CN106399799B - 数学高精度量具加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数学高精度量具加工装置，包括底座，底座上部安装夹具、导向杆和固定架，固定架的上部安装两个步进电机，步进电机的输出轴竖直朝下，两个步进电机的输出轴之间又间距，导向杆位于两个步进电机的输出轴之间，本发明的导向杆位于两个步进电机的输出轴之间可以在两个步进电机带动升降板升降的过程中在两个丝杆之间起到稳定调节作用。固定管内部开设内螺纹与螺栓相比具有与丝杆更大的配合面，从而进一步提高旋转电机进行升降铣切的过程中的稳定性，极大地提高了数学高精度量具加工装置的量具加工精度，提高了量具加工质量。本发明适用于高精度量具的加工。

Description

数学高精度量具加工装置
技术领域
本发明涉及一种加工装置,更确切的说是一种数学高精度量具加工装置。
背景技术
量具是实物量具的简称，它是一种在使用时具有固定形态、用以复现或提供给定量的一个或多个已知量值的器具。现有的量具铣切加工装置稳定相不高，不能十分精确的对量具进行加工。现有的量具铣切加工装置的铣刀自身硬度只能满足普通加工需要，使用寿命较短。现有的铣切加工装置的铣刀在加工时容易在量具上出现毛刺。
发明内容
本发明的目的是提供一种数学高精度量具加工装置，以能够解决上述的问题。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种数学高精度量具加工装置，包括底座，底座上部安装夹具、导向杆和固定架，固定架的上部安装两个步进电机，步进电机的输出轴竖直朝下，两个步进电机的输出轴之间又间距，导向杆位于两个步进电机的输出轴之间，导向杆处于竖直状态，丝杆上安装升降铣切装置，所述升降铣切装置包括升降板，升降板上安装两个固定管和一个导向管，固定管的内部设置内螺纹，固定管与丝杆螺纹配合，导向管套在导向杆上升降板的一侧安装旋转电机，旋转电机的输出轴安装高精度量具铣钢铣刀，所述高精度量具铣钢铣刀由高精度量具铣钢制成，所述高精度量具铣钢的硬质相重量由碳化硅70-80份，氮化硅50-60份，氧化镍20-30份， 氮化铈3份，铬50份组成；高精度量具铣钢的钢基粘结剂重量组分按质量百分比为：
碳 0 .041-0 .043%；
铋 2.42-2.58%；
钽 2.5-3.9%；
铬 0 .3-0 .4%；
钙 0 .1-0 .2%；
银 0 .05-0 .06%；
锆 0 .03-0 .04%；
镁 0 .02-0 .03%；
钪 0 .02-0 .03%；
余量为铁。
作为一种限定:所述高精度量具铣钢经粉末混合，压制烧结，加热锻造，退火，机加工，淬火，回火工序制备而成：其中粉末混合工序中：称取氮化硅，碳化硅，氧化镍，氮化铈，铬粉末按照上述比例混合，按照球料比13：1进行球磨合金化，磨球为淬火钢球，球磨时间60h，施加99 .9%以上的高纯氩气，获得硬质相粉末；称取钢基粘结剂粉末，按照球料比17：1进行球磨，球磨时间40h，添加无水乙醇为过程控制剂；将球磨后硬质相粉末和钢基粘结剂粉末混合，再次球磨30小时，获得高精度量具铣钢粉末；其中压制烧结工序中：将上述获得的高精度量具铣钢粉末干燥，筛分，压制成所需的产品的尺寸形状；然后进行真空烧结，升温速率55℃ /min升温至1420-1540℃ 时进行保温2-3小时，其中加热锻造工序中：始锻温度在1270℃ ，终锻温度在930℃ ；其中退火工序中：将工件从室温加热至830℃ ，升温速率45℃ /小时，保温5小时，后降温至540℃ ，降温速率70℃ /小时，保温7小时，后再次降温至240℃ ，降温速率65℃ /小时，保温2小时，然后随炉冷却至 100℃ 后取出空气中自然冷却；其中淬火，回火工序中：所述淬火处理的温度为1030℃ ，所述回火处理为将工件从室温加热至590℃ ，保温4小时，最终得到铣刀。
