硬質(zhì)合金軸承半球加工方法
【專利摘要】一種固結(jié)磨料與游離磨料相結(jié)合的硬質(zhì)合金球研磨加工方法，其特征是它包粗研磨、精研磨和拋光；將硬質(zhì)合金球坯放入V形槽研磨盤分別進(jìn)行粗研和精研，研磨時(shí)，上、下研磨盤為蠕墨鑄鐵盤，使用隔離環(huán)隔離，上盤安裝金剛石固結(jié)磨料研磨墊，使用去離子水做為研磨液，完成硬質(zhì)合金球坯的粗研磨和精研磨；然后，把精研后的硬質(zhì)合金球放入圓弧形槽拋光盤進(jìn)行拋光，拋光時(shí)，上下盤都使用304不銹鋼拋光盤，使用隔離環(huán)隔離，用金剛石微粉和去離子水按一定比例配置成拋光液，完成硬質(zhì)合金球坯的拋光。本發(fā)明采用硬質(zhì)合金為材料，使用了固結(jié)磨料和游離磨料相結(jié)合的加工方法，大大提高了對(duì)硬質(zhì)合金球的加工效率和加工精度，同時(shí)能節(jié)約成本，減少對(duì)環(huán)境的污染。
【專利說(shuō)明】硬質(zhì)合金軸承半球加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種球類零件加工技術(shù)，尤其是一種軸承半球加工技術(shù)，具體地說(shuō)是 一種結(jié)合了研磨和線切割技術(shù)的硬質(zhì)合金軸承半球加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，傳統(tǒng)球形軸承需要潤(rùn)滑劑，而在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，潤(rùn)滑劑很容易飛濺、失效， 同時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高帶來(lái)球形軸承的磨損加快，所以傳統(tǒng)球形軸承不適宜用在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu) 中。動(dòng)壓氣浮軸承經(jīng)常用在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，其轉(zhuǎn)動(dòng)部分可以不接觸轉(zhuǎn)動(dòng)部分，使轉(zhuǎn)動(dòng)部 分可以高速、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，大大提高運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的壽命?，F(xiàn)有動(dòng)壓氣浮軸承中，有一種半球 型動(dòng)壓氣浮軸承，其關(guān)鍵在于兩個(gè)半球的制作，本發(fā)明針對(duì)這種動(dòng)壓氣浮軸承。
[0003] 現(xiàn)有的半球形零件制作主要有車、銑削加工和研磨拋光加工兩種。車、銑削加工半 球的方法多樣，加工工藝簡(jiǎn)單，但是不適合高精密半球的加工，尤其對(duì)于高精度硬質(zhì)合金半 球的加工；現(xiàn)有的研磨拋光方法中，多采用逐個(gè)加工的方法，加工效率低，而且很少用于硬 質(zhì)合金半球的加工，而硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、抗腐蝕、抗彎曲、使用環(huán)境惡劣等優(yōu)點(diǎn)， 是制作動(dòng)壓氣浮軸承的優(yōu)質(zhì)材料。本發(fā)明目的在于提供一種高精度硬質(zhì)合金軸承半球的加 工工藝，在整球研磨過(guò)程中可以批量加工硬質(zhì)合金球，提高硬質(zhì)合金軸承半球加工效率，在 半球加工時(shí)結(jié)合兩種先進(jìn)加工工藝能夠保證加工質(zhì)量和加工效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的硬質(zhì)合金半球加工無(wú)法實(shí)現(xiàn)批量加工而導(dǎo)致效率低、 成本高的問(wèn)題，發(fā)明一種將研磨拋光與線切割加工進(jìn)行有機(jī)結(jié)合、能大幅度提高加工效率 的硬質(zhì)合金軸承半球加工方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種硬質(zhì)合金軸承半球加工方法，其特征是它包括以下步驟： 首先，將不少于1〇〇顆的硬質(zhì)合金球坯放入研磨機(jī)中進(jìn)行整球研磨和拋光，并篩選出 球度< 0. 5 μ m，表面粗糙度Ra < 0. 1 μ m的硬質(zhì)合金球1 ; 其次，使用線切割加工方法將研磨拋光后的硬質(zhì)合金球?qū)η谐蓛蓚€(gè)半球，并切除每個(gè) 半球的頂部，然后對(duì)頂端面4和底端面5進(jìn)行研磨；線切割電流控制在1. 