專利名稱：一種高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研磨技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械零件加工技術(shù)，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(nèi)孔外圓的高效加工。二、 背景技術(shù)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(nèi)孔外圓的方法，多采用昂貴的進口設(shè)備來完成，如 一般采用進口的超高精度內(nèi)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(shù)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(shù)不能滿足實際生產(chǎn)的 需要，較高的成本使得企業(yè)難以承受，同時也不符合我國的國情。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是根據(jù)上述加工技術(shù)存在的缺陷，提供一 種對技術(shù)要求較高的小直徑金屬零件內(nèi)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(chǎn)需要。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用由毛坯加工、穩(wěn)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(nèi)孔外圓 零件的精密加工。本發(fā)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(zhuǎn) 工作臺及其它輔具輔料即可，不需要高精度高檔次的設(shè)備和輔具等， 一般小企 業(yè)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(shù)的質(zhì)量指標， 一次送檢合格率外圓零件可達9 8%以上，內(nèi)孔零件可達8 5 %以上，直徑03—6,小尺寸內(nèi)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(xiàn)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(fā)明有 較好的推廣價值，易掌握，作為對機械研磨技術(shù)工作的外行，經(jīng)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(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施作進一步詳細地描述。圖l,是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2，是本發(fā)明的內(nèi)孔通孔研磨工具圖。圖3，是本發(fā)明的外圓研磨工具圖。圖4，是圖2內(nèi)孔研磨工具的本體3圖。圖5,是圖2內(nèi)孔研磨工具的錐體1圖。圖6，是本發(fā)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(fā)明的內(nèi)孔拋光工具圖。圖9，是本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)明工藝流程由A毛坯加工、B穩(wěn)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(fā)明的內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)工 作臺4上，當工作臺帶動本體轉(zhuǎn)動時，工件2不轉(zhuǎn)動，通過手持工具夾住工件， 將工件左右移動，根據(jù)手持工具的感覺，磨削阻力的大小，隨時可調(diào)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(fā)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(nèi)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(zhuǎn)工作臺上，當工作臺帶動主體轉(zhuǎn) 動時，工件不轉(zhuǎn)動，通過手持工具夾住工件，將工件上下移動，根據(jù)手持工具 的感覺，磨削阻力的大小可隨時調(diào)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(fā)明的外圓研磨工具由研磨套5、外圓工件6、臥式回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動時，研磨套5不轉(zhuǎn)動，通過手持工具夾住研磨套，將研磨套左右移動,根據(jù)手持工具的感覺，磨削阻力的大小可隨時調(diào)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(fā)明的內(nèi)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(shù)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(zhuǎn)工作臺上，內(nèi)孔工件滑動裝配在拋光套8上，當工作臺帶動拋光套 轉(zhuǎn)動時，工件不轉(zhuǎn)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(fā)明的外圓拋光工具由塑料研磨套(圖案14)和回 轉(zhuǎn)工作臺配合而成。將工件夾持在回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動時，研磨套不轉(zhuǎn)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(fā)明工藝流程的具體操作說明A、毛坯加工提 供內(nèi)孔或外圓留有加工余量為0. 02~0. 03mm的毛坯工件；B、穩(wěn)定時效處理 將毛坯工件放入250—300° C的爐內(nèi)，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(xù)重復3個循環(huán)；D、粗研內(nèi)孔通孔粗研用通孔研磨工具(見圖2)加工。內(nèi)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?；剞D(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)速均為250—300轉(zhuǎn) /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(shù)顯外徑千分尺測量控制；E、半精研內(nèi)孔通孔、內(nèi)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)?；剞D(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)速均為250—300轉(zhuǎn)/ 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(nèi)孔通孔、內(nèi)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)?；剞D(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)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(nèi) 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(zhuǎn)工作臺上，用塑料研磨套(見圖13、 14)配合加工，回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn) 速350—400轉(zhuǎn)/分，拋光材料r(專用)，時間約2—3分鐘；H、檢驗用常 規(guī)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(shù)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(nèi)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(jīng)過 實際的生產(chǎn)應用，均能達到技術(shù)要求。這里不再一一詳述。本發(fā)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(diào)整，還可以用于玻璃、陶瓷、非淬火金屬零件的內(nèi)孔、外圓進行精密研 磨加工。均可達到相同效果。
權(quán)利要求
1. 一種高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研磨技術(shù)，含工序A毛坯加工、B穩(wěn)定失效處理，其特征在于研磨技術(shù)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(jù)權(quán)利要求1所述的高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研 磨技術(shù)，其特征在于研磨技術(shù)工藝流程的具體操作是A、毛坯加工提供內(nèi) 孔或外園留有加工余量為0.02—0.03mm的毛坯工件；B、穩(wěn)定時效處理將 毛坯工件放入250—300° C的爐內(nèi)，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(xù)重復3個循 環(huán)，D、粗研內(nèi)孔通孔粗研用通孔研磨工具加工，內(nèi)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(zhuǎn)工 作臺轉(zhuǎn)速均為250—300轉(zhuǎn)/分，研磨材料2(f，均留余量0.01mm，時間約6—8 分鐘，內(nèi)孔用樣柱測量控制，外圓用數(shù)顯外徑千分尺測量控制，E、半精研 內(nèi)孔通孔、內(nèi)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(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)速均為250— 300轉(zhuǎn)/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(nèi)孔通孔、內(nèi)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(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)工作臺上，用塑料研磨套配合加工， 回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)速350—400轉(zhuǎn)/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(jù)權(quán)利要求2所述的高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研 磨技術(shù)，其特征在于所采用的內(nèi)孔通孔研磨工具由錐體(1)、本體(3)、回 轉(zhuǎn)工作臺(4)組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加 工研磨技術(shù)，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(jù)權(quán)利要求4所述的高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研 磨技術(shù)，其特征在于所采用的外圓研磨工具由研磨套(5)、回轉(zhuǎn)工作臺(4)組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研 磨技術(shù)，其特征在于所采用的內(nèi)孔拋光工具由塑料拋光套(8)、鋼件芯軸(7) 組成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研 磨技術(shù)，其特征在于所采用的外圓拋光工具由塑料研磨套與回轉(zhuǎn)工作臺(4) 配合而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高硬度高精度的金屬零件內(nèi)孔外圓高效加工研磨技術(shù)，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(nèi)孔外圓的高效加工。主要技術(shù)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(fā)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(zhì)量，滿足了生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者周瑞生 申請人:周瑞生