CN113977363B - 一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，包括依次进行的粗磨平面、清除毛刺、粗研平面、第一次精研平面和第二次精研平面，其中，在粗研和精研平面时，不对零件施加向下的压力，且按照前、后推移配合自转的方式研磨。当需要提高研磨效率时，可在粗研阶段使用配重块。采用本发明的加工方法，可以加工出平面度要求小于等于0.0012mm，表面粗糙度要求小于等于Ra0.1的高精度环形零件。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别是一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法。
背景技术
现有的航空发动机中，一些关键部位的封严装置采用石墨封严形式，封严零件表面要求的密封性能非常严格，因此对零件的平面度及粗糙度要求很高，例如：图1中所示的零件内圆直径为平面度要求为0.0006mm，粗糙度Ra0.1；零件外圆直径/>平面度要求为0.0012mm，粗糙度Ra0.1，现有的加工方法中，采用平面磨床和手工研磨相组合的方法进行加工，但基本达不到设计图要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，满足加工设计要求的平面度和粗糙度。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，用于加工环形零件，环形零件的平面度要求小于等于0.0012mm，表面粗糙度要求小于等于Ra0.1，包括，
步骤一，粗磨平面，在圆平面磨床上平磨加工，保证环形零件的两个平面平行度小于等于0.001，并预留研磨余量；
步骤二，清除环形零件端面外端的毛刺，即环形零件外周向表面的毛刺；
步骤三，粗研平面，将环形零件放在铸铁压砂平台上，在平台上涂抹经煤油混合的W1.5刚玉微粉，在不施加向下压力的情况下在平台上前、后推移环形零件，每一个来回环形零件需绕自身轴线旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复，这里的重复是指继续在平台上前、后推移并旋转环形零件；
步骤四，精研平面，在平台上涂抹经煤油混合的W1、W0.5刚玉微粉，将环形零件放在平台上，不施加向下压力的情况下前、后推移，每个来回环形零件绕自身轴线旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复，直到平面度达到要求；
步骤五，精研平面，降低表面粗糙度，在平台放入涂抹经煤油混合的油溶性研磨膏，利用研磨膏的吸力，在不施加向下压力的情况下前、后推移环形零件，每个来回环形零件绕自身的轴线旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复，这里的重复是指在平台上继续前、后推移并旋转环形零件，直到环形零件的平面度及粗糙度达到要求。
作为一种选择，所述步骤一中，按照单边0.01～0.02的标准预留研磨余量，依据环形零件的外径大小调整研磨余量，外径越大，预留研磨余量越多。
作为一种选择，所述步骤二中，采用锉刀或砂布或二者的组合清除毛刺。
作为一种选择，所述步骤三中，研磨过程中注意零件的温度和零件应力释放，环形零件每旋转360°后停顿5～10秒，直至环形零件表面大面积起亮。
作为一种选择，所述步骤三中，粗研时采用配重块与环形零件组合在一起进行研磨。
优选的，所述配重块包括，
平面，所述平面与环形零件的非研磨面贴合，平面的外径大于环形零件的外径；
圆柱面，圆柱面垂直连接在平面上，且插入环形零件的内圆孔中，圆柱面的高度小于环形零件的内圆孔深度，圆柱面的外径小于环形零件的内圆孔内径；
当所述配重块与环形零件组合后，圆柱面与环形零件的内圆孔之间形成第一间隙，圆柱面自由端面与环形零件研磨平面之间形成第二间隙。
作为一种选择，所述步骤四中，当感觉环形零件与平台贴紧力增加到前、后推移十分困难时，在环形零件壁旁滴入180号汽油，取下环形零件，擦干净平台与环形零件，继续按照步骤四的方法精研平面。
作为一种选择，所述步骤四和步骤五中，研磨过程中注意环形零件的温度和零件应力释放，研磨过程中每旋转360°后停顿5～10秒。
作为一种选择，所述步骤四中，用平面平晶检查平面度是否达到要求。
