CN106826117A - 一种精密轴承座的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种精密轴承座的加工方法，步骤：备料：毛坯为精密模锻件；粗车：在普通数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧锻件，粗车锻件的外圆及外圆端面，将锻件掉头用三爪卡盘硬爪夹紧，粗车另一外圆端面及外圆，且粗镗锻件的内孔及内孔端面；热处理：对粗车后的工件进行退火处理；精车：在精密数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧热处理后的工件，精车工件的外圆、切槽及外圆端面；再用三爪卡盘软爪夹紧，精车另一外圆端面，且精镗内孔及内孔端面；冷处理：对精车后的工件进行冷处理；精磨：利用轴承座精密磨夹具一次装夹冷处理后的工件，在精密万能数控磨床上完成工件的内孔、外圆及端面的磨削，完成轴承座的加工。采用此方法，加工精度高，生产效率高。

Description

一种精密轴承座的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工的技术领域，尤其是一种精密轴承座的加工方法。
背景技术
在数控机床领域出现了一种“高频主轴”，有时也称作“直接传动主轴”，其简称为电主轴，它是将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，也是内装式电机主轴单元，它把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，具有结构紧凑、机械效率高、回转速度极高、回转精度高、噪声低以及振动小等优点，因而在现代数控机床中获得了愈来愈广泛的应用。
轴承座是电主轴中一个十分关键的精密零件，内装轴承和主轴，其制造精度直接影响电主轴的使用寿命，轴承座尺寸精度要求高，内孔的尺寸精度一般要求在0.005mm以内，形位公差要求也高，内孔的圆柱度一般要求在0.002mm以内，内孔和外圆的同轴度及端面跳动一般要求在0.002mm以内，轴承座的精加工一般采用精密数控万能磨床磨削内外圆及其端面，由于轴承座的特殊结构，内孔和外圆磨削一般需要分两次装夹，第二次装夹以前面的已经磨削的面为基准校调，时间长且会产生累积测量误差，生产效率低，质量得不到保证。另外，轴承座在使用过程中容易发生变形，导致电主轴精度不稳定，使用寿命较短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种加工精度高、生产效率高的精密轴承座的加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精密轴承座的加工方法，包括以下步骤：
步骤1)备料：毛坯为精密模锻造的锻件；
步骤2)粗车：在普通数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧锻件，粗车锻件的外圆及外圆端面，再将锻件掉头用三爪卡盘硬爪夹紧，粗车锻件的另一外圆端面及外圆，且粗镗锻件的内孔及内孔端面；
步骤3)热处理：对粗车后的工件进行退火处理；
步骤4)精车：在精密数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧热处理后的工件，精车工件的外圆、切槽及外圆端面；再用三爪卡盘软爪夹紧，精车工件的另一外圆端面，且精镗内孔及内孔端面；
步骤5)冷处理：对精车后的工件进行冷处理；
步骤6)精磨：利用轴承座精密磨夹具一次装夹冷处理后的工件，在精密万能数控磨床上完成工件的内孔、外圆及端面的磨削，完成轴承座的加工。
进一步地，上述技术方案中所述的步骤2中，工件的外圆留2～3mm精加工余量，工件的外圆端面留1～2mm精加工余量。
进一步地，上述技术方案中所述的步骤4中，工件的外圆留0.2～0.4mm精磨余量，工件的外圆端面留0.05～0.1mm精磨余量。
进一步地，上述技术方案中所述的步骤6中，轴承座精密磨夹具具有一次装夹在万能数控精密磨床三爪卡盘上的夹具体，夹具体的定位孔内通过第一螺钉安装有芯轴，芯轴的外圆套有用于定位并夹紧工件的涨套，夹具体与工件之间通过第二螺钉安装有定位套，定位套上通过紧定螺钉安装有便于万能数控精密磨床对工件的内孔及内孔端面进行精磨的钩形压板；该夹具还具有通过第三螺钉安装在工件内孔中且便于万能数控精密磨床对工件的外圆及外圆端面进行精磨的垫圈。
