B737NG 主起落架前樞軸銷球面鉻層的磨削方法

李金勁，黃燦榮

廣州飛機維修工程有限公司清遠分公司 廣東廣州 511853

1 序言

起落架作為飛機的主要承重結構以及起降時的主要受力結構，經過長時間的使用或多次起降收放后，其各零部件都將受到不同程度的腐蝕或損傷，即使鍍上了鉻層的主起落架前樞軸銷耐磨、耐蝕能力大大加強，在翻修時也會發現銷子上的鉻層依然出現不同程度的磨損，部分前樞軸銷子的基體甚至出現腐蝕現象。因此，在翻修時需要對前樞軸銷先進行深度修理，然后進行鉻層尺寸恢復。使用普通外圓磨床可以對前樞軸銷的外圓直銷部分進行尺寸恢復，但是對于球面鉻層的尺寸恢復就需使用特殊的磨削方法才能滿足需求。目前對于球面鉻層的磨削加工方法主要有以下幾種：成形砂輪加工法、碗形砂輪加工法、展成法、無心磨加工法及程序加工法。

球面鉻層的加工難點是鉻層硬度高（5 7 ～62HRC），需要選用粒度較低的砂輪，同時又要確保磨削完成后的表面粗糙度。因為形狀是球面，所以使用普通外圓磨削設備難以滿足需求。

2 成形砂輪加工法

成形砂輪加工法（見圖1）是早期精加工球面的常用方法，主要是將砂輪的磨削面修整為球面的球徑弧面，必須確保砂輪的寬度比球面的寬度寬，不然會無法磨削整個球面。而且砂輪修整的金剛筆要足夠尖，這樣才能修整出貼合球面的砂輪。

圖1 成形砂輪加工法示意

因為在磨削的過程中，球面的鉻層球徑是在不斷縮小的，砂輪同時也在不斷消耗，所以從微觀上，接觸面不是圓弧面，從而導致磨出來的球面局部球徑較大或較小。并且砂輪在重復修整時，設備的重復定位精度也會疊加在砂輪的修整上，導致修整出來的砂輪接觸面不是真正的圓弧面，也會影響磨削出來球面的球度。

砂輪拆卸后再重新安裝，修整砂輪時的去除量如果未達到原來圓弧的深度，則修整出來的砂輪圓弧接觸面也會產生微小的錯位[1]，這是重新安裝后所設的修整砂輪起點與原來圓弧的起點的誤差所造成的。

所以，成形砂輪加工法最適用于成批量地加工統一球徑的球面，同時也盡量不裝拆砂輪，以避免砂輪修整的起始位置誤差增大。

3 碗形砂輪加工法

碗形砂輪加工法（見圖2）較簡單，加工出來的球面精度較高，砂輪的修整也方便。加工時需確保碗形砂輪的直徑寬于待加工球面的寬度。它是利用砂輪碗口圓弧與工件圓弧面的弧線接觸，并且砂輪與工件同時旋轉實現對球面的磨削。這種方法不需要特殊設備和砂輪成形修整工具，因砂輪是圓弧與球面接觸，即使局部存在磨損也不影響球面的磨削質量。但只能在特殊的球面磨床設備上才能使用，因為通用的外圓磨床設備無法正常安裝碗形砂輪。如果使用此方法磨削起落架的前樞軸銷，則需配備專用的外圓磨床設備。

圖2 碗形砂輪加工法示意

4 展成法

展成法使用平形砂輪，將修整好的平形砂輪的外圓面與工件待磨削的表面接觸，工件繞軸線旋轉，同時繞垂直于軸線的球徑按一定的角度左右轉動，此時高速旋轉的砂輪面將會對接觸面磨削光亮[2]，如圖3所示。而且可使用同一個砂輪磨削不同球徑的球面，砂輪的修整要求與普通外圓磨是一樣的。但是此種磨削方法的原理也屬于一種特殊球面磨削設備的磨削，設備需要滿足令工件繞垂直于軸線的球徑方向左右轉動，無法直接將此方法使用在外圓磨床上。

圖3 展成法示意

5 無心磨加工法

無心磨加工法（見圖4）與成形砂輪加工方法有一定的相似性，主要也是將砂輪修整成與球面球徑尺寸一樣的圓弧面，但是無心磨需要將磨削導輪也修整成球面球徑的尺寸，無心磨砂輪與導輪之間形成一個與球面球徑一樣的圓形空間，用以磨削球面工件。無心磨相對于成形砂輪磨削最大的優勢是無需精準裝夾，球形銷放在砂輪和導輪之間會自動磨削找中，磨削完成后的效果也是受到砂輪圓弧形狀的較大影響，砂輪修整出來的圓弧如果不夠圓，就比較容易導致球面的球徑局部偏差較大。

圖4 無心磨加工法示意

6 程序加工法

將砂輪修整成圓弧面，通過在設備里面設置刀具補償，利用數控兩軸插補運行圓弧程序對球面工件進行磨削。因為砂輪在磨削的過程中不斷地損耗，所以砂輪的圓弧角也是不斷地變小，需要不斷地修整砂輪的圓弧面，同時要通過程序刀具的補償[3]，才能保證砂輪的圓弧面是在走圓弧的路徑，以保證砂輪磨削出來的球面精度。此方法（見圖5）磨削出來的球面也會出現局部球徑不一的情況。同時對砂輪的寬度以及球面的兩端是否有直柄有一定的要求。

圖5 程序加工法示意

7 結束語

以上加工方法各有優劣，部分磨削加工方法需要配合特殊機床設備才能滿足要求。對于普通的外圓磨床，如需改裝用于磨削球面，可采取成形砂輪加工法，操作簡便，成功率高。對于實際情況，需結合車間現實需求及所擁有的設備，選用合適的方法，對球銷進行磨削精加工，使鉻層尺寸恢復至設計要求。