研磨平板研磨精密石墨零件的研磨方式

概述

航空輸油泵中都有以石墨M106H為材料的密封環(huán)類零件,其典型零件如圖1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,精密車削達不到要求,而此石墨為脆性材料,還含有環(huán)氧樹脂,又不能磨削,經(jīng)分析決定采用研磨加工.在無資料借鑒的情況下,我們對此類石墨零件的研磨進行了工藝試驗后得出了較理想的工藝方法,達到了零件的要求。

2 工藝分析

零件的工藝路線:粗車、銑兩槽、精車、研磨B面。從上面的工藝路線可知,研磨B面要_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, 平面度的實測值競高達要求值的4～7倍,即0.0024～0.004 2mm 。接下來_從材料特性著手分析,M106H為浸漬石墨類,肖氏硬度60,抗壓強度117.6MPa,抗彎強度 49MPa。 經(jīng)過工藝試驗,采用了微層擠壓原理。具體方法是:將經(jīng)過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_能對B面進行均勻一致地微層擠壓式切削。

3 加工步驟

零件到位為精車加工,尖邊有局部塌邊,研磨工藝步驟如下:

① 整理加工場地,使環(huán)境潔凈。將研磨平板、零件清洗干凈,這一步對_加工成功非常重要。

② 粗研平板。選3塊300mm×300mm 不開槽的鑄鐵平板,選用低合金高磷鑄鐵平板。因為此平板的金相組織為片狀石墨和細片狀珠光體, 更容易使被研件獲得較高的形位精度和表面糙度。 用 W20微粉加煤油對研平板。為便于敘述,3塊平板編號為1、2、3,用分數(shù)表示對研方法, 分子表示上平板,分母表示下平板, 按以下順序?qū)ρ?1/2 、1/3 、2/3、2/1、3/1、3/2, 按此順序循環(huán)。

③精研磨平板。用W7微粉仍按上述順序?qū)ρ?。研完?用200mm_刀口平尺檢查, 應(yīng)不透光或壓痕均勻;也可用直徑80mm光學(xué)平晶檢查,應(yīng)不多于一條光波干涉帶,并呈均勻微凸。應(yīng)注意:經(jīng)粗、 精對研后,已有大量微粉嵌入平板氣孔中,這些微粉對切削石墨已足夠,不再進行壓砂工序。

④ 拋光研磨平板。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,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3秒后,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_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行循環(huán)的螺旋狀運動,兩手用力平穩(wěn)一致,通過微層擠壓式切削,完

成平面B的研磨。 注意勤擦研磨平板,及時除去研屑和污物。

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,_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)共進行了20多批次加工,_滿足了圖紙要求,工藝效果穩(wěn)定。