进一步地，上述技术方案中所述的涨套与工件之间的间隙为0.02～0.03mm。
进一步地，上述技术方案中所述的轴承座精密磨夹具的使用方法，首先拧紧第一螺钉，芯轴沿夹具体的定位孔轴向移动，带动涨套沿夹具体的定位孔轴向移动，涨套的外圆逐渐变大，实现涨套与工件的定位及夹紧；然后拧紧第三螺钉，实现垫圈和第三螺钉对工件的进一步夹紧；再利用精密万能数控磨床对工件的外圆及外圆端面进行精磨；进一步拧紧紧定螺钉，实现定位套、钩形压板和紧定螺钉对工件的定位及夹紧，并松开第三螺钉，拆除垫圈；再利用精密万能数控磨床对工件的内孔及内孔端面进行精磨。
本发明的有益效果是：本发明采用精密磨削方法和冷处理方法，特别是使用轴承座精密磨夹具，实现一次装夹完成零件的内外圆及端面的精密磨削，满足精密轴承座的制造精度要求和使用稳定性要求，可实现精密零件的高效加工，提高生产效率，大幅度降低产品的报废率；由于采用冷处理，尺寸稳定性好，零件在使用过程中不容易变形，可大幅度提高零件的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍。
图1是轴承座的结构示意图；
图2是夹具的结构示意图；
图3是涨套的结构示意图；
图4是带定位销的过渡圈的结构示意图；
图5是精磨轴承座外圆及外圆端面时的结构示意图；
图6是精磨轴承座内孔及内孔端面时的结构示意图。
图中的标号为：1、夹具体；2、第一螺钉；3、芯轴；4、涨套；5、定位销；6、定位套；7、第三螺钉；8、紧定螺钉；9、钩形压板；10、垫圈；11、定位销；12、过渡圈。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种精密轴承座的加工方法，包括以下步骤：
步骤1)备料：毛坯为精密模锻造的锻件；
步骤2)粗车：在普通数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧锻件，粗车锻件的外圆及外圆端面，再将锻件掉头用三爪卡盘硬爪夹紧，粗车锻件的另一外圆端面及外圆，且粗镗锻件的内孔及内孔端面；工件的外圆留2～3mm精加工余量，工件的外圆端面留1～2mm精加工余量；
步骤3)热处理：对粗车后的工件进行退火处理；
步骤4)精车：在精密数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧热处理后的工件，精车工件的外圆、切槽及外圆端面；再用三爪卡盘软爪夹紧，精车工件的另一外圆端面，且精镗内孔及内孔端面；工件的外圆留0.2～0.4mm精磨余量，工件的外圆端面留0.05～0.1mm精磨余量；
步骤5)冷处理：对精车后的工件进行冷处理；
步骤6)精磨：利用轴承座精密磨夹具一次装夹冷处理后的工件，在精密万能数控磨床上完成工件的内孔、外圆及端面的磨削，完成轴承座的加工，生产效率高，形位公差精度可以控制在0.001mm以内。
见图1～6，轴承座靠近后端的外圆上具有预先加工的密封槽，且轴承座的后端还具有向内的凸圈，轴承座磨夹具具有一次装夹在万能数控精密磨床三爪卡盘上的夹具体1，夹具体1前端中部的定位孔内安装有芯轴3，芯轴3后端中部的定位孔内穿设有第一螺钉2，第一螺钉2的螺纹部与夹具体1后端中部的螺纹孔螺纹连接，即夹具体1的定位孔内通过第一螺钉2安装有芯轴3。芯轴3的外圆套有用于定位并夹紧工件的涨套4，涨套4的外壁与工件上的凸圈内壁相接触。夹具体1的前端凸台与工件的后端面之间通过第二螺钉安装有定位套6，定位套6中部定位孔的内壁与涨套4的外壁相接触；定位套6上通过紧定螺钉8安装有便于万能数控精密磨床对工件的内孔及内孔端面进行精磨的钩形压板9，钩形压板9的前端钩住工件的密封槽；该夹具还具有安装在工件内孔中的垫圈10，垫圈10的后端面与工件的凸圈前端面相接触，垫圈10的中部定位孔内穿设有第三螺钉7，第三螺钉7的螺纹部与芯轴3前端中部的螺纹孔螺纹连接，即工件的内孔中通过第三螺钉7安装有便于万能数控精密磨床对工件的外圆及外圆端面进行精磨的垫圈10。涨套4与工件之间的间隙为0.02～0.03mm。
