧面比与第一侧面相对的第二侧面斜度小0.2°~0.5°；步骤四，电镀，然后精镗轴瓦内周面至成品尺寸。其加工得到的沟槽形貌良好，减少毛刺产生量，避免沟槽电镀填充时电镀层材料和合金层材料结合不良。

Description

一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法

技术领域

本发明涉及船用发动机轴瓦，具体涉及一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法。

背景技术

轴瓦是船用发动机内部的重要零件，它主要起支承载荷和传递运动的作用。参见图1和图2，轴瓦由外圈的瓦背1和内圈的合金层2组成，通过在较硬的合金层2材料表面设计螺旋沟槽3，该沟槽3以一定的间隔呈螺旋形沿轴瓦的轴向延伸，在沟槽3内用较软的材料电镀填充。这种结构合理安排相邻沟槽之间的间隔L，在负载区域不使用单一的轴瓦材料，较硬的合金层2材料起到了支撑作用，使较软的电镀层4材料负载大大降低，使其既有单一较软轴瓦材料的嵌入性，又提高了承载能力，磨损率大为降低，增加了轴瓦的使用寿命和耐磨性。

轴瓦内侧表面合金层2约占表面积的25~33%，电镀层4约占表面积的67~75%，合金层2与电镀层4交替形成，螺旋沟槽3的螺距P约0.3~0.5mm。沟槽的形成角一般为60°或90°，沟槽深度h一般0.02~0.06mm。

目前轴瓦沟槽加工过程中容易产生毛刺，进而影响沟槽形貌，使得电镀填充时电镀层4材料与合金层2材料结合不良，缩短了轴瓦的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其加工得到的沟槽形貌良好，减少毛刺产生量，避免沟槽电镀填充时电镀层材料和合金层材料结合不良。

本发明所述的船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其包括如下步骤：

步骤一，将轴瓦装夹固定在镗床的定位机构上；

步骤二，精镗轴瓦内周面；

步骤三，采用沟槽镗刀镗削轴瓦内周面形成螺旋沟槽，所述沟槽镗刀包括刀柄和连接于刀柄上的刀刃，所述刀刃包括用于铣槽的前端面，前端面朝向切削方向的第一侧面比与第一侧面相对的第二侧面斜度小0.2°~0.5°；

步骤四，电镀，然后精镗轴瓦内周面至成品尺寸。

进一步，所述步骤一中对轴瓦的两个周向端面施加压力F，所述压力F=（50~60）×轴瓦等效壁厚×轴瓦有效宽度，保证轴瓦瓦背与定位机构的定位面贴合面积≥85%。该状态保证了轴瓦在沟槽加工完成后恢复自由状态时形貌依然规则，同时施加的压力F不可过大，以免引起零件塑形变形。

进一步，所述步骤二中精镗留有0.05mm的加工余量，精镗后轴瓦内周面的粗糙度不大于Ra0.8。通过试验实践得知，当加工余量为0.05mm时，后序镗削沟槽产生的毛刺既不成线，也不会呈块状毛刺，有效保证了沟槽成型。

进一步，所述步骤三中沟槽镗刀镗削的工艺参数为：线速度为160~200m/min，沟槽镗刀的进给速度为Pmm/r，其中，P为螺旋沟槽的螺距；镗床主轴转速根据螺距P和线速度计算得到，保证镗床主轴旋转一周，沟槽镗刀进给距离为螺距P。

进一步，所述沟槽镗刀的刀刃后角为3°~5°，当刀刃后角过大时，强度不够，磨损太快，影响沟槽镗刀的使用寿命；当刀刃后角过小时，排屑困难，发热高，加工得到的沟槽边缘毛刺较多，极大影响电镀填充结合质量。

进一步，所述沟槽镗刀为硬质合金。

本发明通过特定的沟槽镗刀在轴瓦内周面上加工得到螺旋沟槽，有效避免了切削毛刺问题，得到较好的沟槽形貌。由于沟槽镗刀在按螺旋方式进刀时，切削方向有挤压变形，因此限定前端面朝向切削方向的第一侧面比与第一侧面相对的第二侧面斜度小0.2°~0.5°，避免了沟槽加工时产生切削毛刺，保证了电镀填充时电镀层材料和合金层材料的结合质量。

附图说明

图1是本发明轴瓦沟槽形貌示意图；

图2是本发明轴瓦沟槽的截面示意图；

图3是本发明轴瓦沟槽的加工示意图之一；

图4是本发明轴瓦沟槽的加工示意图之二；

图5是本发明沟槽镗刀的工作示意图；

图6是本发明沟槽镗刀的结构示意图；

图7是图6中A区域的局部放大示意图；

图8是本发明沟槽镗刀的刀具后角示意图。

图中，1—瓦背，2—合金层，3—沟槽，4—电镀层，5—周向端面，6—镗床，7—定位机构，8—主轴，9—精镗镗刀，10—沟槽镗刀，11—刀柄，12—刀刃，13—第一侧面，14—第二侧面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其包括如下步骤：

