[發(fā)明專利]基于旋轉(zhuǎn)超聲的高精度陀螺動(dòng)圈骨架加工工藝和專用工裝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410552498.2
• 申請(qǐng)日: 2014-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN104400474A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立杰;蔡智淵;馬明山;鄒曉海;張俊峰;尹灤;班維煦;周強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號(hào): B23Q3/06
• 分類號(hào): B23Q3/06;B23P15/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陀螺動(dòng)圈骨架精密加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于旋轉(zhuǎn)超聲的高精度陀螺動(dòng)圈骨架加工工藝和專用工裝。

背景技術(shù)

如圖1所示為陀螺動(dòng)圈骨架，該高精度、高分辨率液浮陀螺核心零件動(dòng)圈骨架所用材料為硬脆材料工程陶瓷95％氧化鋁陶瓷，屬于通孔式結(jié)構(gòu)。除此之外，該零件具有尺寸形位精度高、壁薄及剛性低的特點(diǎn)，導(dǎo)致其加工難度較大。

目前，該零件的加工由平磨結(jié)合普通內(nèi)磨、外磨完成，工藝流程為：1)平磨(完成左、右端面的加工)；2)內(nèi)磨(以端面定位完成內(nèi)孔的加工)；3)外磨(采用錐度芯軸以內(nèi)孔定位完成外圓的加工)。該方案的缺點(diǎn)是：1、為避免零件脆性斷裂，只能盡量采用較小的切削力，且零件內(nèi)孔及外圓的加工在不同的工序中完成，生產(chǎn)效率較低；2、采用錐度芯軸工裝加工外圓時(shí)，由于零件軸向位置的不固定，需要頻繁對(duì)刀，增大了勞動(dòng)強(qiáng)度；3、完成外圓加工后不易將零件從錐度芯軸上取下，極易造成零件的脆性斷裂，成活率較低。

通過文獻(xiàn)檢索，國內(nèi)尚無以旋轉(zhuǎn)超聲方法加工硬脆材料通孔薄壁件陀螺動(dòng)圈骨架的加工工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠大幅提高陀螺動(dòng)圈骨架加工效率和成活率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高零件加工精度的基于旋轉(zhuǎn)超聲的高精度陀螺動(dòng)圈骨架加工工藝和專用工裝。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：

一種基于旋轉(zhuǎn)超聲的高精度陀螺動(dòng)圈骨架加工工藝的專用工裝，其特征在于：包括第一加工工裝、第二加工工裝、第三加工工裝、第四加工工裝、第五加工工裝、第六加工工裝和第七加工工裝，

第一加工工裝由安裝底座和零件定位臺(tái)構(gòu)成，安裝底座上制出多個(gè)用于與加工機(jī)床連接的安裝孔，安裝底座的上表面同軸制出一個(gè)零件定位臺(tái)，該零件定位臺(tái)的上表面同軸制出一個(gè)定位凹面，在定位凹面外側(cè)的零件定位臺(tái)上表面的環(huán)形外緣邊制出多個(gè)凹槽，相鄰兩個(gè)凹槽之間形成用于定位零件的定位凸起，多個(gè)定位凸起組成定位面，零件定位臺(tái)和安裝底座的軸心制出一個(gè)同軸的軸心孔；

第二加工工裝為圓柱臺(tái)，該圓柱臺(tái)的外徑和高度與零件內(nèi)孔的直徑和高度相吻合，該圓柱臺(tái)的上表面制出一圈用于頂壓零件上端面的外檐邊，該圓柱臺(tái)的軸心同軸制出軸孔；

第三加工工裝為定位桿，該定位桿的下端依次穿裝第二加工工裝的軸孔和第一加工工裝的軸心孔，定位桿的上端制出一個(gè)用于頂壓在第二加工工裝上表面的壓帽；

第四加工工裝包括底托和圓柱狀主體，該圓柱狀主體同軸設(shè)置在底托上，底托和圓柱狀主體的軸心同軸制出一個(gè)用于固定零件側(cè)壁外表面的通孔，該通孔的直徑與零件的外徑相吻合；

第五加工工裝包括一個(gè)環(huán)形筒體，該環(huán)形筒體套裝在第一加工工裝的零件定位臺(tái)的外側(cè)，環(huán)形筒體的內(nèi)徑與零件定位臺(tái)的外徑相吻合；該環(huán)形筒體的上端面制出一圈向內(nèi)延伸的用于頂壓在第四加工工裝的底托上的環(huán)形內(nèi)壓邊，該環(huán)形內(nèi)壓邊的軸心通孔的直徑與第四加工工裝的圓柱狀主體的外徑相吻合；

第六加工工裝包括底板和側(cè)邊，底板下底面的外緣制出一圈環(huán)形側(cè)邊，底板扣壓在零件的上端面，環(huán)形側(cè)邊同軸套裝在零件側(cè)壁的外側(cè)，且環(huán)形側(cè)邊的外徑與第四加工工裝的圓柱狀主體的外徑相吻合；

第七加工工裝包括蓋板和環(huán)形側(cè)壓板，蓋板的下底面制出一圈環(huán)形側(cè)壓板，蓋板扣壓在第六加工工裝的上端面，環(huán)形側(cè)壓板同軸套裝在第六加工工裝的環(huán)形側(cè)邊以及第四加工工裝的圓柱狀主體的外側(cè)。

而且，其特征在于：第一加工工裝的軸心孔為盲孔。

一種基于旋轉(zhuǎn)超聲的高精度陀螺動(dòng)圈骨架加工工藝，其特征在于：包括以下步驟：

⑴.首先采用平磨完成零件兩端面的加工，并保證兩端面的平行度；

⑵.將第一加工工裝通過安裝孔與旋轉(zhuǎn)超聲機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)連接，并保證第一加工工裝的定位面與機(jī)床主軸的垂直度；

⑶.將零件放入第一加工工裝中，保證其底面與第一加工工裝接觸良好，并將零件金屬化層放置在第一加工工裝的凹槽方向，采用第二加工工裝的外檐邊壓緊零件上端面，然后通過第三加工工裝將第二加工工裝及零件與第一加工工裝連接在一起，最后完成零件外圓的加工；

⑷.完成零件外圓加工后，將第四加工工裝的底托壓緊零件外圓臺(tái)階面，并采用第五加工工裝將第四加工工裝與零件連接在一起，之后將第二加工工裝和第三加工工裝取下；

⑸.將第六加工工裝的底板壓緊零件上端面，并采用第七加工工裝將第六加工工裝與零件連接在一起，完成零件內(nèi)孔的半精加工；然后重新裝夾第七加工工裝，最終完成零件內(nèi)孔的精加工。

而且，還包括步驟⑹.重復(fù)步驟⑶-⑸，進(jìn)行下一個(gè)零件的加工。