作为另一种限定，所述底座上部安装轴承,轴承的外圈与底座连接，轴承的内圈与丝杆配合。
本发明的优点在于：本发明在原有的铣钢的钢基粘结剂中添加了钽和锆，使制成的铣刀硬度得到极大改善，从而减小了铣刀的铣切难度，进而提高铣刀的使用寿命，经过实验测试，当在铣钢的钢基粘结剂内只添加锆后无论锆的添加质量分数为多少，制成的铣刀硬度和使用寿命并无改善，当铣钢的钢基粘结剂内只添加钽后，且钽含量为2.5-3.9%时，制成的铣刀硬度大约提高0.3%左右，当同时添加钽和锆时，且钽含量为2.5-3.9%，锆含量0.03-0 .04%时，制成的铣刀硬度提高4.2%-5.3%，从而使制成的铣刀硬度得到极大改善，从而减小了铣刀的铣切难度，进而提高铣刀的使用寿命。本发明铣刀中硬质相由氮化硅，碳化硅，氧化镍，氮化铈，Cr组成提高了材料的机械性能；经过试验测试氮化硅替代硼化钨并与碳化硅，氧化镍，氮化铈，Cr结合可以明显提高铣刀的切削能力，并且降低铣刀的损耗，使铣刀得使用寿命提15%左右，本发明钢基粘结剂的成分具有较高强度，再硬质相的作用下高精度量具铣钢强度得到了进一步提高，通过粉末混合，压制烧结，加热锻造，退火，机加工，淬火等工序使制造工序更为简单，降低了成本；多级退火使得硬质相弥散更加均匀。本发明的升降板由两个步进电机同时带动，两个步进电机协调配合，可以避免单个步进电机带动旋转电机进行升降铣切的过程中出现的不稳定现象，极大地提高了数学高精度量具加工装置的量具加工精度，提高了量具加工质量。本发明的导向杆位于两个步进电机的输出轴之间可以在两个步进电机带动升降板升降的过程中在两个丝杆之间起到稳定调节作用。固定管内部开设内螺纹与螺栓相比具有与丝杆更大的配合面，从而进一步提高旋转电机进行升降铣切的过程中的稳定性，极大地提高了数学高精度量具加工装置的量具加工精度，提高了量具加工质量。本发明的夹具可以为G形夹。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。
本发明适用于高精度量具的加工。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图。
标注部件：1步进电机 2丝杆 3固定架 4导向杆 5导向管 6升降板 7固定管 8轴承 9旋转电机 10高精度量具铣钢铣刀 11夹具 12底座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例 数学高精度量具加工装置
如图1所示，本实施例包括底座12，底座12上部安装夹具11、导向杆4和固定架3，固定架3的上部安装两个步进电机1，步进电机1的输出轴竖直朝下，两个步进电机1的输出轴之间又间距，导向杆4位于两个步进电机1的输出轴之间，导向杆4处于竖直状态，丝杆2上安装升降铣切装置，所述升降铣切装置包括升降板6，升降板6上安装两个固定管7和一个导向管5，固定管7的内部设置内螺纹，固定管7与丝杆2螺纹配合，导向管5套在导向杆4上升降板6的一侧安装旋转电机9，旋转电机9的输出轴安装高精度量具铣钢铣刀10，所述高精度量具铣钢铣刀10由高精度量具铣钢制成，所述高精度量具铣钢的硬质相重量由碳化硅70-80份，氮化硅50-60份，氧化镍20-30份， 氮化铈3份，铬50份组成；高精度量具铣钢的钢基粘结剂重量组分按质量百分比为：
