專利名稱：一種高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研磨技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械零件加工技術，主要用于高硬度、高粗糙度、高圓柱 度、高尺寸精度的小直徑金屬零件內孔外圓的高效加工。二、 背景技術通常加工直徑在O3—50mm的高硬度、高粗糙度、高圓柱度、高尺寸精度 金屬零件內孔外圓的方法，多采用昂貴的進口設備來完成，如 一般采用進口的超高精度內外圓磨床，這種進口機床價錢達每臺幾百萬元以上，還不算費用 較高的輔具和磨輪材料。由于零件的各項技術要求較高，加工中必須采用微進 刀緩慢磨削的操作方法，效率十分低下。這樣的加工技術不能滿足實際生產的 需要，較高的成本使得企業難以承受，同時也不符合我國的國情。三、 發明內容本發明要解決的主要技術問題是根據上述加工技術存在的缺陷，提供一 種對技術要求較高的小直徑金屬零件內孔外圓的加工研磨方法，從根本上解決 此類零件加工成本高、效率低的難題，進一步滿足生產需要。本發明的技術方案是采用由毛坯加工、穩定時效處理、高低溫沖擊處理、 粗研、半精研、精研、拋光、檢驗組成的工藝流程，來完成對小直徑內孔外圓 零件的精密加工。本發明通過實際應用證明1 、投資只需要普通圓磨床、自制的低速回轉 工作臺及其它輔具輔料即可，不需要高精度高檔次的設備和輔具等， 一般小企 業都能做到；2、工作效率與進口超高精度磨床加工相比提髙一倍以上，本技 術的質量指標， 一次送檢合格率外圓零件可達9 8%以上，內孔零件可達8 5 %以上，直徑03—6,小尺寸內孔零件可達95%以上，這個指標比進口超高精 度磨床高得多，即使出現不合格的零件也可以進行返修，不存在報廢品，而磨 床上進行二次裝夾返修是工藝上不允許的，也不可能達到要求；3、本發明有 較好的推廣價值，易掌握，作為對機械研磨技術工作的外行，經過短時間的培 訓均可上崗操作，獨承擔加工零件的任務。 四
下面結合附圖，對本發明的具體實施作進一步詳細地描述。圖l,是本發明的工藝流程圖。圖2，是本發明的內孔通孔研磨工具圖。圖3，是本發明的外圓研磨工具圖。圖4，是圖2內孔研磨工具的本體3圖。圖5,是圖2內孔研磨工具的錐體1圖。圖6，是本發明的臺階孔研磨工具的主體圖。圖7，是螺栓圖，與圖6主體配合組成臺階孔研磨工具。圖8，是本發明的內孔拋光工具圖。圖9，是本發明外圓粗研研磨套主視圖。圖10，是圖9的A""A剖視圖。圖11，是本發明外圓半精研、精研研磨套的主視圖。 圖12，是圖11的B—-B剖視圖。 圖13，是本發明的外圓拋光塑料研磨套的主視圖。 圖14，是圖13的C一C剖視圖。 五具體實施方式
參照圖l,本發明工藝流程由A毛坯加工、B穩定時效處理、C高低溫沖 擊處理、D粗研、E半精研、F精研、G拋光、H檢驗組成。參照圖2、 4、 5，本發明的內孔通孔研磨工具，由錐體1、本體3 (周邊 均勻的開有三個槽)、低速回轉工作臺4組成，本體和錐體采用鑄鐵材料制作。 工作時將加工內孔通孔工件2滑動裝配在本體3上，本體被夾持在臥式回轉工 作臺4上，當工作臺帶動本體轉動時，工件2不轉動，通過手持工具夾住工件， 將工件左右移動，根據手持工具的感覺，磨削阻力的大小，隨時可調整錐體， 保持阻力適中(錐體推進，增大本體直徑，增大磨削阻力，反之減小直徑和減 少磨削阻力)，加工過程中隨時添加研磨輔料。參照圖6、 7，本發明的臺階孔研磨工具，由主體(周邊均勻的開有三個 槽)和螺栓配合組成，主體采用鑄鐵材料制作。工作時將內孔臺階孔工件滑動 裝配在主體稍靠右端，主體被夾持在立式回轉工作臺上，當工作臺帶動主體轉 動時，工件不轉動，通過手持工具夾住工件，將工件上下移動，根據手持工具 的感覺，磨削阻力的大小可隨時調整螺栓，保持阻力適中(螺栓右端斜面和主 體右端斜面，兩面的配合可起到撐大主體直徑的作用)，加工過程中隨時添加 研磨輔料。