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精密石墨零件的研磨

時(shí)間:2016/2/4 13:24:41 瀏覽量:554

1、概述

某單位生產(chǎn)的幾種航空輸油泵中都有以石墨M106H為材料的密封環(huán)類(lèi)零件,其典型零件如下圖所示.此零件為端面密封工作方式,B面為密封面,此面精度要求很高.加工B面時(shí),精密車(chē)削達(dá)不到要求,而此石墨為脆性材料,還含有環(huán)氧樹(shù)脂,又不能磨削,經(jīng)分析決定采用研磨加工.在無(wú)資料借鑒的情況下,我們對(duì)此類(lèi)石墨零件的研磨進(jìn)行了工藝試驗(yàn),最后得出了較理想的工藝方法,達(dá)到了零件的要求。

2、藝分析

零件的工藝路線:粗車(chē)→銑兩槽→精車(chē)→研磨B面.
從上面的工藝路線可知:研磨B面要保證表面粗糙度Ra0.1μm、平行度0.01mm、平面度0.0006mm.先采用常規(guī)干研磨加工,表面粗糙度和平面度這兩要素全不合格,平面度的實(shí)測(cè)值競(jìng)高達(dá)要求值的4~7倍,即0.0024~0.0042mm.
接下來(lái)就從材料特性著手分析,M106H為浸漬石墨類(lèi),肖氏硬度60,抗壓強(qiáng)度117.6MPa,抗彎強(qiáng)度49MPa.經(jīng)過(guò)工藝試驗(yàn),采用了微層擠壓原理.具體方法是:將經(jīng)過(guò)濾的微粉和煤油嵌入研磨平板后,再用拋光膏將平板表面的微粉粗粒拋掉,使突出平板表面的微粉顆粒拋平、高度一致.然后,將零件直接放在這樣的平板上研磨,這樣,平板就能對(duì)B面進(jìn)行均勻一致地微層擠壓式切削.

3、加工步驟

零件到位為精車(chē)加工,尖邊有局部塌邊,研磨工藝步驟如下:
①整理加工場(chǎng)地,使環(huán)境潔凈.將研磨平板、零件徹底清洗干凈,這一步對(duì)保證加工成功非常重要.
②粗研平板.選3塊300mm×300mm不開(kāi)槽的鑄鐵平板,最好選用低合金高磷鑄鐵平板.因?yàn)榇似桨宓慕鹣嘟M織為片狀石墨和細(xì)片狀珠光體,更容易使被研件獲得較高的形位精度和表面粗糙度.用W20微粉加煤油對(duì)研平板.為便于敘述,3塊平板編號(hào)為1、2、3,用分?jǐn)?shù)表示對(duì)研方法,分子表示上平板,分母表示下平板,按以下順序?qū)ρ校?/2→1/3→2/3→2/1→3/1→3/2,按此順序循環(huán):
③精研平板.用W7微粉仍按上述順序?qū)ρ校型旰螅?00mm一級(jí)刀口平尺檢查,應(yīng)不透光或壓痕均勻;也可用Φ80mm光學(xué)平晶檢查,應(yīng)不多于一條光波干涉帶,并呈勻微凸.應(yīng)注意:經(jīng)粗、精對(duì)研后,已有大量微粉嵌入平板氣孔中,這些微粉對(duì)切削石墨已足夠,不再進(jìn)行壓砂工序.
④拋光平板.將4層綢布鋪在一塊已研好的平板上,用煤油將綢布澆透,再用W7氧化鉻拋光膏將另2塊研好的平板分別在綢布上拋光.拋光的作用是拋掉平板上的微粉粗粒,并使嵌入平板的微粉分布高度一致.同時(shí),提高平板的表面粗糙度,使其小于Ra0.1μm.此工序是本工藝方法的關(guān)鍵.
⑤在經(jīng)拋光的2塊平板上滴1~3滴煤油和儀表油,用棉花將油在平板上涂抹均勻,過(guò)3min后,將平板表面的油層擦凈.這樣,滲入平板氣孔中的煤油和微粉就均勻的混合,形成了加工石墨的微層切削液.
⑥將零件放在平板上進(jìn)行循環(huán)的螺旋狀運(yùn)動(dòng),兩手用力平穩(wěn)一致,通過(guò)微層擠壓式切削,完成平面B的研磨.注意勤擦平板,及時(shí)除去研屑和污物.
⑦零件研完后,用干凈綢布或脫脂棉輕輕擦去研磨殘屑.注意不能用油液清洗,經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),油液浸入后,零件的表面粗糙度變差.

4、技術(shù)效果

采用上述工藝加工后,經(jīng)檢測(cè)q保證了零件的平面度0.0006mm、Ra0.1μm及其它要求.到現(xiàn)在為止,這幾種輸油泵的石墨密封環(huán)共進(jìn)行了20多批次加工,完全滿足了圖紙要求,工藝效果穩(wěn)定。

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