碳 0 .041-0 .043%；
铋 2.42-2.58%；
钽 2.5-3.9%；
铬 0 .3-0 .4%；
钙 0 .1-0 .2%；
银 0 .05-0 .06%；
锆 0 .03-0 .04%；
镁 0 .02-0 .03%；
钪 0 .02-0 .03%；
余量为铁。
本实施例在原有的铣钢的钢基粘结剂中添加了钽和锆，使制成的铣刀硬度得到极大改善，从而减小了铣刀的铣切难度，进而提高铣刀的使用寿命，经过实验测试，当在铣钢的钢基粘结剂内只添加锆后无论锆的添加质量分数为多少，制成的铣刀硬度和使用寿命并无改善，当铣钢的钢基粘结剂内只添加钽后，且钽含量为2.5-3.9%时，制成的铣刀硬度大约提高0.3%左右，当同时添加钽和锆时，且钽含量为2.5-3.9%，锆含量0 .03-0 .04%时，制成的铣刀硬度提高4.2%-5.3%，从而使制成的铣刀硬度得到极大改善，从而减小了铣刀的铣切难度，进而提高铣刀的使用寿命。本发明铣刀中硬质相由氮化硅，碳化硅，氧化镍，氮化铈，Cr组成提高了材料的机械性能；经过试验测试氮化硅替代硼化钨并与碳化硅，氧化镍，氮化铈，Cr结合可以明显提高铣刀的切削能力，并且降低铣刀的损耗，使铣刀得使用寿命提15%左右，本实施例钢基粘结剂的成分具有较高强度，再硬质相的作用下高精度量具铣钢强度得到了进一步提高，通过粉末混合，压制烧结，加热锻造，退火，机加工，淬火等工序使制造工序更为简单，降低了成本；多级退火使得硬质相弥散更加均匀。本发明的升降板6由两个步进电机1同时带动，两个步进电机1协调配合，可以避免单个步进电机1带动旋转电机9进行升降铣切的过程中出现的不稳定现象，极大地提高了数学高精度量具加工装置的量具加工精度，提高了量具加工质量。本实施例的导向杆4位于两个步进电机1的输出轴之间可以在两个步进电机1带动升降板6升降的过程中在两个丝杆2之间起到稳定调节作用。固定管7内部开设内螺纹与螺栓相比具有与丝杆2更大的配合面，从而进一步提高旋转电机9进行升降铣切的过程中的稳定性，极大地提高了数学高精度量具加工装置的量具加工精度，提高了量具加工质量。本实施例的夹具11可以为G形夹。
所述高精度量具铣钢经粉末混合，压制烧结，加热锻造，退火，机加工，淬火，回火工序制备而成：其中粉末混合工序中：称取氮化硅，碳化硅，氧化镍，氮化铈，铬粉末按照上述比例混合，按照球料比13：1进行球磨合金化，磨球为淬火钢球，球磨时间60h，施加99 .9%以上的高纯氩气，获得硬质相粉末；称取钢基粘结剂粉末，按照球料比17：1进行球磨，球磨时间40h，添加无水乙醇为过程控制剂；将球磨后硬质相粉末和钢基粘结剂粉末混合，再次球磨30小时，获得高精度量具铣钢粉末；其中压制烧结工序中：将上述获得的高精度量具铣钢粉末干燥，筛分，压制成所需的产品的尺寸形状；然后进行真空烧结，升温速率55℃ /min升温至1420-1540℃ 时进行保温2-3小时，其中加热锻造工序中：始锻温度在1270℃ ，终锻温度在930℃ ；其中退火工序中：将工件从室温加热至830℃ ，升温速率45℃ /小时，保温5小时，后降温至540℃ ，降温速率70℃ /小时，保温7小时，后再次降温至240℃ ，降温速率65℃ /小时，保温2小时，然后随炉冷却至 100℃ 后取出空气中自然冷却；其中淬火，回火工序中：所述淬火处理的温度为1030℃ ，所述回火处理为将工件从室温加热至590℃ ，保温4小时，最终得到铣刀。