參照圖3、 9、 10、 11、 12，本發明的外圓研磨工具由研磨套5、外圓工件6、臥式回轉工作臺4組成，研磨套5采用鑄鐵材料制作。粗研時，外圓工件 被夾持在臥式回轉工作臺4上，與研磨套5 (見圖9、 10)滑動裝配，當工作 臺帶動工件轉動時，研磨套5不轉動，通過手持工具夾住研磨套，將研磨套左右移動,根據手持工具的感覺，磨削阻力的大小可隨時調整研磨套上的螺紋(見 圖IO)，保持阻力適中。在半精研和精研時，研磨套5被換成帶金剛石磨條的 輔具(見圖11、 12)。加工過程中隨時添加研磨輔料。參照圖8，本發明的內孔拋光工具，由拋光套8、鋼件芯軸7組成，拋光 套采用高熱膨脹系數的柔性材料制作，如尼龍、工程塑料等。工作時鋼件軸7 夾持在回轉工作臺上，內孔工件滑動裝配在拋光套8上，當工作臺帶動拋光套 轉動時，工件不轉動，通過手持工具夾住工件，將工件左右移動。參照圖3、 13、 14，本發明的外圓拋光工具由塑料研磨套(圖案14)和回 轉工作臺配合而成。將工件夾持在回轉工作臺上，并與研磨套(見圖13、 14) 滑動裝配，當工作臺帶動工件轉動時，研磨套不轉動，通過手持工具夾住研磨 套，將研磨套左右移動。制作研磨套的材料與圖8拋光套8的材料相同。參照圖l及附圖，對本發明工藝流程的具體操作說明A、毛坯加工提 供內孔或外圓留有加工余量為0. 02~0. 03mm的毛坯工件；B、穩定時效處理 將毛坯工件放入250—300° C的爐內，保溫12小時后取出；C、高低溫沖擊處 理將毛坯浸泡在液氮中30分鐘后，即時用開水煮20分鐘，至少連續重復3個循環；D、粗研內孔通孔粗研用通孔研磨工具(見圖2)加工。內孔臺階 孔粗研用主體和螺栓配合使用的臺階孔研磨工具(見圖6、 7)加工。外圓粗 研用外圓研磨工具(見圖3、 9、 10)加工。回轉工作臺轉速均為250—300轉 /分，研磨材料2(T(專用)，均留余量0.01mm，時間約6—8分鐘。用樣柱測 量控制，外圓用數顯外徑千分尺測量控制；E、半精研內孔通孔、內孔臺階 孔及外圓的半精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圓時將研磨套 換成帶金剛石磨條的輔具(見圖ll、 12)。回轉工作臺轉速均為250—300轉/ 分，研磨材料5* (專用)，均留余量0.002—0.003mm,時間2—3分鐘。在半 精研前必須將上道工序遺留的研磨輔料清洗干凈；F、精研內孔通孔、內孔 臺階孔及外圓的精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圓時將研磨 套換成帶金剛石磨條 的輔具(見圖ll、 12)。回轉工作臺轉速同E工序，研磨 材料2* (專用)，精研到工件的完工尺寸，時間約2—3分鐘；G、拋光對內 孔通孔、臺階孔拋光均用塑料拋光工具(見圖8)加工。對外圓拋光須夾持工件在回轉工作臺上，用塑料研磨套(見圖13、 14)配合加工，回轉工作臺轉 速350—400轉/分，拋光材料r(專用)，時間約2—3分鐘；H、檢驗用常 規的儀器進行檢測其尺寸精度、粗糙度、圓柱度等所要求的技術指標。還可以 用三座標測量儀、圓度儀、粗糙度儀進行測量，效果一致。
具體實施例方式內孔(含臺階孔)和外圓零件，從①3、 06、 010、 O 15、①20、 025、①30、①35、 040、 045、①50ram，其長度6—80 mm范圍， 每種零件的長度相應地比其直徑稍長，硬度HRC65以上，圓柱度0.002，粗糙 度0.04，尺寸精度為0.002—0.004,按上述工藝流程的具體操作實施，經過 實際的生產應用，均能達到技術要求。這里不再一一詳述。本發明除對高硬度的金屬零件進行精密研磨外，對其專用工具和研磨材料 略作調整，還可以用于玻璃、陶瓷、非淬火金屬零件的內孔、外圓進行精密研 磨加工。均可達到相同效果。
權利要求
