摩擦環錐面磨削電磁吸盤技術應用

白鵬超 劉亞軍 史曉亮

摘要：同步器是汽車變速箱里的關鍵部件，而摩擦環則是同步器上最為關鍵的零部件之一，它的精度直接決定著同步器甚至變速箱的性能。摩擦環分外環、中間環、內環三部分，都屬于薄壁圓環件，易變形。其中，外摩擦環的加工顯得比較困難，在加工時，每個環節都要嚴格控制，尤其鍛造、熱處理、磨削加工三個環節更為重要。高精度摩擦環的加工，一般的機械裝夾容易產生變形，很難達到精度要求，尤其錐口直徑尺寸和錐面圓度難以保證，應用電磁吸盤技術可以很好的解決，本論文重點就外摩擦環錐面磨削來做介紹。

關鍵詞：摩擦環;磨削;電磁吸盤

中圖分類號：T 文獻標識碼：R

Abstract：Synchronizer is the key component of automobile gearbox，and friction ring is one of the most key components of synchronizer.Its accuracy directly determines the performance of synchronizer and even gearbox.The friction ring is divided into three parts：outer friction ring，middle ring and inner friction ring.They all belong to thin-walled ring parts and are easy to deform.Among them，the machining of outer friction ring is more difficult.During machining，each link should be strictly controlled，especially forging，heat treatment and grinding.For the machining of high-precision friction ring，the general mechanical clamping is easy to produce deformation，which is difficult to meet the accuracy requirements，especially the cone diameter and cone roundness are difficult to ensure.The application of electromagnetic chuck technology can be well solved.This paper focuses on the cone grinding of outer friction ring.

Keywords：Friction ring;Grinding;Electromagnetic suction cup

CLC NO.：T Document Code：R

引言

變速箱同步器摩擦環為環狀薄壁件，精度要求高，加工時更得控制變形。摩擦環錐面磨削屬于摩擦環加工最靠后的工序了，本工序是摩擦環尺寸精度保證的最終環節，由于摩擦環屬于薄壁件，在加工時的變形不容易控制，用傳統的三爪裝夾方式很難確保工件的尺寸精度。我公司有一種摩擦環（圖1）小端面三個小凸臺，壁厚較薄，錐面圓度要求0.02，用傳統方法加工，很難達到圖紙要求。

1 機械壓裝方案

采用錐和外齒定位，用壓板將工件壓住的方案進行加工。這套工裝方案有個明顯的缺點就是，每加工一個工件，夾具都需裝卸一次，由于夾具本身比較重，裝卸極其不方便，而且周期長，對操作工的體力要求太高。其次由于工件本身易變形，導致在壓住工件的過程中對工件產生了擠壓力，砂輪在磨內錐的過程中，摩擦環周邊受擠壓不均勻導致產生內應力。工件加工完松開夾具的時候，內應力釋放，導致工件錐面圓度出現超差的風險，圓度輪廓如圖2所示，很明顯輪廓呈正三角形，這便是由于三個壓板壓緊所造成的結果。因此必須想辦法解決圓度超差的問題。

2 電磁吸盤技術方案

2.1 方案介紹

為降低變形影響，我們采用電磁吸盤方案，吸住摩擦環小端面三個小凸臺，用外齒定位的方法來磨削內錐。效果比起機械裝夾方案有巨大的提升，首先夾具本身不需要隨著工件的加工而反復去裝卸，工件的裝卸也比較方便。換產時也只需要換定位環或者永磁吸盤，操作方便，錐口尺寸也比較穩定。電磁吸盤磁力的大小可以調整，它有個隔磁鋁圈，起到逃磁的作用，而且磁力分布比較均，不需要和永磁夾具一樣用扳手激磁退磁，在數控面板上操作，整個裝夾過程方便，磨削效率也大大提升。當然，對于電磁吸盤的使用也不是一蹴而就的，也會遇到其它諸多的問題。

2.2方案完善

在采用電磁吸盤方案后，也遇到了圓度超差的問題，超差率為10%左右。起初，將激磁電流調為0.8A，但是依然存在頻繁的圓度超差問題，將電流從0.7A一直調到1.5A，效果均不理想，也就是只要摩擦環受到較大的吸力，均會產生應力變形。最終將電流干脆大膽的調為0.5A，使工件稍微被吸住手可取下的狀態。磨削時，砂輪作用在摩擦環錐面上，工件有輕微的移動外齒作用在定位環上，整個磨削過程工件都有向外運動，這樣摩擦環可以在磨削過程中將應力釋放，工件的變形可以降到最低，如圖4所示為圓度輪廓，很明顯，整個輪廓為圓形，而且圓度值比較小。通過半年的連續生產驗證，效果始終比較理想。錐環圓度的合格率可達到99.5%以上。當然，此工藝方案對半成品的齒大徑和內錐圓度有著較高的要求。通過大量驗證，外齒與定位環的理想間隙為0.03-0.05mm，間隙過小會產生擠壓變形導致圓度超差，間隙過大會導致錐口尺寸難以控制。而內錐圓度過大，則會出現局部磨削余量過大，導致工件局部受到擠壓作用，不僅圓度有可能超差，而且影響砂輪的狀態，進而影響工件的錐面角度。

3 結論

通過對電磁吸盤方案的不斷優化與改善，摩擦環的加工合格率可以達到99.99%以上，尤其對于高精度的薄壁件，也能保證精度合格，電磁吸盤方案的優勢主要體現為：

（1）磁力穩定，根據工件結構可以調整大小，減少工件的裝夾變形;

（2）工件裝卸方便，加工效率高;

當然電磁吸盤方案，除了對工裝的高要求外，摩擦環內錐面磨削對其他磨削條件包括磨削參數、金剛筆、砂輪本身及安裝、設備狀態等也有著很高的要求。在加工過程中也必須特別注意。