回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，其特征在于，包括餅狀剛性基體，剛性基體外緣設(shè)有彈性體，彈性體外緣設(shè)有研磨粒層；剛性基體的中心設(shè)有定位孔，定位孔的四周設(shè)有用于與修整設(shè)備固定的安裝孔。本實(shí)用新型通過(guò)多次修整、不斷逼近的方式，提高回轉(zhuǎn)類零件的加工精度，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整的低成本、高效率和智能化操作。
【專利說(shuō)明】回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及精密加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種結(jié)構(gòu)合理、修整效率高且壽命 長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，能夠在普通的機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)類零件的高精加工。

【背景技術(shù)】
[0002] 回轉(zhuǎn)類零件屬于機(jī)器零件最為典型的零件類型之一，它的應(yīng)用十分廣泛，比如機(jī) 床、汽車、飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及軍工機(jī)械等內(nèi)的傳動(dòng)軸和支撐軸，再比如軸 承內(nèi)外圈、凸輪和一些盤蓋類零件等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)回轉(zhuǎn)類零件的精度要求 越來(lái)越高，尤其是起支撐作用的軸頸的形狀精度。回轉(zhuǎn)類零件的精密加工工藝、精密加工裝 備和精密測(cè)量也越來(lái)越受到人們的重視。目前，針對(duì)回轉(zhuǎn)類零件的超精密加工，主要有兩種 途徑：
[0003] (1)通過(guò)超精密機(jī)床來(lái)獲取加工精度。研發(fā)精密、超精密軸承、導(dǎo)軌、機(jī)床等裝備及 其關(guān)鍵部件，以及通過(guò)提高刀具的性能，提高回轉(zhuǎn)類零件的加工精度。
[0004] (2)人工修整的方法來(lái)獲取高精密的加工精度。人工進(jìn)行修整，工人利用較高去離 子水平的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)一定時(shí)間的修整，提高回轉(zhuǎn)類零件的加工精度。
[0005] 第一種方式雖然可以獲得一定的加工精度，但是引進(jìn)超精密設(shè)備（如金剛車、超 精密磨床、拋光機(jī)、RAPT機(jī)等）費(fèi)用高，自主研制和開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高。
[0006] 第二種方法也能獲得一定的加工精度，但是修整樣件的質(zhì)量主要是依靠工人的技 術(shù)去離子水平，修整時(shí)間很長(zhǎng)，效率低。
[0007] 鑒于此，本實(shí)用新型提出一種回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，結(jié)合相關(guān)算法和修整裝 置，可以在普通的內(nèi)外圓磨床上，用計(jì)算機(jī)控制對(duì)回轉(zhuǎn)類零件的修整加工，通過(guò)多次測(cè)量和 逼近修整，可以獲得一定的精度，并具有結(jié)構(gòu)合理、安裝簡(jiǎn)便和修整效率高等優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工時(shí)短，成本較低，效率高的回轉(zhuǎn)類 零件的加工方法。
[0009] 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，其特征在 于，包括餅狀剛性基體，剛性基體外緣設(shè)有彈性體，彈性體外緣設(shè)有研磨粒層；剛性基體的 中心設(shè)有定位孔，定位孔的四周設(shè)有用于與修整設(shè)備固定的安裝孔。
[0010] 優(yōu)選地，所述彈性體與剛性基體、研磨粒層之間設(shè)有環(huán)氧樹脂粘合層。
[0011] 優(yōu)選地，所述研磨粒層、彈性體及剛性基體的直徑比為0.032 : 0.080 : 1。
[0012] 本實(shí)用新型通過(guò)多次修整、不斷逼近的方式，提高回轉(zhuǎn)類零件的加工精度，實(shí)現(xiàn)回 轉(zhuǎn)類零件圓弧修整的低成本、高效率和智能化操作；適用于軸承套圈、主軸、凸輪以及絲桿 等回轉(zhuǎn)類零件。加工精度達(dá)到亞微米等級(jí)，零件輪廓精度達(dá)到〇. 1 μ m，表面粗糙度RalOnm。
