CN101239443B

CN101239443B - 一种高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术

Info

Publication number: CN101239443B
Application number: CN2007100656612A
Authority: CN
Inventors: 周瑞生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: CN101239443A

Abstract

本发明公开了一种高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，主要用于高硬度、高粗糙度、高圆柱度及高尺寸精度的小直径内孔外圆的高效加工。主要技术特征是：其工艺流程由高低温冲击处理、粗研、半精研、精研、抛光等工序组成。本发明通过实际应用证明：完全克服了此类零件在加工中存在的效率低、成本高的缺陷，有效地提高了质量，满足了生产的需要。

Description

一种高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术

一、技术领域

本发明涉及一种机械零件加工技术，主要用于高硬度、高粗糙度、高圆柱度、高尺寸精度的小直径金属零件内孔和外圆的高效加工。

二、背景技术

通常加工直径在Φ3-50mm的高硬度、高粗糙度、高圆柱度、高尺寸精度金属零件内孔和外圆的方法，多采用昂贵的进口设备来完成，如：一般采用进口的超高精度内外圆磨床，这种进口机床价钱达每台几百万元以上，还不算费用较高的辅具和磨轮材料。由于零件的各项技术要求较高，加工中必须采用微进刀缓慢磨削的操作方法，效率十分低下。这样的加工技术不能满足实际生产的需要，较高的成本使得企业难以承受，同时也不符合我国的国情。

三、发明内容

本发明要解决的主要技术问题是：根据上述加工技术存在的缺陷，提供一种对技术要求较高的小直径金属零件内孔和外圆的加工研磨方法，从根本上解决此类零件加工成本高、效率低的难题，进一步满足生产需要。

本发明的技术方案是：采用由毛坯加工、稳定时效处理、高低温冲击处理、粗研、半精研、精研、抛光、检验组成的工艺技术流程，来完成对小直径内孔和外圆零件的精密加工。

本发明通过实际应用证明：1、投资只需要普通圆磨床、自制的低速回转工作台及其它辅具辅料即可，不需要高精度高档次的设备和辅具等，一般小企业都能做到；2、工作效率与进口超高精度磨床加工相比提高一倍以上，本技术的质量指标，一次送检合格率外圆零件可达98％以上，内孔零件可达85％以上，直径Φ3-6mm小尺寸内孔零件可达95％以上，这个指标比进口超高精度磨床高得多，即使出现不合格的零件也可以进行返修，不存在报废品，而磨床上进行二次装夹返修是工艺上不允许的，也不可能达到要求；3、本发明有较好的推广价值，易掌握，作为对机械研磨技术工作的外行，经过短时间的培训均可上岗操作，独承担加工零件的任务。

四、附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施作进一步详细地描述。

图1，是本发明的工艺流程图。

图2，是本发明的内孔通孔研磨工具图。

图3，是本发明的外圆研磨工具图。

图4，是图2内孔研磨工具的本体3图。

图5，是图2内孔研磨工具的锥体1图。

图6，是本发明的台阶孔研磨工具的主体图。

图7，是螺栓图，与图6主体配合组成台阶孔研磨工具。

图8，是本发明的内孔抛光工具图。

图9，是本发明外圆粗研研磨套主视图。

图10，是图9的A-A剖视图。

图11，是本发明外圆半精研、精研研磨套的主视图。

图12，是图11的B-B剖视图。

图13，是本发明的外圆抛光塑料研磨套的主视图。

图14，是图13的C-C剖视图。

五、具体实施方式

参照图1，本发明完整的工艺流程由：A毛坯加工、B稳定时效处理、C高低温冲击处理、D粗研、E半精研、F精研、G抛光、H检验组成。其中C、高低温冲击处理、D粗研、E半精研、F精研、G、抛光五道工序是专门设计的，是本发明的核心技术。

