[發明專利]一種回轉類零件圓弧修整刀具及其加工工藝

有效

• 申請號: 201410133279.0
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103921206A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 閆如忠;鄒鯤;祝賀;戴惠良;楊延竹;浦擎新;周龍;賈俊陽;易濤
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B24B37/11
• 分類號: B24B37/11;B24D18/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及精密加工技術領域，特別涉及一種結構合理、修整效率高且壽命長的回轉類零件圓弧修整刀具，能夠在普通的機床上，實現回轉類零件的高精加工。

背景技術

回轉類零件屬于機器零件最為典型的零件類型之一，它的應用十分廣泛，比如機床、汽車、飛機、內燃機、發動機、農業機械以及軍工機械等內的傳動軸和支撐軸，再比如軸承內外圈、凸輪和一些盤蓋類零件等。隨著現代工業的不斷發展，對回轉類零件的精度要求越來越高，尤其是起支撐作用的軸頸的形狀精度。回轉類零件的精密加工工藝、精密加工裝備和精密測量也越來越受到人們的重視。目前，針對回轉類零件的超精密加工，主要有兩種途徑：

(1)通過超精密機床來獲取加工精度。研發精密、超精密軸承、導軌、機床等裝備及其關鍵部件，以及通過提高刀具的性能，提高回轉類零件的加工精度。

(2)人工修整的方法來獲取高精密的加工精度。人工進行修整，工人利用較高去離子水平的技術經驗，通過一定時間的修整，提高回轉類零件的加工精度。

第一種方式雖然可以獲得一定的加工精度，但是引進超精密設備(如金剛車、超精密磨床、拋光機、RAPT機等)費用高，自主研制和開發時間長，費用高。

第二種方法也能獲得一定的加工精度，但是修整樣件的質量主要是依靠工人的技術去離子水平，修整時間很長，效率低。

鑒于此，本發明提出一種回轉類零件圓弧修整刀具，結合相關算法和修整裝置，可以在普通的內外圓磨床上，用計算機控制對回轉類零件的修整加工，通過多次測量和逼近修整，可以獲得一定的精度，并具有結構合理、安裝簡便和修整效率高等優點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種工時短，成本較低，效率高的回轉類零件的加工方法。

為了解決上述問題，本發明提供了一種回轉類零件圓弧修整刀具，其特征在于，包括餅狀剛性基體，剛性基體外緣設有彈性體，彈性體外緣設有研磨粒層；剛性基體的中心設有定位孔，定位孔的四周設有用于與修整設備固定的安裝孔。

優選地，所述彈性體與剛性基體、研磨粒層之間通過環氧樹脂粘合。

優選地，所述研磨粒層、彈性體及剛性基體的直徑比為0.032∶0.080∶1。

本發明還提供了上述回轉類零件圓弧修整刀具的加工工藝，其特征在于，包括以下具體步驟：

步驟1)：剛性基體的加工：采用剛性結構，將其和刀具安裝軸通過螺栓連接，加工成餅狀；

步驟2)：彈性體的制造：生產粗修整刀具時彈性體材料采用聚氨酯，生產精修整刀具時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形，其內徑與步驟1)制得的剛性基體外徑相配合，將兩者通過環氧樹脂相粘接；

步驟3)：研磨粒層的制造：將磨粒用研磨缽進行研磨、過篩，然后置于干燥箱進行加熱烘干，待用；將結合劑與去離子水混合均勻后，再與磨粒混合，攪拌均勻后注入模具制成環形，其內徑與彈性體的外徑相配合；研磨粒層固結成型后，用環氧樹脂粘結于彈性體外側；

步驟4)：刀具的修整：將步驟3)制得的刀具進行修銳后，即得到回轉類零件圓弧修整刀具。

優選地，所述步驟3)中加熱烘干的工藝參數為：120℃，5h。

優選地，所述步驟3)中磨粒為金剛石、剛玉或陶瓷。

優選地，所述步驟3)中結合劑為樹脂或橡膠。

優選地，所述步驟3)中結合劑與去離子水的重量比為：1∶0.5～1∶0.8。

優選地，所述步驟3)中結合劑和去離子水的重量和與磨粒的重量比為：0.5∶1～0.8∶1。

本發明通過多次修整、不斷逼近的方式，提高回轉類零件的加工精度，實現回轉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類零件。加工精度達到亞微米等級，零件輪廓精度達到0.1μm，表面粗糙度Ra10nm。

本發明提供的刀具采用半剛性結構，主要分為三層結構，從外到內依次為研磨粒、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是優先研修修整樣件輪廓的高點，柔性修整刀具的特點是對高點和低點的材料去除率相同，而半剛性修整刀具的特點是對高點的材料去除率大于低點的材料去除率，更能有效改善修整樣件的加工精度。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種回轉類零件圓弧修整刀具的主視圖的剖視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發明應用時的示意圖。

具體實施方式