[0013] 本實(shí)用新型提供的刀具采用半剛性結(jié)構(gòu)，主要分為三層結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)依次為研 磨粒、彈性體和剛性基體。修整刀具按和修整樣件的接觸變形情況分為三類：剛性修整刀 具、半剛性修整刀具和柔性修整刀具。剛性修整刀具的特點(diǎn)是優(yōu)先研修修整樣件輪廓的高 點(diǎn)，柔性修整刀具的特點(diǎn)是對(duì)高點(diǎn)和低點(diǎn)的材料去除率相同，而半剛性修整刀具的特點(diǎn)是 對(duì)高點(diǎn)的材料去除率大于低點(diǎn)的材料去除率，更能有效改善修整樣件的加工精度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型提供的一種回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具的主視圖的剖視圖；
[0015] 圖2為圖1的俯視圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 如圖1-2所示，為本發(fā)明提供的一種回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具的結(jié)構(gòu)示意圖，包 括餅狀剛性基體6,剛性基體6外緣設(shè)有彈性體5,彈性體5外緣設(shè)有研磨粒層4 ;剛性基體 6的中心開一個(gè)定位孔1，定位孔1的四周開4個(gè)用于與修整設(shè)備固定的安裝孔2,剛性基體 6外側(cè)可再開4個(gè)工藝孔3,起到減輕質(zhì)量，節(jié)省材料的作用，且不影響使用。
[0020] 上述回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具的加工工藝具體步驟為：
[0021] 步驟1):剛性基體6的加工：采用剛性結(jié)構(gòu)，將其和刀具安裝軸通過(guò)螺栓連接，力口 工成餅狀，半徑62. 5mm ;
[0022] 步驟2):彈性體5的制造：彈性體材料采用橡膠，然后利用模具，將彈性體材料加 工成環(huán)形，厚度5_，其內(nèi)徑與步驟1)制得的剛性基體6外徑相配合，將兩者通過(guò)環(huán)氧樹脂 相粘接；
[0023] 步驟3):研磨粒層4的制造：磨粒采用粒度號(hào)為W10的α -A1203微粉（顆粒尺寸 7?10 μ m)，結(jié)合劑采用超細(xì)增韌聚酰亞胺樹脂粉，平均粒徑10?20 μ m ;將磨粒用研磨缽 進(jìn)行研磨、過(guò)1600目篩，然后置于干燥箱進(jìn)行加熱烘干，加熱烘干的工藝參數(shù)為：先120°C 處理5h，然后室溫處理5h，待用；將結(jié)合劑與去離子水以1 : 0.6混合均勻后，再與磨粒以 0.5 : 1混合，同時(shí)加入10%的常溫固化劑異丙苯基過(guò)氧化氫（CHP)，攪拌均勻后注入模具 制成環(huán)形，厚度2mm，其內(nèi)徑與彈性體5的外徑相配合；研磨粒層4固結(jié)成型后，用環(huán)氧樹脂 粘結(jié)于彈性體5外側(cè)；
[0024] 步驟4):刀具的修整：將步驟3制得的刀具進(jìn)行修銳后，即得到回轉(zhuǎn)類零件圓弧修 整刀具。
[0025] 如圖3所示，為本發(fā)明應(yīng)用時(shí)的示意圖，修整設(shè)備采用上海機(jī)床廠生產(chǎn)的MG1432A 磨床進(jìn)行改造，包括修整設(shè)備基體17,修整設(shè)備基體17上設(shè)有橫向進(jìn)給平臺(tái)19,橫向進(jìn)給 平臺(tái)19上設(shè)有平帶傳動(dòng)系統(tǒng)20 ;將上述制得的修整刀具15用螺栓穿過(guò)其定位孔1與變頻 電機(jī)18連接，修整刀具15置于平帶傳動(dòng)系統(tǒng)20上；修整設(shè)備基體17下側(cè)設(shè)有同步帶傳動(dòng) 系統(tǒng)13,同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)13安裝在導(dǎo)軌7上，導(dǎo)軌7的兩端分別設(shè)有頭架11及尾架21，頭 架11由伺服電機(jī)12傳動(dòng)；頭架11、尾架21內(nèi)側(cè)分別設(shè)有前頂尖10、后頂尖22,將修整樣 件8通過(guò)橋板9置于導(dǎo)軌7上。
[0026] 加工修整樣件8的過(guò)程如下：通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制平帶傳動(dòng)系統(tǒng)20帶動(dòng)修整刀具 15橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)修整刀具15和修整樣件8之間的接觸壓力，變化材料去除率，結(jié)合修 整樣件8的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)（即同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)13)，達(dá)到對(duì)修整樣件8的修整目的。