5~2A，電壓控制在 60~70V ;研磨采用粒度不大于14μ m的棕剛玉研磨石，使用去離子水做研磨液，得到兩端面 的平行度為彡〇. 〇〇5_，表面粗糙度Ra彡0. 4μπι，頂端面4圓跳動(dòng)為彡0. 003_，底端面5 圓跳動(dòng)為< 0. 〇〇5_的去頂半球2 ; 第三，使用電火花加工方法在去頂半球2中心打通孔6,使用粒度不大于14 μ m的金剛 石內(nèi)孔研磨棒對(duì)通孔6進(jìn)行研磨，研磨時(shí)控制工作頭轉(zhuǎn)速保持在20(T250rpm，研磨時(shí)間為 4飛小時(shí)，研磨液為去離子水，通孔6表面粗糙度為Ra < 0. 8 μ m，得到有通孔的去頂半球 3 ； 最后，以通孔6和底端面5為基準(zhǔn)對(duì)上述去頂半球3進(jìn)行拋光，采用粒度小于100nm的 金剛石球面工件研拋用固結(jié)磨料墊，使用去離子水做拋光液；最終得到球度< 0. 3 μ m，表 面粗糙度Ra < 0. 08 μ m的硬質(zhì)合金軸承半球。
[0006] 所述研磨機(jī)為雙轉(zhuǎn)盤偏心研磨機(jī)。
[0007] 所述的研磨液和拋光液的pH值在8~10之間，研磨液溫度在20° ~30°之間，pH調(diào) 節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺、四甲基乙二胺、四甲基氫氧化胺中的一種或一種以 上組合。
[0008] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明的硬質(zhì)合金軸承半球加工工藝，采用先加工整球后加工半球的加工方法，不同 于傳統(tǒng)單個(gè)半球加工方法?？梢栽谡蚣庸るA段實(shí)現(xiàn)批量加工，加工效率高。在半球加工 過(guò)程中，使用線切割技術(shù)和電火花技術(shù)，可以大大縮短加工時(shí)間，同時(shí)能保證加工質(zhì)量。最 后進(jìn)行研磨和拋光，使半球達(dá)到加工要求。
[0009] 本發(fā)明的方法結(jié)合多種現(xiàn)代化加工工藝，加工效率高，加工精度高，整個(gè)工藝可以 形成生產(chǎn)線，利于大量生產(chǎn)高精度的半球。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明的各加工階段零件的形態(tài)示意圖。
[0011] 圖2是利用本發(fā)明方法加工所得的半球的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013] 如圖1-2所示。
[0014] 一種硬質(zhì)合金軸承半球加工方法，它包括以下步驟： 首先，將不少于100顆的硬質(zhì)合金球坯放入雙轉(zhuǎn)盤偏心研磨機(jī)中進(jìn)行整球研磨和拋 光，并篩選出球度< 0. 5 μ m，表面粗糙度Ra < 0. 1 μ m的硬質(zhì)合金球1 ; 其次，使用線切割加工方法將研磨拋光后的硬質(zhì)合金球1對(duì)切成兩個(gè)半球，并切除每 個(gè)半球的頂部，然后對(duì)頂端面4和底端面5進(jìn)行研磨；線切割電流控制在1. 5~2A，電壓控制 在6(T70V ;研磨采用粒度不大于14 μ m的棕剛玉研磨石，使用去離子水做研磨液，控制研磨 液的pH值在8~10之間，研磨液溫度在20° ~30°之間，pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、 三乙醇胺、四甲基乙二胺、四甲基氫氧化胺中的一種或一種以上組合，得到兩端面的平行度 為彡0· 005mm，表面粗糙度Ra彡0· 4 μ m，頂端面4圓跳動(dòng)為彡0· 003mm，底端面5圓跳動(dòng)為 ^ 0. 005mm的去頂半球2 ; 第三，使用電火花加工方法在去頂半球2中心打通孔6,使用粒度不大于14 μ m的金剛 石內(nèi)孔研磨棒對(duì)通孔6進(jìn)行研磨，研磨時(shí)控制工作頭轉(zhuǎn)速保持在20(T250rpm，研磨時(shí)間為 4飛小時(shí)，研磨液為去離子水，控制研磨液的pH值在8~10之間，研磨液溫度在20° ~30° 之間，pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺、四甲基乙二胺、四甲基氫氧化胺中的一種 或一種以上組合，通孔6表面粗糙度為Ra彡0. 8 μ m，得到有通孔的去頂半球3 ;如圖1所 /_J、1 〇
