白鵬超 劉亞軍 史曉亮

摘要：同步器是汽車變速箱里的關(guān)鍵部件，而摩擦環(huán)則是同步器上最為關(guān)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(huán)分外環(huán)、中間環(huán)、內(nèi)環(huán)三部分，都屬于薄壁圓環(huán)件，易變形。其中，外摩擦環(huán)的加工顯得比較困難，在加工時(shí)，每個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格控制，尤其鍛造、熱處理、磨削加工三個(gè)環(huán)節(jié)更為重要。高精度摩擦環(huán)的加工，一般的機(jī)械裝夾容易產(chǎn)生變形，很難達(dá)到精度要求，尤其錐口直徑尺寸和錐面圓度難以保證，應(yīng)用電磁吸盤技術(shù)可以很好的解決，本論文重點(diǎn)就外摩擦環(huán)錐面磨削來(lái)做介紹。

關(guān)鍵詞：摩擦環(huán);磨削;電磁吸盤

中圖分類號(hào)：T 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(huán)為環(huán)狀薄壁件，精度要求高，加工時(shí)更得控制變形。摩擦環(huán)錐面磨削屬于摩擦環(huán)加工最靠后的工序了，本工序是摩擦環(huán)尺寸精度保證的最終環(huán)節(jié)，由于摩擦環(huán)屬于薄壁件，在加工時(shí)的變形不容易控制，用傳統(tǒng)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(huán)（圖1）小端面三個(gè)小凸臺(tái)，壁厚較薄，錐面圓度要求0.02，用傳統(tǒng)方法加工，很難達(dá)到圖紙要求。

1 機(jī)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(jìn)行加工。這套工裝方案有個(gè)明顯的缺點(diǎn)就是，每加工一個(gè)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(zhǎng)，對(duì)操作工的體力要求太高。其次由于工件本身易變形，導(dǎo)致在壓住工件的過(guò)程中對(duì)工件產(chǎn)生了擠壓力，砂輪在磨內(nèi)錐的過(guò)程中，摩擦環(huán)周邊受擠壓不均勻?qū)е庐a(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。工件加工完松開夾具的時(shí)候，內(nèi)應(yīng)力釋放，導(dǎo)致工件錐面圓度出現(xiàn)超差的風(fēng)險(xiǎn)，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(gè)壓板壓緊所造成的結(jié)果。因此必須想辦法解決圓度超差的問(wèn)題。

2 電磁吸盤技術(shù)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(huán)小端面三個(gè)小凸臺(tái)，用外齒定位的方法來(lái)磨削內(nèi)錐。效果比起機(jī)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(fù)去裝卸，工件的裝卸也比較方便。換產(chǎn)時(shí)也只需要換定位環(huán)或者永磁吸盤，操作方便，錐口尺寸也比較穩(wěn)定。電磁吸盤磁力的大小可以調(diào)整，它有個(gè)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(shù)控面板上操作，整個(gè)裝夾過(guò)程方便，磨削效率也大大提升。當(dāng)然，對(duì)于電磁吸盤的使用也不是一蹴而就的，也會(huì)遇到其它諸多的問(wèn)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(wèn)題，超差率為10%左右。起初，將激磁電流調(diào)為0.8A，但是依然存在頻繁的圓度超差問(wèn)題，將電流從0.7A一直調(diào)到1.5A，效果均不理想，也就是只要摩擦環(huán)受到較大的吸力，均會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形。最終將電流干脆大膽的調(diào)為0.5A，使工件稍微被吸住手可取下的狀態(tài)。磨削時(shí)，砂輪作用在摩擦環(huán)錐面上，工件有輕微的移動(dòng)外齒作用在定位環(huán)上，整個(gè)磨削過(guò)程工件都有向外運(yùn)動(dòng)，這樣摩擦環(huán)可以在磨削過(guò)程中將應(yīng)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(gè)輪廓為圓形，而且圓度值比較小。通過(guò)半年的連續(xù)生產(chǎn)驗(yàn)證，效果始終比較理想。錐環(huán)圓度的合格率可達(dá)到99.5%以上。當(dāng)然，此工藝方案對(duì)半成品的齒大徑和內(nèi)錐圓度有著較高的要求。通過(guò)大量驗(yàn)證，外齒與定位環(huán)的理想間隙為0.03-0.05mm，間隙過(guò)小會(huì)產(chǎn)生擠壓變形導(dǎo)致圓度超差，間隙過(guò)大會(huì)導(dǎo)致錐口尺寸難以控制。而內(nèi)錐圓度過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn)局部磨削余量過(guò)大，導(dǎo)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(tài)，進(jìn)而影響工件的錐面角度。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)電磁吸盤方案的不斷優(yōu)化與改善，摩擦環(huán)的加工合格率可以達(dá)到99.99%以上，尤其對(duì)于高精度的薄壁件，也能保證精度合格，電磁吸盤方案的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為：

（1）磁力穩(wěn)定，根據(jù)工件結(jié)構(gòu)可以調(diào)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(dāng)然電磁吸盤方案，除了對(duì)工裝的高要求外，摩擦環(huán)內(nèi)錐面磨削對(duì)其他磨削條件包括磨削參數(shù)、金剛筆、砂輪本身及安裝、設(shè)備狀態(tài)等也有著很高的要求。在加工過(guò)程中也必須特別注意。