步骤一，参见图3和图4，将轴瓦装夹固定在镗床6的定位机构7上，找正定位机构7的定位面，保证镗床6的主轴8中心与定位机构7同心度不大于0.003mm。并且对轴瓦的两个周向端面施加压力F，根据压力F=（50~60）×轴瓦等效壁厚×轴瓦有效宽度计算得到压力F为6000N时轴瓦瓦背1与定位机构7的定位面贴合面积≥85%。该状态保证了轴瓦在沟槽加工完成后恢复自由状态时形貌依然规则，同时施加的压力F不可过大，以免引起零件塑形变形。

步骤二，将精镗镗刀9固定于镗床6的主轴8上，调整精镗镗刀9直径，精镗轴瓦内周面，精镗留有0.05mm的加工余量，精镗后轴瓦内周面的粗糙度不大于Ra0.8，清理轴瓦表面杂物，防止杂物在沟槽加工过程中挤压沟槽，导致沟槽变形。通过试验实践得知，当加工余量为0.05mm时，后序镗削沟槽产生的毛刺既不成线，也不会呈块状毛刺，有效保证了沟槽成型。

步骤三，参见图5至图8，将主轴8上的精镗镗刀9更换为沟槽镗刀10，保证主轴8中心与定位机构7同心度不大于0.003mm。采用沟槽镗刀10镗削轴瓦内周面形成螺旋沟槽3，所述沟槽镗刀10包括刀柄11和连接于刀柄11上的刀刃12，所述刀刃12包括用于铣槽的前端面，前端面朝向切削方向的第一侧面13比与第一侧面13相对的第二侧面14斜度小0.2°~0.5°；以沟槽3形成角为60°为例，若没有角度补偿，刀刃12前端面的第一侧面13和第二侧面14斜度均为30°。但是由于沟槽镗刀10在按螺旋方式进刀时，切削方向有挤压变形，因此限定前端面朝向切削方向的第一侧面13比与第一侧面13相对的第二侧面14斜度小0.2°~0.5°，即第一侧面13斜度为29.5°~29.8°，第二侧面14斜度为30°，有效避免了沟槽加工时产生切削毛刺，保证了电镀填充的结合质量。

所述沟槽镗刀10的刀刃后角α为3°~5°，当刀刃后角α过大时，强度不够，磨损太快，影响沟槽镗刀的使用寿命；当刀刃后角α过小时，排屑困难，发热高，加工得到的沟槽边缘毛刺较多，极大影响电镀填充结合质量。

沟槽镗刀10镗削工艺参数为：线速度为200m/min，沟槽镗刀的进给速度为P=0.3mm/r，其中，P为螺旋沟槽的螺距；根据螺距P和线速度计算得到镗床主轴转速为600r/min，保证镗床6的主轴8旋转一周，沟槽镗刀10进给距离为螺距P。

步骤四，电镀，然后将沟槽镗刀10更换为精镗镗刀9，调整精镗镗刀9直径，精镗轴瓦内周面至成品尺寸。

该加工方法中轴瓦的瓦背1材质为钢，合金层2材质为铝基轴承合金或铜基轴承合金，轴瓦沟槽电镀为现有成熟技术，且电镀并不是本发明的侧重点，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将轴瓦装夹固定在镗床的定位机构上；

步骤二，精镗轴瓦内周面；

步骤三，采用沟槽镗刀镗削轴瓦内周面形成螺旋沟槽，所述沟槽镗刀包括刀柄和连接于刀柄上的刀刃，所述刀刃包括用于铣槽的前端面，前端面朝向切削方向的第一侧面比与第一侧面相对的第二侧面斜度小0.2°~0.5°；

步骤四，电镀，然后精镗轴瓦内周面至成品尺寸。

2.根据权利要求1所述的船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其特征在于：所述步骤一中对轴瓦的两个周向端面施加压力F，所述压力F=（50~60）×轴瓦等效壁厚×轴瓦有效宽度，保证轴瓦瓦背与定位机构的定位面贴合面积≥85%。

3.根据权利要求1或2所述的船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其特征在于：所述步骤二中精镗留有0.05mm的加工余量，精镗后轴瓦内周面的粗糙度不大于Ra0.8。

4.根据权利要求1或2所述的船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其特征在于：所述步骤三中沟槽镗刀镗削的工艺参数为：线速度为160~200m/min，进给速度为Pmm/r，其中，P为螺旋沟槽的螺距；镗床主轴转速根据螺距P和线速度计算得到，保证镗床主轴旋转一周，沟槽镗刀进给距离为螺距P。

5.根据权利要求1或2所述的船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其特征在于：所述沟槽镗刀的刀刃后角为3°~5°。

6.根据权利要求1或2所述的船用发动机轴瓦沟槽加工方法，其特征在于：所述沟槽镗刀为硬质合金。

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