涨套4为内孔带双锥面的回转套类零件，外表面开设有若干条等分、交错的不通窄槽，涨套4用于套类零件的定位夹紧，两端面均开设有若干个等分的定位孔，便于涨套4在使用过程中出现变形时能及时修磨，保证夹具的定位精度。芯轴3为双锥面带导向功能的回转轴类零件，涨套4和芯轴3通过止动销联接在一起，防止夹具在使用时涨套4发生转动，而导致夹具配合面部分拉毛，最终影响夹具的精度。夹具体1为带定位孔的回转轴类零件，用于芯轴3的轴向定位。钩形压板9为扇形。定位套6为回转套类零件，用于套类零件磨削时的轴向定位。
该精密磨夹具的使用方法，首先拧紧第一螺钉2，芯轴3沿夹具体1的定位孔轴向移动，带动涨套4沿夹具体1的定位孔轴向移动，涨套4的外圆逐渐变大，涨套4的外壁与工件中部定位孔的内壁后端之间的接触更加紧密，实现涨套4与工件的定位及夹紧；然后拧紧第三螺钉7，垫圈10的后端面与工件中部定位孔前端的内孔侧壁之间的接触更加紧密，实现垫圈10和第三螺钉7对工件的进一步夹紧；再利用精密万能数控磨床对工件的外圆及外圆端面进行精磨；进一步拧紧紧定螺钉8，实现定位套6、钩形压板9和紧定螺钉8对工件的夹紧，并松开第三螺钉7，拆除垫圈10；再利用精密万能数控磨床对工件的内孔及内孔端面进行精磨。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种精密轴承座的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)备料：毛坯为精密模锻造的锻件；
步骤2)粗车：在普通数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧锻件，粗车锻件的外圆及外圆端面，再将锻件掉头用三爪卡盘硬爪夹紧，粗车锻件的另一外圆端面及外圆，且粗镗锻件的内孔及内孔端面；
步骤3)热处理：对粗车后的工件进行退火处理；
步骤4)精车：在精密数控车床上用三爪卡盘硬爪夹紧热处理后的工件，精车工件的外圆、切槽及外圆端面；再用三爪卡盘软爪夹紧，精车工件的另一外圆端面，且精镗内孔及内孔端面；
步骤5)冷处理：对精车后的工件进行冷处理；
步骤6)精磨：利用轴承座精密磨夹具一次装夹冷处理后的工件，在精密万能数控磨床上完成工件的内孔、外圆及端面的磨削，完成轴承座的加工。
2.根据权利要求1所述的一种精密轴承座的加工方法，其特征在于：所述的步骤2中，工件的外圆留2～3mm精加工余量，工件的外圆端面留1～2mm精加工余量。
3.根据权利要求1所述的一种精密轴承座的加工方法，其特征在于：所述的步骤4中，工件的外圆留0.2～0.4mm精磨余量，工件的外圆端面留0.05～0.1mm精磨余量。
4.根据权利要求1所述的一种精密轴承座的加工方法，其特征在于：所述的步骤6中，轴承座精密磨夹具具有一次装夹在万能数控精密磨床三爪卡盘上的夹具体(1)，夹具体(1)的定位孔内通过第一螺钉(2)安装有芯轴(3)，芯轴(3)的外圆套有用于定位并夹紧工件的涨套(4)，夹具体(1)与工件之间通过第二螺钉安装有定位套(6)，定位套(6)上通过紧定螺钉(8)安装有便于万能数控精密磨床对工件的内孔及内孔端面进行精磨的钩形压板(9)；该夹具还具有通过第三螺钉(7)安装在工件内孔中且便于万能数控精密磨床对工件的外圆及外圆端面进行精磨的垫圈(10)。
5.根据权利要求4所述的一种精密轴承座的加工方法，其特征在于：所述的涨套(4)与工件之间的间隙为0.02～0.03mm。
6.根据权利要求4所述的一种精密轴承座的加工方法，其特征在于：所述的轴承座精密磨夹具的使用方法，首先拧紧第一螺钉(2)，芯轴(3)沿夹具体(1)的定位孔轴向移动，带动涨套(4)沿夹具体(1)的定位孔轴向移动，涨套(4)的外圆逐渐变大，实现涨套(4)与工件的定位及夹紧；然后拧紧第三螺钉(7)，实现垫圈(10)和第三螺钉(7)对工件的进一步夹紧；再利用精密万能数控磨床对工件的外圆及外圆端面进行精磨；进一步拧紧紧定螺钉(8)，实现定位套(6)、钩形压板(9)和紧定螺钉(8)对工件的定位及夹紧，并松开第三螺钉(7)，拆除垫圈(10)；再利用精密万能数控磨床对工件的内孔及内孔端面进行精磨。
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