[0015] 最后，以通孔6和底端面5為基準(zhǔn)對(duì)上述去頂半球3進(jìn)行拋光，采用粒度小于 l〇〇nm的金剛石球面工件研拋用固結(jié)磨料墊，使用去離子水做拋光液，控制拋光液的pH值 在8?10之間，研磨液溫度在20°?30°之間，pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇 胺、四甲基乙二胺、四甲基氫氧化胺中的一種或一種以上組合；最終得到圖2所示的球度 彡0. 3 μ m，表面粗糙度Ra彡0. 08 μ m的硬質(zhì)合金軸承半球。
[0016] 實(shí)例。
[0017] 實(shí)施例：將100顆硬質(zhì)合金球坯放入研磨機(jī)中進(jìn)行整球研磨和拋光，篩選出球度 彡0· 5 μ m，表面粗糙度Ra彡0· 1 μ m的硬質(zhì)合金球1。
[0018] 之后，使用線切割加工方法將研磨拋光后的硬質(zhì)合金球切成半球，并切除半球頂 部，然后對(duì)頂端面4和底端面5進(jìn)行研磨。線切割電流控制在2A，電壓控制在60V ;研磨采 用粒徑為14 μ m的棕剛玉研磨石，使用pH值在8~10之間的去離子水做研磨液，得到兩端 面的平行度為〇. 〇〇5mm，表面粗糙度Ra=0. 38 μ m，頂端面4圓跳動(dòng)為0. 003mm，底端面5圓跳 動(dòng)為0. 005mm的去頂半球2。
[0019] 第三，使用電火花加工方法在去頂半球2中心打通孔6,使用粒度10 μ m的金剛石 內(nèi)孔研磨棒對(duì)通孔6進(jìn)行研磨，工作頭轉(zhuǎn)速保持200rpm，研磨時(shí)間為5小時(shí)，研磨液為pH值 在8~10之間的去離子水，通孔6表面粗糙度為Ra=0. 75 μ m，得到有通孔的去頂半球3。
[0020] 最后，以通孔6和底端面5為基準(zhǔn)對(duì)上述半球進(jìn)行拋光，使用粒度為80nm的金剛 石球面工件研磨拋光固結(jié)磨料墊進(jìn)行拋光，使用pH值在8~10之間的去離子水做拋光液。最 終得到半球精度為球度為0. 25 μ m，表面粗糙度Ra=0. 07 μ m。
[0021] 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種硬質(zhì)合金軸承半球加工方法，其特征是它包括以下步驟： 首先，將不少于1〇〇顆的硬質(zhì)合金球坯放入研磨機(jī)中進(jìn)行整球研磨和拋光，并篩選出 球度彡0. 5 μ m，表面粗糙度Ra彡0. 1 μ m的硬質(zhì)合金球（1); 其次，使用線切割加工方法將研磨拋光后的硬質(zhì)合金球?qū)η谐蓛蓚€(gè)半球，并切除每個(gè) 半球的頂部，然后對(duì)頂端面（4)和底端面（5)進(jìn)行研磨；線切割電流控制在1. 5~2A，電壓控 制在6(T70V ;研磨采用粒度不大于14 μ m的棕剛玉研磨石，使用去離子水做研磨液，得到兩 端面的平行度為彡〇.〇〇5mm，表面粗糙度Ra彡0.4 μ m，頂端面（4)圓跳動(dòng)為彡0.003mm，底 端面（5)圓跳動(dòng)為<0· 005mm的去頂半球（2); 第三，使用電火花加工方法在去頂半球（2)中心打通孔（6)，使用粒度不大于14μπι的 金剛石內(nèi)孔研磨棒對(duì)通孔（6)進(jìn)行研磨，研磨時(shí)控制工作頭轉(zhuǎn)速保持在20(T25〇rpm，研磨 時(shí)間為4飛小時(shí)，研磨液為去離子水，通孔（6)表面粗糙度為Ra彡0. 8 μ m，得到有通孔的去 頂半球（3); 最后，以通孔（6)和底端面（5)為基準(zhǔn)對(duì)上述去頂半球（3)進(jìn)行拋光，采用粒度小 于100nm的金剛石球面工件研拋用固結(jié)磨料墊，使用去離子水做拋光液；最終得到球度 彡0. 3 μ m，表面粗糙度Ra彡0. 08 μ m的硬質(zhì)合金軸承半球。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述研磨機(jī)為雙轉(zhuǎn)盤偏心研磨機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的研磨液和拋光液的pH值在8~10之 間，研磨液溫度在20°?30°之間，pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺、四甲基乙二 胺、四甲基氫氧化胺中的一種或一種以上組合。
【文檔編號(hào)】B23H5/00GK104084655SQ201410288979
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】孫玉利, 呂程昶, 左敦穩(wěn), 盧文壯, 朱永偉, 李軍, 邵靂, 劉恒俊, 張超, 危崇敏 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)