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膜片联轴器加工工艺工序

发表时间:2026-01-04 10:35:10  文章来源:华硕传动机械 人气:14

膜片联轴器加工工艺工序:从部件到成品的完整流程

膜片联轴器的加工工艺核心围绕 “精度控制、强度保障、弹性匹配” 三大目标,按 “部件加工→组件装配→成品检验” 的逻辑推进,不同部件(半联轴器、膜片、紧固件)的工艺差异显著,以下是详细的工序拆解(结合通用型双膜片联轴器为例,适配 GB/T 26131-2010 标准):

一、核心部件加工工序(按部件分类)

膜片联轴器的核心部件包括半联轴器(主动端 / 从动端 / 中间轴)、膜片组件、高强度紧固件,三者工艺独立,最终通过装配整合。

(一)半联轴器加工工序(材质:45 钢 / 40Cr / 铝合金,核心要求:尺寸精度、刚度、定心精度)

半联轴器是承载转矩的基础部件,需保证与轴的配合精度和与膜片的连接精度,工序如下:

毛坯制备

材质选择:通用工况选 45 钢锻件(保证强度),重载选 40Cr 锻件(调质后强度更高),高速 / 轻量化场景选 6061 铝合金型材 / 锻件;

加工方式:钢件采用模锻(批量生产)或自由锻(定制件),铝合金采用挤压型材或锻造;

毛坯检验:通过超声波探伤(UT)检测内部缺陷(如气孔、裂纹),避免后续加工后强度不足。

粗加工(去除余量,确立基准)

车削加工:在普通车床 / CNC 车床上加工,优先加工两端端面和中心孔(作为后续精加工的定位基准),再粗车外圆、轴孔(留 2-3mm 精加工余量)、凸缘端面(留 1-2mm 余量);

铣削加工:在铣床 / 加工中心粗铣凸缘螺栓孔所在平面(留 0.5-1mm 余量),去除多余金属,减少精加工切削力。

热处理(提升强度与硬度)

钢件处理:45 钢采用 “调质处理”(淬火 + 高温回火),硬度达到 HB220-250;40Cr 采用 “调质 + 表面淬火”,芯部硬度 HB240-280,凸缘接触面硬度 HRC35-40(增强耐磨性);

热处理后检验:通过硬度计检测硬度均匀性,采用磁力探伤(MT)检测热处理裂纹。

精加工(保证精度,满足装配要求)

基准校准:以粗加工后的中心孔和端面为基准,在 CNC 车床上精车轴孔(最终尺寸公差 H7,配合轴的 k6 公差)、外圆(圆跳动≤0.02mm)、凸缘端面(平面度≤0.01mm);

孔系加工:在 CNC 加工中心上,按图纸坐标精铣凸缘上的螺栓孔(位置度公差 ±0.03mm),孔壁粗糙度 Ra3.2μm;若为键连接型,精铣轴孔内键槽(公差 GB/T 1095),槽宽公差 H9;

特殊结构加工:胀套连接型需精车轴孔内胀套配合面(粗糙度 Ra1.6μm,圆柱度≤0.01mm);锥套连接型需精车锥孔(锥度 1:10/1:20,锥度公差≤0.005)。

表面处理(防锈、防腐、美观)

钢件:除油→酸洗→磷化→静电喷涂(防锈漆 / 面漆),或镀锌(蓝白锌 / 彩锌),户外 / 潮湿环境可选镀铬;

检验:表面无漏涂、起皮,镀层附着力通过划格试验(百格法)检测。

半成品检验

尺寸检测:用三坐标测量仪检测轴孔直径、外圆、螺栓孔位置度、键槽尺寸等关键参数,确保符合图纸要求;

形位公差检测:用百分表检测外圆圆跳动、端面圆跳动,用平面度仪检测凸缘端面平面度。

(二)膜片组件加工工序(材质:304/316 不锈钢 / 钛合金,核心要求:弹性、平整度、孔位精度)

膜片是弹性核心,需保证薄而坚韧,孔位精准(避免受力不均),工序如下:

毛坯制备

材质选择:通用工况选 304 不锈钢冷轧薄钢板(厚度 0.2-3mm),耐腐蚀选 316 不锈钢,高速 / 重载选 TC4 钛合金薄板;

毛坯裁剪:按膜片外形尺寸裁剪成方形 / 圆形坯料(留 0.5mm 加工余量),确保坯料平整度≤0.01mm(避免后续加工变形)。

孔位加工(关键工序,保证装配精度)

划线定位:按图纸在坯料上标记螺栓孔和减重孔(腰形孔 / 圆孔)位置;

去毛刺:用倒角机 / 手工去除孔壁和边缘毛刺(毛刺高度≤0.01mm),避免装配时划伤接触面或影响弹性变形。

外形加工

激光切割 / 线切割:按图纸切割膜片外形(圆形 / 方形 / 扇形),尺寸公差 ±0.03mm,边缘直线度≤0.01mm;