變頻電機(jī)5 采用變頻器結(jié)合三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)平帶20和刀具轉(zhuǎn)軸連接16,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳 遞，帶動(dòng)刀具以特定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。在頭架11的帶動(dòng)下，修整樣件8以變速度轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)刀具15 對(duì)其進(jìn)行研修，以研修一周或者幾周作為一個(gè)周期。研修后，再次進(jìn)行精度的測(cè)量，合格則 停止研修，否則，再次將測(cè)量的輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出速度數(shù)據(jù)，對(duì)頭架11的輸出轉(zhuǎn) 速進(jìn)行控制，調(diào)整好刀具系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行研修，直到精度滿足要求。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 該實(shí)例所述精修整刀具的加工工藝具體步驟和上述實(shí)施例1類似，區(qū)別在于步驟 2)步驟3)，詳細(xì)說(shuō)明如下：
[0029] 步驟2):彈性體5的制造：彈性體材料采用橡膠，然后利用模具，將彈性體材料加 工成環(huán)形，厚度4_，其內(nèi)徑與步驟1)制得的剛性基體6外徑相配合，將兩者通過(guò)環(huán)氧樹脂 相粘接；
[0030] 步驟3):研磨粒層4的制造：磨粒采用粒度號(hào)為W10的α -A1203微粉（顆粒尺寸 7?10 μ m)，結(jié)合劑采用超細(xì)增韌聚酰亞胺樹脂粉，平均粒徑8?15 μ m ;將磨粒用研磨缽 進(jìn)行研磨、過(guò)1600目篩，然后置于干燥箱進(jìn)行加熱烘干，加熱烘干的工藝參數(shù)為：先120°C 處理5h，然后室溫處理5h，待用；將結(jié)合劑與去離子水以1 : 0.5混合均勻后，再與磨粒以 0.8 : 1混合，同時(shí)加入10%的常溫固化劑異丙苯基過(guò)氧化氫（CHP)，攪拌均勻后注入模具 制成環(huán)形，厚度1. 5mm，其內(nèi)徑與彈性體5的外徑相配合；研磨粒層4固結(jié)成型后，用環(huán)氧樹 脂粘結(jié)于彈性體5外側(cè)。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 磨粒采用碳化硅成分的粗修整刀具的加工工藝具體步驟和上述實(shí)施例1類似，區(qū) 別在于步驟2)和步驟3)，詳細(xì)說(shuō)明如下：
[0033] 步驟2):彈性體5的制造：彈性體材料采用聚氨酯，然后利用模具，將彈性體材料 加工成環(huán)形，厚度6_，其內(nèi)徑與步驟1)制得的剛性基體6外徑相配合，將兩者通過(guò)環(huán)氧樹 脂相粘接；
[0034] 步驟3):研磨粒層4的制造：磨粒采用粒度號(hào)為280#的SiC微粉（顆粒尺寸40? 50 μ m)，結(jié)合劑采用超細(xì)增韌聚酰亞胺樹脂粉，平均粒徑30?40 μ m ;將磨粒用研磨缽進(jìn) 行研磨、過(guò)325目篩，然后置于干燥箱進(jìn)行加熱烘干，加熱烘干的工藝參數(shù)為：先120°C處 理5h，然后室溫處理5h，待用；將結(jié)合劑與去離子水以1 : 0.8混合均勻后，再與磨粒以 0.65 : 1混合，同時(shí)加入8%的常溫固化劑異丙苯基過(guò)氧化氫（CHP)，攪拌均勻后注入模具 制成環(huán)形，厚度2. 5mm，其內(nèi)徑與彈性體5的外徑相配合；研磨粒層4固結(jié)成型后，用環(huán)氧樹 脂粘結(jié)于彈性體5外側(cè)。
【權(quán)利要求】
1. 一種回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，其特征在于，包括餅狀剛性基體（6)，剛性基體（6) 外緣設(shè)有彈性體（5)，彈性體（5)外緣設(shè)有研磨粒層（4);剛性基體（6)的中心設(shè)有定位孔 (1)，定位孔（1)的四周設(shè)有用于與修整設(shè)備固定的安裝孔（2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，其特征在于，所述彈性體（5)與剛性 基體（6)、研磨粒層（4)之間設(shè)有環(huán)氧樹脂粘合層。
3. 如權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)類零件圓弧修整刀具，其特征在于，所述研磨粒層（4)、彈 性體（5)及剛性基體（6)的直徑比為0.032:0.080:1。
【文檔編號(hào)】B24D18/00GK203875741SQ201420160612
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】閆如忠, 鄒鯤, 祝賀, 戴惠良, 楊延竹, 浦擎新, 周龍, 賈俊陽(yáng), 易濤 申請(qǐng)人:東華大學(xué)