参照图2、4、5，本发明的内孔通孔研磨工具，由锥体1、本体3(周边均匀的开有三个槽)、低速回转工作台4组成，本体和锥体采用铸铁材料制作。工作时将加工内孔通孔工件2滑动装配在本体3上，本体被夹持在卧式回转工作台4上，当工作台带动本体转动时，工件2不转动，通过手持工具夹住工件，将工件左右移动，根据手持工具的感觉，磨削阻力的大小，随时可调整锥体，保持阻力适中(锥体推进，增大本体直径，增大磨削阻力，反之减小直径和减少磨削阻力)，加工过程中随时添加研磨辅料。

参照图6、7，本发明的台阶孔研磨工具，由主体(周边均匀的开有三个槽)和螺栓配合组成，主体采用铸铁材料制作。工作时将内孔台阶孔工件滑动装配在主体稍靠右端，主体被夹持在立式回转工作台上，当工作台带动主体转动时，工件不转动，通过手持工具夹住工件，将工件上下移动，根据手持工具的感觉，磨削阻力的大小可随时调整螺栓，保持阻力适中(螺栓右端斜面和主体右端斜面，两面的配合可起到撑大主体直径的作用)，加工过程中随时添加研磨辅料。

参照图3、9、10、11、12，本发明的外圆研磨工具由研磨套5、外圆工件6、卧式回转工作台4组成，研磨套5采用铸铁材料制作。粗研时，外圆工件被夹持在卧式回转工作台4上，与研磨套5(见图9、10)滑动装配，当工作台带动工件转动时，研磨套5不转动，通过手持工具夹住研磨套，将研磨套左右移动，根据手持工具的感觉，磨削阻力的大小可随时调整研磨套上的螺纹(见图10)，保持阻力适中。在半精研和精研时，研磨套5被换成带金刚石磨条的辅具(见图11、12)。加工过程中随时添加研磨辅料。

参照图8，本发明的内孔抛光工具，由抛光套8、钢件芯轴7组成，抛光套采用高热膨胀系数的柔性材料制作，如尼龙、工程塑料等。工作时钢件轴7夹持在回转工作台上，内孔工件滑动装配在抛光套8上，当工作台带动抛光套转动时，工件不转动，通过手持工具夹住工件，将工件左右移动。

参照图3、13、14，本发明的外圆抛光工具由塑料研磨套(图案14)和回转工作台配合而成。将工件夹持在回转工作台上，并与研磨套(见图13、14)滑动装配，当工作台带动工件转动时，研磨套不转动，通过手持工具夹住研磨套，将研磨套左右移动。制作研磨套的材料与图8抛光套8的材料相同。

参照图1及附图，对本发明工艺流程的具体操作说明：A、毛坯加工：提供内孔或外圆留有加工余量为0.02-0.03m m的毛坯工件；B、稳定时效处理：将毛坯工件放入250-300℃的炉内，保温12小时后取出；C、高低温冲击处理：将毛坯浸泡在液氮中30分钟后，即时用开水煮20分钟，至少连续重复3个循环；D、粗研：内孔通孔粗研用通孔研磨工具(见图2)加工。内孔台阶孔粗研用主体和螺栓配合使用的台阶孔研磨工具(见图6、7)加工。外圆粗研用外圆研磨工具(见图3、9、10)加工。回转工作台转速均为250-300转/分，研磨材料20^#(专用)，均留余量0.01mm，时间约6-8分钟。用样柱测量控制，外圆用数显外径千分尺测量控制；E、半精研：内孔通孔、内孔台阶孔及外圆的半精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圆时将研磨套换成带金刚石磨条的辅具(见图11、12)。回转工作台转速均为250-300转/分，研磨材料5^#(专用)，均留余量0.002-0.003mm，时间2-3分钟。在半精研前必须将上道工序遗留的研磨辅料清洗干净；F、精研：内孔通孔、内孔台阶孔及外圆的精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圆时将研磨套换成带金刚石磨条的辅具(见图11、12)。回转工作台转速同E工序，研磨材料2^#(专用)，精研到工件的完工尺寸，时间约2-3分钟；G、抛光：对内孔通孔、台阶孔抛光均用塑料抛光工具(见图8)加工。对外圆抛光须夹持工件在回转工作台上，用塑料研磨套(见图13、14)配合加工，回转工作台转速350-400转/分，抛光材料1^#(专用)，时间约2-3分钟；H、检验：用常规的仪器进行检测其尺寸精度、粗糙度、圆柱度等所要求的技术指标。还可以用三座标测量仪、圆度仪、粗糙度仪进行测量，效果一致。