1. 一種高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研磨技術，含工序A毛坯加工、B穩定失效處理，其特征在于研磨技術的工藝流程由C高低溫沖擊處理、D粗研、E半精研、F精研、G拋光、H檢驗組成。
2、 根據權利要求1所述的高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研 磨技術，其特征在于研磨技術工藝流程的具體操作是A、毛坯加工提供內 孔或外園留有加工余量為0.02—0.03mm的毛坯工件；B、穩定時效處理將 毛坯工件放入250—300° C的爐內，保溫12小時后取出，C、高低溫沖擊處理 將毛坯浸泡在液氮中30分鐘后，即時用開水煮20分鐘，至少連續重復3個循 環，D、粗研內孔通孔粗研用通孔研磨工具加工，內孔臺階孔粗研用主體和 螺栓配合使用的臺階孔研磨工具加工，外圓粗研用外圓研磨工具加工，回轉工 作臺轉速均為250—300轉/分，研磨材料2(f，均留余量0.01mm，時間約6—8 分鐘，內孔用樣柱測量控制，外圓用數顯外徑千分尺測量控制，E、半精研 內孔通孔、內孔臺階孔及外圓的半精研加工，所用工具和量具同D工序，只是 加工外圓時將研磨套換成帶金剛石磨條的輔具，回轉工作臺轉速均為250— 300轉/分，研磨材料5、均留余量0.002—0.003mm，時間2—3分鐘，在半精研前必須將上道工序遺留的研磨輔料清洗干凈；F、精研內孔通孔、內孔臺 階孔及外圓的精研加工，所用工具和量具同D工序，只是加工外圓時將研磨套 換成帶金剛石磨條的輔具，回轉工作臺轉速同E工序，研磨材料2*，精研到工 件的完工尺寸，時間約2—3分鐘，G、拋光對內孔通孔、臺階孔拋光均用拋 光工具加工，對外圓拋光須夾持工件在回轉工作臺上，用塑料研磨套配合加工， 回轉工作臺轉速350—400轉/分，拋光材料r，時間約2—3分鐘，H、檢驗 可用三座標測量儀、圓度儀、粗糙度儀進行測量。
3、 根據權利要求2所述的高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研 磨技術，其特征在于所采用的內孔通孔研磨工具由錐體(1)、本體(3)、回 轉工作臺(4)組成。
4、 根據權利要求2或3所述的高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加 工研磨技術，其特征在于所采用的臺階孔研磨工具由主體和蟝栓配合組成。
5、 根據權利要求4所述的高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研 磨技術，其特征在于所采用的外圓研磨工具由研磨套(5)、回轉工作臺(4)組成。
6、 根據權利要求5所述的高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研 磨技術，其特征在于所采用的內孔拋光工具由塑料拋光套(8)、鋼件芯軸(7) 組成。
7、 根據權利要求6所述的高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研 磨技術，其特征在于所采用的外圓拋光工具由塑料研磨套與回轉工作臺(4) 配合而成。
全文摘要
本發明公開了一種高硬度高精度的金屬零件內孔外圓高效加工研磨技術，主要用于高硬度、高粗糙度、高圓柱度及高尺寸精度的小直徑內孔外圓的高效加工。主要技術特征是其工藝流程由高低溫沖擊處理、粗研、半精研、精研、拋光等工序組成。本發明通過實際應用證明完全克服了此類零件在加工中存在的效率低、成本高的缺陷，有效地提高了質量，滿足了生產的需要。
文檔編號B24B1/00GK101239443SQ20071006566
公開日2008年8月13日 申請日期2007年2月9日 優先權日2007年2月9日
發明者周瑞生 申請人:周瑞生