[發明專利]一種消除軸肩外接過渡圓角磨削裂紋的方法

無效

• 申請號: 201010137308.2
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101804590A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 褚守云;王志平;孔德軍;王榮興;程剛
• 申請（專利權）人: 常州輕工職業技術學院
• 主分類號: B24B9/04
• 分類號: B24B9/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及承受復雜載荷的軸類零件加工技術領域，特別涉及一種消除軸類零件的軸肩外接過渡圓角磨削裂紋的方法。

背景技術

對承受復雜載荷的軸在其軸肩處一般設計為外接過渡圓角，為保證圓角與軸頸光滑過渡，一般采用成型磨削的方法，由于圓角區的磨削產生的高熱無法及時排出，經常導致所謂的磨削裂紋現象。目前國內外關于磨削燒傷的研究主要集中在與磨削相關的過程，如砂輪結構(端面開槽、內冷卻)、冷卻系統、磨削參數的選擇、工件磨削余量、高速磨削以及熱處理等方面。改進砂輪合理選擇砂輪、合理選擇磨削參數、及時修整砂輪、改進冷卻系統、粗精磨工藝分開等，但要想完全控制十分困難，也就是說還沒有完全掌握消除磨削裂紋的工藝。

發明內容

本發明的目的就是要公開一種消除軸肩外接過渡圓角磨削裂紋的新技術，以解決承受復雜載荷的軸類零件磨削時出現的磨削裂紋現象。

為了實現上述目的，本發明提出一種消除軸肩外接過渡圓角磨削裂紋的新方法，主要包括：先將過渡圓角優化為一個包含凹槽的復合圓角，并專用復合刀具加工出復合圓角，然后粗磨復合圓角，保證凹槽部分有一定深度，最后采用“兩縱一橫”的磨削方法，消除凹槽，精磨出過渡圓角。

一種消除軸肩外接過渡圓角磨削裂紋的方法，其特征在于：在軸肩與外接圓弧一半的位置開凹槽，凹槽的深度即凹槽的半徑小于原外接圓弧的半徑，并與原外接圓弧形成復合圓角；采用粗磨法磨削復合圓角，粗磨后圓角部分的表面粗糙值Ra不能小于0.4，否則精磨時，尤其是在表面硬化處理后再精磨時容易出現接觸燒傷現象，粗磨完畢后對過渡圓角進行精磨，除了常規的及時修整砂輪外，采用“兩縱一橫”的磨削方法，第一次切入時，砂輪外側在凹槽的邊緣，不磨削圓角，第二次切入時包括凹槽，精磨過渡圓角，凹槽深度為原來的1/5～2/5，保證切入時，砂輪與圓角的凹槽區形成一個空腔，儲存磨削液，使磨削熱及時散發，最合一次橫磨完全消除凹槽；凹槽區的深度由粗磨的余量和精磨的余量之和決定，但必須保證在精磨時深度不少于0.05mm。

上述的制備方法，其特征在于：精磨余量為0.05～0.1mm，因此粗磨后的凹槽深度必須保證凹槽在精磨結束前不消失。

上述的制備方法，其特征在于：復合圓角粗磨后必須保證凹槽在軸的直徑以及外接圓弧精磨到尺寸前0.01～0.02mm才允許消失。

上述的制備方法，其特征在于：粗磨后圓角部分的表面粗糙值Ra為0.8～1.6。

復合圓角由原外接圓弧和一個半徑比其小的圓弧構成，該小圓弧相比原來的外接圓弧就形成一個凹槽區，凹槽區的深度由粗磨的余量和精磨的余量之和決定，其起始位置從外接圓弧圓心與軸肩間距離的一半處開始向遠離軸肩方向延伸。

本發明與現有技術相比具有顯著的優點：(1)跳出僅局限于改進磨削部分的工藝思路，從磨削加工的前道工序入手，將消除磨削裂紋放在整個機械加工工藝系統中去考慮。(2)通過優化設計的復合圓角，使磨削圓角時圓角磨削區呈開放的狀態，使磨削產生的高熱及時排出，消除了磨削裂紋產生的可能。(3)采用車削加工復合圓角，生產效率大幅度提高。(4)無需對現有磨削系統(如砂輪、冷卻系統等)進行改進，大幅度降低了生產成本。

附圖說明

圖1為本發明的軸肩外接過渡圓角示意圖

圖2為本發明經優化的復合圓角示意圖

圖3為本發明的復合圓角刀具用專用磨刀、檢驗樣板

圖4為本發明的專用復合圓角刀具

圖5為消除軸肩外接過渡圓角磨削裂紋的方法流程圖

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細的描述：

實施實例：高速轉軸直徑Φ180₀^+0.025，圓角半徑R8，表面粗糙度Ra0.4，軸頸圓柱度要求0.0075，表面淬火處理HRC52～56，深度1～2mm。

(1)設計、優化復合圓角。將軸肩外接過渡圓角優化為一個包含凹槽的復合圓角，復合圓角由R8和R4.5構成的復合圓弧，凹槽的具體位置在從軸頸開始到復合圓弧距軸端1/2的位置，凹槽的深度為0.5mm。

(2)精車復合圓角。根據優化的復合圓角，先用線切割的方法，切割一副磨刀和檢驗用樣板，再用磨刀樣板刃磨硬質合金焊接式刀具作為復合刀具，然后采用車削的方式加工復合圓角，并用檢驗樣板進行檢驗。

(3)粗磨復合圓角。精車后留給粗磨的磨削余量為0.45mm，粗磨復合圓角時，圓角表面粗糙度值Ra0.8，留0.05～0.06mm精磨余量，粗磨后的凹槽深度不少于0.05mm。