本发明的实施例：内孔(含台阶孔)和外圆零件，从Φ3、Φ6、Φ10、Φ15、Φ20、Φ25、Φ30、Φ35、Φ40、Φ45、Φ50mm，其长度6-80mm范围，每种零件的长度相应地比其直径稍长，硬度HRC65以上，圆柱度0.002，粗糙度0.04，尺寸精度为0.002-0.004，按上述工艺流程的具体操作实施，经过实际的生产应用，均能达到技术要求。这里不再一一详述。

本发明除对高硬度的金属零件进行精密研磨外，对其专用工具和研磨材料略作调整，还可以用于玻璃、陶瓷、非淬火金属零件的内孔、外圆进行精密研磨加工。均可达到相同效果。

Claims

1.一种高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，含工序A毛坯加工、B稳定时效处理、H检验，其特征在于：工序的具体操作是，A、毛坯加工，提供内孔或外圆留有加工余量为0.02-0.03mm的毛坯工件；B、稳定时效处理，将毛坯工件放入250-300℃的炉内，保温12小时后取出；C、高低温冲击处理，将毛坯浸泡在液氮中30分钟后，即时用开水煮20分钟，至少连续重复3个循环；D、粗研，内孔通孔粗研用通孔研磨工具加工，内孔台阶孔粗研用主体和螺栓配合使用的台阶孔研磨工具加工，外圆粗研用外圆研磨工具加工，回转工作台转速均为250-300转/分，研磨材料20^#，均留余量0.01mm，时间约6-8分钟，内孔用样柱测量控制，外圆用数显外径千分尺测量控制；E、半精研，内孔通孔、内孔台阶孔及外圆的半精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圆时将研磨套换成带金刚石磨条的辅具，回转工作台转速均为250-300转/分，研磨材料5^#，均留余量0.002-0.003mm，时间2-3分钟，在半精研前必须将上道工序遗留的研磨辅料清洗干净；F、精研，内孔通孔、内孔台阶孔及外圆的精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圆时将研磨套换成带金刚石磨条的辅具，回转工作台转速同E工序，研磨材料2^#，精研到工件的完工尺寸，时间约2-3分钟；G、抛光，对内孔通孔、台阶孔抛光均用抛光工具加工，对外圆抛光须夹持工件在回转工作台上，用塑料研磨套配合加工，回转工作台转速350-400转/分，抛光材料1^#，时间约2-3分钟；H、检验，用常规的仪器进行检测其尺寸精度、粗糙度、圆柱度等所要求的技术指标。

2.根据权利要求1所述的高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，其特征在于：所采用的内孔通孔研磨工具由锥体(1)、本体(3)、回转工作台(4)组成。

3.根据权利要求1或2所述的高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，其特征在于：所采用的台阶孔研磨工具由主体和螺栓配合组成。

4.根据权利要求3所述的高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，其特征在于：所采用的外圆研磨工具由研磨套(5)、回转工作台(4)组成。

5.根据权利要求4所述的高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，其特征在于：所采用的内孔抛光工具由塑料抛光套(8)、钢件芯轴(7)组成。

6.根据权利要求5所述的高硬度高精度的金属零件内孔和外圆高效加工研磨技术，其特征在于：所采用的外圆抛光工具由塑料研磨套与回转工作台(4)配合而成。