CN101898303A - 一种微型高精度台阶轴复合加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为一种微型高精度台阶轴复合加工工艺。属于轴类零件磨加工技术领域。它主要是解决现有加工方法存在生产效率低、废品率高的问题。它的主要特征是：(1)将直料段车成型；(2)之后进行淬回火处理；(3)用无心外圆通过磨磨床进行外径粗磨，之后探伤检测和平端面；(4)用无心外圆通过磨磨床将平端面后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸；(5)用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸；(6)进行退磁清洗和清洗防锈。本发明具有设备投资少、产品质量及合格率高、生产效率高、适合批量生产的特点，主要用于微型高精度台阶轴的加工。

Description

一种微型高精度台阶轴复合加工工艺
技术领域
本发明属于轴类零件磨加工技术领域。具体涉及一种微型高精度台阶轴复合加工工艺。
背景技术
大连重工起重集团华锐风电事业部现在主要负责生产1.5兆瓦级风力发电机组，产量近年来稳步大幅增长，2009年计划生产风电机组2000台。除了1.5兆瓦风机外，华锐风电现重点在研发生产3兆瓦机组，3兆瓦风机是目前风电市场的主流机型。一台1.5兆瓦风机用4台偏航驱动器和3台变浆驱动器。目前华锐首批3兆瓦机组各部件主要依靠进口。偏航驱动器和变浆驱动器中均存在一个微型高精度台阶轴，是指大外径和小外径尺寸差为0.5MM、长轴长度和短轴长度之差在80～120MM、同轴度为0.006MM、圆柱度在0.003～0.005MM的台阶轴。
目前，该类微型高精度台阶轴产品主要采用无心切入磨高精度数控无心外圆磨床加工，或采用中心孔在普通高精度外圆磨床加工，存在如下不足之处：
1、采用无心切入磨高精度数控无心外圆磨床加工工艺流程为：下料车成型(台阶料段)-淬回火-切入粗磨(数控高精度磨床)-探伤-平端面-切入细磨(数控高精度磨床)-切入精磨(数控高精度磨床)，不足之处是：
A、由于普通无心切入磨床修整器靠模板无法实现微型台阶轴修整，只有靠数控修整器完成砂轮和导论形状修整，设备成本很高，普通无心切入磨床与无心切入磨高精度数控无心外圆磨床单台设备差价至少在50万以上，导致设备投入成本高；
B、由于台阶轴长轴与短轴尺寸差在80～112MM，采用无心切入磨砂轮消耗不一致，增加砂轮修整次数，而修整一次至少需要30秒，加工同样产品10件产品修整一次，生产效率低。
C、投料工序需加工成台阶料段，生产效率低。
2、采用中心孔在普通高精度外圆磨床加工工艺流程为：下料车成型(台阶料段，两端带中心孔)-淬回火-研中心孔-大、小外径粗磨-探伤-大、小外径细磨-大、小外径精磨，不足之处是：
A、投料工序需加工中心孔及车台阶轴，在加工台阶轴时需要研中心孔；
B、由于砂轮宽度80MM，需要往复磨削，尺寸散差大，尺寸及圆柱度不易保证；
C、上下工件时间长，至少增加50秒；
其加工效率低及废品率高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种设备投资少、产品质量及合格率高、生产效率高、适合批量生产的微型高精度台阶轴制造方法。
本发明的技术解决方案是：一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于：
(1)、按照工艺设计要求车成直料段；
(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60～65；
(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤检测和平端面磨削加工；
(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技术要求范围内；
(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技术要求范围内；
(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈。
本发明的技术解决方案是：一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于：
(1)、将长度为80～145MM、直径为φ20～φ50MM的直料段车成型；
(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60～65；
(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤检测和平端面磨削加工；
(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内；
(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内；
(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈。
本发明首次采用普通无心外圆通过磨磨床将车成型的直料段经粗磨、细磨和精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，采用普通无心切入磨床将精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内，实现大外径和小外径尺寸差为0.5MM、长轴长度和短轴长度之差在80～120MM、同轴度为0.006MM、圆柱度在0.003～0.005MM的微型高精度台阶轴。本发明在普通无心外圆通过磨磨床和普通无心切入磨床上完成微型高精度台阶轴加工，既避免采用无心切入磨高精度数控无心外圆磨床加工工艺设备投资高，投料成型时需要加工小台阶、不能连续送料、需砂轮修整等导致效率低的不足，又避免采用普通高精度外圆磨床加工工艺投料时两端需打中心孔、研中心孔、两端装夹上下料时间长等导致加工效率低，砂轮宽度有限，加工时来回移动，砂轮消耗及轨道误差等导致废品率高的不足，并可批量生产，通过磨连续送料，切入磨单个送料，加工效率大大提高。本发明克服了现有无心切入磨高精度数控无心外圆磨床加工工艺和中心孔在普通高精度外圆磨床加工工艺的不足，具有设备投资少、产品质量及合格率高、生产效率高、适合批量生产的特点。本发明主要用于微型高精度台阶轴的加工。
附图说明
图1为本发明的产品结构示意图。
具体实施方式
如图1所示。1.5兆瓦风机用4台偏航驱动器和3台变浆驱动器中的微型高精度台阶轴的尺寸如下：大外径长度为25MM、大外径直径为41.806MM、小外径长度为120MM、小外径直径为41.306MM，本发明加工该微型高精度台阶轴的复合工艺如下：
(1)、将长度为145-0.1 -0.2MM、直径为φ44.80 -0.12MM的直料段在CA6140车床上车成型；
(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行淬回火处理；
(3)、采用M10200无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后经CEW-2000进行探伤检测，并进行平端面磨削加工；
(4)、采用M10200无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内；
(5)、采用M11100无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内；
(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈，得到大外径长度为25MM、大外径直径为41.806MM、小外径长度为120MM、小外径直径为41.306MM的微型高精度台阶轴。
经加工上述微型高精度台阶轴1200件，合格率达99％，每班生产600件/8小时。

Claims (2)

1.一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于：
(1)、按照工艺设计要求车成直料段；
(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60～65；
(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤检测和平端面磨削加工；
(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技术要求范围内；
(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技术要求范围内；
(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈。
2.根据权利要求1所述的一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于：
(1)、将长度为80～145MM、直径为φ20～φ50MM的直料段车成型；
(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60～65；
(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤检测和平端面磨削加工；
(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内；
(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0.003～0.005MM，尺寸公差控制在0.016MM以内，同轴度控制在0.006MM以内；(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈。
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