作为一种选择，所述步骤五中，当感觉环形零件与平台贴紧力增加到前、后推移十分困难时，在环形零件壁旁滴入180号汽油，取下环形零件，擦干净平台与环形零件，继续按照步骤五的方法精研平面，降低表面粗糙度。
按照现有的加工方法，通常是操作者用手对环形零件待研磨面施加向下压力，沿着8字形路径研磨，这样很容易造成环形零件研磨面受力不均，导致环形零件平面度及粗超度达不到设计要求。本发明调整研磨方法，在粗研和精研过程中采用前、后往复推移并配合环形零件自转的方式进行研磨。
本发明粗研时为了提高效率，使用配重块，但不施加额外的下压力，利用配重块及环形零件自身的重量，前、后推移，每个来回环形零件旋转大约25°～30°，研磨面与研磨平台接触均匀且可以释放零件的温度和零件应力；精研时，增加使用经煤油混合的油溶性研磨膏，不施加向下压力，前、后推移的研磨方法，提高研磨面的表面粗糙度，通过以上方法，零件平面度及表面粗超度均达到设计要求，合格率提升至100％。
附图说明
图1为本发明的配重块结构示意图；
图2为环形零件结构及研磨方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
实施例1
本发明的环形零件高精度平面度及高等级粗糙度加工方法流程如下：
步骤一，粗磨平面，在圆平面磨床上平磨加工，保证环形零件的两平面端面平行度为0.001。一般留0.02～0.04的研磨余量(单边0.01～0.02)，依据环形零件大小，外圆直径越大，留研磨余量越多。
步骤二：用锉刀、砂布对环形零件端面外端毛刺进行清除，手感外圆无刮手现象。
步骤三：粗研平面，将环形零件放在铸铁压砂平台上，在平台上涂抹经煤油混合的W1.5刚玉微粉，不施加向下压力前后推移，每一个来回环形零件需旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复。研磨过程中注意环形零件的温度和环形零件应力释放，研磨过程中每360°后停顿5～10秒，直至环形零件大面积起亮。
步骤四：精研平面，在平台上涂抹经煤油混合的W1、W0.5刚玉微粉。将环形零件放在平台上，不施加向下压力，前后推移，每个来回环形零件旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复。当感觉环形零件与平台贴紧力增加到推移十分困难时，在环形零件壁旁(外环侧或内环侧)滴入180号汽油，取下环形零件，擦干净平台与环形零件，重复以上动作。研磨过程中注意环形零件的温度和环形零件应力释放。研磨过程中每360°后停顿5～10秒。用平面平晶检查平面度，平面度达到要求。
步骤五：精研平面，降低表面粗糙度。在平台放入涂抹经煤油混合的油溶性研磨膏，利用研磨膏的吸力，不施加向下压力，推移环形零件，每个来回环形零件旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复。当感觉环形零件与平台贴紧力增加到推移十分困难时，在环形零件壁旁(外环侧或内环侧)滴入180号汽油，取下环形零件，擦干净平台与环形零件，重复以上动作。研磨过程中注意环形零件的温度和环形零件应力释放。研磨过程中每360°后停顿5～10秒，直到环形零件的平面度及粗糙度达到要求。
实施例2
为了提高效率，粗研时可使用配重块，当采用配重块配合粗研时，本发明的实施步骤如下：
步骤一，粗磨平面，在圆平面磨床上平磨加工，保证环形零件的两平面端面平行度为0.001。
步骤二：用锉刀、砂布对环形零件端面外端毛刺进行清除，手感外圆无刮手现象。
步骤三：粗研平面，在平台上涂抹经煤油混合的W1.5刚玉微粉，将环形零件放在配重块上，将环形零件和配重块倒置铸铁压砂平台上，利用配重块及环形零件自身的重量，不施加向下压力前后推移，直至环形零件大面积起亮。
如图1，配重块依据环形零件结构尺寸进行制作，尺寸A比环形零件外径大1～1.5mm，保证环形零件非研磨面与配重块端面完全贴合；尺寸C比环形零件厚度小0.1～0.2mm，保证环形零件装在配重块上，将配重块和环形零件倒置后，环形零件研磨面与铸铁压砂平台接触上；尺寸D比环形零件内径小0.05～0.1mm，保证环形零件轻松无变形装入配重块；尺寸B和E依据配重块重量进行加工，配重块过重，不易操作，过轻，则效率会低。配重块与环形零件非研磨面贴合端面对凸台跳动0.01max,平面度0.01max。