本实施例钢基粘结剂的成分具有较高强度，在硬质相的作用下高精度量具铣钢强度得到了进一步提高，通过粉末混合，压制烧结，加热锻造，退火，机加工，淬火等工序使制造工序更为简单，降低了成本；多级退火使得硬质相弥散更加均匀。本发明将真空烧结温度提升至1420-1540℃ 可以提高硬质相粉末和钢基粘结剂粉末混合的均匀程度，进一步提高铣刀的硬度。本实施例优化了高硬质相粉末和钢基粘结剂粉末制造铣刀的工艺，使相通成分的铣刀可以获得更大的硬度，提高了铣刀的质量。
所述底座12上部安装轴承8,轴承8的外圈与底座12连接，轴承8的内圈与丝杆2配合。本实施例的轴承8既可以方便丝杆2的旋转又可以提高丝杆2的稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种数学高精度量具加工装置，其特征在于：它包括底座(12)，底座(12)上部安装夹具(11)、导向杆(4)和固定架(3)，固定架(3)的上部安装两个步进电机(1)，步进电机(1)的输出轴竖直朝下，两个步进电机(1)的输出轴之间有间距，导向杆(4)位于两个步进电机(1)的输出轴之间，导向杆(4)处于竖直状态，丝杆(2)上安装升降铣切装置，所述升降铣切装置包括升降板(6)，升降板(6)上安装两个固定管(7)和一个导向管(5)，固定管(7)的内部设置内螺纹，固定管(7)与丝杆(2)螺纹配合，导向管(5)套在导向杆(4)上升降板(6)的一侧安装旋转电机(9)，旋转电机(9)的输出轴安装高精度量具铣钢铣刀(10)，所述高精度量具铣钢铣刀(10)由高精度量具铣钢制成，所述高精度量具铣钢的硬质相(重量)由碳化硅70-80份，氮化硅50-60份，氧化镍20-30份， 氮化铈3份，铬50份组成；按质量百分比计，高精度量具铣钢的钢基粘结剂的组分为：
碳 0 .041-0 .043%；
铋 2.42-2.58%；
钽 2.5-3.9%；
铬 0 .3-0 .4%；
钙 0 .1-0 .2%；
银 0 .05-0 .06%；
锆 0 .03-0 .04%；
镁 0 .02-0 .03%；
钪 0 .02-0 .03%；
余量为铁。
2.根据权利要求1所述的数学高精度量具加工装置，其特征在于：所述高精度量具铣钢经粉末混合，压制烧结，加热锻造，退火，机加工，淬火，回火工序制备而成：其中粉末混合工序中：称取氮化硅，碳化硅，氧化镍，氮化铈，铬粉末按照上述比例混合，按照球料比13：1进行球磨合金化，磨球为淬火钢球，球磨时间60h，施加99 .9%以上的高纯氩气，获得硬质相粉末；称取钢基粘结剂粉末，按照球料比17：1进行球磨，球磨时间40h，添加无水乙醇为过程控制剂；将球磨后硬质相粉末和钢基粘结剂粉末混合，再次球磨30小时，获得高精度量具铣钢粉末；其中压制烧结工序中：将上述获得的高精度量具铣钢粉末干燥，筛分，压制成所需的产品的尺寸形状；然后进行真空烧结，升温速率55℃ /min升温至1420-1540℃ 时进行保温2-3小时，其中加热锻造工序中：始锻温度在1270℃ ，终锻温度在930℃ ；其中退火工序中：将工件从室温加热至830℃ ，升温速率45℃ /小时，保温5小时，后降温至540℃ ，降温速率70℃ /小时，保温7小时，后再次降温至240℃ ，降温速率65℃ /小时，保温2小时，然后随炉冷却至 100℃ 后取出空气中自然冷却；其中淬火，回火工序中：所述淬火处理的温度为1030℃ ，所述回火处理为将工件从室温加热至590℃ ，保温4小时，最终得到铣刀。
3.根据权利要求1或２所述的数学高精度量具加工装置，其特征在于：所述底座(12)上部安装轴承(8),轴承(8)的外圈与底座(12)连接，轴承(8)的内圈与丝杆(2)配合。
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