叠片组处理(仅叠片式联轴器):将多张膜片叠加,中间加装间隔套(不锈钢材质),用点焊固定(点焊点直径≤2mm,不影响弹性变形),保证叠片平行度≤0.02mm。

去应力处理(避免变形,稳定弹性)

热处理:将膜片放入真空炉中,304 不锈钢在 300-350℃保温 2-3 小时,钛合金在 500-550℃保温 1-2 小时,消除加工应力;

成品检验

尺寸检测:用投影仪检测膜片厚度公差(±0.01mm)、孔位位置度(±0.02mm);

弹性测试:通过专用夹具施加轴向 / 角向力,检测弹性变形量是否符合设计要求(如角向偏移 1° 时变形均匀,无裂纹);

无损检测:用渗透探伤(PT)检测膜片表面微裂纹,确保无缺陷。

(三)高强度紧固件加工工序(材质:40Cr / 合金钢,核心要求:强度、防松、配合精度)

紧固件(螺栓、螺母、垫圈)需承受预紧力和转矩,避免松动,工序如下:

毛坯制备:采用 40Cr 圆钢(8.8 级螺栓)或合金钢(10.9 级螺栓),通过冷镦机冷镦成型(螺栓头部),保证外形完整无缺陷。

螺纹加工:用滚丝机滚轧外螺纹(精度 6g),螺纹表面粗糙度 Ra3.2μm,避免切削螺纹导致的强度削弱。

热处理:淬火 + 低温回火,8.8 级螺栓硬度 HRC28-32,10.9 级螺栓硬度 HRC32-36,保证拉伸强度(8.8 级≥800MPa)。

表面处理:镀锌(蓝白锌 / 彩锌)或发黑,配合防松垫圈(弹簧垫圈 / 防咬合剂),增强防松性能和耐腐蚀性。

检验:用螺纹通止规检测螺纹精度,用拉力试验机检测拉伸强度,确保符合 GB/T 3098.1 标准。

二、整体装配工序(核心要求:同轴度、预紧力均匀、无间隙)

各部件加工完成后,进入装配环节,确保联轴器整体性能,工序如下:

部件清洗与预处理

所有部件(半联轴器、膜片、紧固件)用超声波清洗机清洗,去除加工残留的铁屑、油污;

干燥后在轴孔内壁、膜片与凸缘接触面涂抹少量防锈油(避免装配时卡滞,且防锈)。

膜片安装

单膜片型:将膜片平铺在两半联轴器的凸缘之间,对齐螺栓孔,确保膜片与凸缘接触面完全贴合(无间隙);

双膜片型:先将一张膜片固定在左半联轴器与中间轴之间,再将另一张膜片固定在中间轴与右半联轴器之间,中间轴两端凸缘需与膜片垂直(垂直度≤0.01mm);

叠片式:将叠片组放入凸缘之间,加装间隔套,确保每张膜片受力均匀。

紧固件紧固

采用 “对角交叉紧固法”:按对角线顺序逐步拧紧螺栓,避免单侧受力导致膜片变形;

预紧力控制:用扭矩扳手按设计要求紧固(如 M8 螺栓预紧力 15-20N・m),确保螺栓预紧力均匀,膜片被压紧但不产生塑性变形;

防松处理:加装防松螺母或涂抹螺纹防咬合剂,避免运行中松动。

装配精度检测

同轴度检测:将联轴器安装在专用工装或实际设备轴上,用百分表检测外圆圆跳动(≤0.03mm)、端面圆跳动(≤0.02mm);

间隙检测:用塞尺检测膜片与凸缘之间的间隙(≤0.01mm),确保无松动;

转动测试:手动转动联轴器,应灵活无卡滞,无异常声响。

三、成品检验与测试工序(确保符合标准,无质量隐患)

装配完成后,需通过多维度检验,合格后方可出厂:

尺寸复核:用三坐标测量仪抽检关键尺寸(轴孔直径、螺栓孔位置度、安装长度),确保符合图纸要求。

动平衡测试(高速 / 精密型必做)

测试标准:高速联轴器(转速>3000r/min)按 G2.5 级动平衡,精密联轴器按 G1.0 级;

环境适应性测试(特殊工况定制件)

高温测试:将联轴器放入高温箱(200-500℃)保温 2 小时,冷却后检测尺寸稳定性和转矩传递能力;

耐腐蚀测试:对不锈钢联轴器进行盐雾测试(48 小时),表面无锈蚀。

出厂检验报告

记录关键参数(尺寸、硬度、动平衡等级、转矩测试结果),附材质证明、热处理报告、无损检测报告,确保可追溯。

四、关键工艺要点与质量控制

基准统一:半联轴器加工全程以 “中心孔 + 端面” 为基准,避免基准转换导致的精度偏差;

膜片精度:膜片的孔位位置度和厚度公差直接影响受力均匀性,需严格控制,避免局部应力集中导致断裂;

预紧力控制:螺栓预紧力不足会导致膜片打滑,过紧会导致膜片塑性变形,需按材质和规格制定明确的预紧力标准;

动平衡优化:高速联轴器的转动惯量需均匀,避免不平衡导致的振动,影响设备寿命。



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