步骤四：精研平面，在铸铁压砂平台上涂抹经煤油混合的W1、W0.5刚玉微粉。将环形零件放在平台上，不施加向下压力，前、后推移，用平面平晶检查平面度，平面度达到要求。
步骤五：精研平面，降低表面粗糙度。在铸铁压砂平台放入煤油混合的油溶性研磨膏，利用研磨膏的吸力，推移环形零件，直到环形零件的平面度及粗糙度达到要求。
Claims (10)
1.一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，用于加工环形零件，环形零件的平面度要求小于等于0.0012mm，表面粗糙度要求小于等于Ra0.1，其特征在于：包括，
步骤一，粗磨平面，在圆平面磨床上平磨加工，保证环形零件的两个平面平行度小于等于0.001，并预留研磨余量；
步骤二，清除环形零件端面外端的毛刺；
步骤三，粗研平面，将环形零件放在铸铁压砂平台上，在平台上涂抹经煤油混合的W1.5刚玉微粉，在不施加向下压力的情况下在平台上前、后推移环形零件，每一个来回环形零件需绕自身轴线旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复；
步骤四，精研平面，在平台上涂抹经煤油混合的W1、W0.5刚玉微粉，将环形零件放在平台上，不施加向下压力的情况下前、后推移，每个来回环形零件绕自身轴线旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复，直到平面度达到要求；
步骤五，精研平面，降低表面粗糙度，在平台放入涂抹经煤油混合的油溶性研磨膏，利用研磨膏的吸力，在不施加向下压力的情况下前、后推移环形零件，每个来回环形零件绕自身的轴线旋转25°～30°，待环形零件旋转360°后重复，直到环形零件的平面度及粗糙度达到要求。
2.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤一中，按照单边0.01～0.02的标准预留研磨余量，依据环形零件的外径大小调整研磨余量，外径越大，预留研磨余量越多。
3.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤二中，采用锉刀或砂布或二者的组合清除毛刺。
4.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤三中，研磨过程中注意零件的温度和零件应力释放，环形零件每旋转360°后停顿5～10秒，直至环形零件表面大面积起亮。
5.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤三中，粗研时采用配重块与环形零件组合在一起进行研磨。
6.根据权利要求5所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述配重块包括，
第一平面，所述第一平面与环形零件的非研磨面贴合，第一平面的外径大于环形零件的外径；
圆柱面，圆柱面垂直连接在第一平面上，且插入环形零件的内圆孔中，圆柱面的高度小于环形零件的内圆孔深度，圆柱面的外径小于环形零件的内圆孔内径；
当所述配重块与环形零件组合后，圆柱面与环形零件的内圆孔之间形成第一间隙，圆柱面自由端面与环形零件研磨平面之间形成第二间隙。
7.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤四中，当感觉环形零件与平台贴紧力增加到前、后推移十分困难时，在环形零件壁旁滴入180号汽油，取下环形零件，擦干净平台与环形零件，继续按照步骤四的方法精研平面。
8.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤四和步骤五中，研磨过程中注意环形零件的温度和零件应力释放，研磨过程中每旋转360°后停顿5～10秒。
9.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤四中，用平面平晶检查平面度是否达到要求。
10.根据权利要求1所述的一种高精度平面度及高等级粗糙度平面的加工方法，其特征在于：所述步骤五中，当感觉环形零件与平台贴紧力增加到前、后推移十分困难时，在环形零件壁旁滴入180号汽油，取下环形零件，擦干净平台与环形零件，继续按照步骤五的方法精研平面，降低表面粗糙度。
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