[發(fā)明專利]一種芯柱組件薄型平面的精密加工方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510864443.X
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105397415A
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張根祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種零件薄型平面的精密加工方法，特別涉及一種精密加工用于航天遙感遙測系統(tǒng)的芯柱組件薄型平面的方法。

背景技術(shù)

在機(jī)械加工領(lǐng)域，經(jīng)常要對一些關(guān)鍵零件上的重要平面進(jìn)行精密的加工，當(dāng)這些重要平面處于薄型片狀結(jié)構(gòu)上時，則因強(qiáng)度的原因，很難獲得較高的加工精度，作為航天遙感遙測系統(tǒng)中關(guān)鍵零件的芯柱組件，在加工平面的過程中就遇到變形，振動等問題的困擾。傳統(tǒng)的加工方法是僅將芯柱組件上的內(nèi)孔套入小錐度芯棒后就直接加工平面。這種加工方法既造成平面外緣因變形而高于中心部分，又無法克服加工過程中的振動，甚至還會時常出現(xiàn)零件與芯棒件相互轉(zhuǎn)動而使零件內(nèi)壁受損的狀況。如用傳統(tǒng)的加工方法，要想達(dá)到較高的精度，只能留有較多的研磨余量，并以研磨加手工局部修磨的方式才有可能，因此這種方法的生產(chǎn)效率及成品率都較低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于傳統(tǒng)的加工方法的種種缺陷，本發(fā)明之目的在于提供一種能精密加工薄型平面的方法，即通過陶瓷研磨芯棒研磨芯柱組件上內(nèi)孔提高了零件的定位精度，通過使用四個可調(diào)支撐螺釘4-3對薄型平面的支撐，增強(qiáng)了零件的在加工過程中抗震及抗變形的能力，避免了加工過程中的變形與振動，改善了零件的表面質(zhì)量。通過止轉(zhuǎn)螺釘4-2帶動芯柱組件隨車床主軸旋轉(zhuǎn)，避免了傳統(tǒng)加工車床主軸與零件的相對旋轉(zhuǎn)。通過使用旋緊帶有密封墊片的封氣螺釘3-14并且在零件內(nèi)孔涂抹潤滑脂，使零件加工形成密封吸附的安裝方式，在加工過程中沒有夾緊力，這就減少了殘余應(yīng)力對零件所造成的后續(xù)變形。

一種芯柱組件薄型平面的高精度加工方法：它由步驟一：以盲孔陶瓷研磨芯棒研磨內(nèi)孔；步驟二：使用可調(diào)支撐裝置對平面進(jìn)行精密車削加工，步驟三：研磨及修磨平面這三個步驟組成。

所述的步驟一：以陶瓷研磨芯棒研磨芯柱組件內(nèi)孔

其中的芯柱組件上有內(nèi)孔1-1，方形薄板側(cè)面1-2，方形薄板端面1-3。研磨內(nèi)孔1-1方法如下：在陶瓷芯棒涂上規(guī)格W10-W20的金剛石或碳化硅研磨砂，將陶瓷芯棒放入芯柱組件1的內(nèi)孔1-1中，陶瓷研磨芯棒與內(nèi)孔1-1的間隙為0.01-0.02mm，通過對內(nèi)孔1-1進(jìn)行研磨，使內(nèi)孔1-1的圓柱度誤差達(dá)到0.006mm以內(nèi)。

由于陶瓷研磨芯棒材質(zhì)堅硬，因此在研磨過程中其自身的損耗極小，這就保證了研磨的高精度。

步驟二：使用可調(diào)支撐裝置對平面進(jìn)行粗車削加工

所用的可調(diào)支撐裝置主要由夾持盤2，定位件3及可調(diào)支撐螺釘座4所構(gòu)成。夾持盤2上有臺階用于機(jī)床夾具的夾持；定位件3通過螺釘安裝在夾持盤2上，其上有帶橡膠密封墊片的封氣螺釘3-1、定位芯棒3-2及通氣孔3-3，它的中部有一段外螺紋用以于連接可調(diào)支撐螺釘座4；可調(diào)支撐螺釘座4的左端有一段內(nèi)螺紋，用以于定位芯棒3-2的外螺紋相配，中間為圓筒狀過渡段，右端為可調(diào)支撐螺釘安裝法蘭盤4-1，其上有一M5或M8的止轉(zhuǎn)螺釘4-2，位置位于方形薄板任意一邊的外側(cè)5-8mm，距離邊角10-15mm，另有四個可調(diào)支撐螺釘4-3。位置處于芯柱組件方形薄板的四角處并距離四邊5-10mm；

使用可調(diào)支撐裝置對平面進(jìn)行車削加工的過程依次為：先松開定位件3上的封氣螺釘3-1，并在芯柱組件1上內(nèi)孔1-1入口處涂抹潤滑脂，然后將芯柱組件1上內(nèi)孔1-1配入定位件3上的定位芯棒3-2，使芯柱組件1左端接觸定位件3，并使芯柱組件1上方形薄板側(cè)面1-2接觸可調(diào)支撐螺釘座4上的止轉(zhuǎn)螺釘4-2，旋緊封氣螺釘3-1；使其上的密封墊片起到阻隔空氣的作用上。再旋轉(zhuǎn)安裝于可調(diào)支撐螺釘座4上右端法蘭上的四個可調(diào)支撐螺釘4-3，使可調(diào)支撐螺釘4-3的球形頂端頂?shù)叫局M件的方形薄板，以千分表碰觸方形薄板端面1-3，控制方形薄板頂出量在0.005mm以內(nèi)。

最后在車削方形薄板端面1-3時，選用80-100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速，粗車選0.1-0.15mm的切削深度，進(jìn)給量為0.06-0.12mm，最后精車選0.02-0.05mm的切削深度，進(jìn)給量為0.04-0.08mm，并使總長度留有0.01-0.02mm的修磨余量。刀具前角選用20°-25°，主偏角選用30°-45°。進(jìn)行車削時，下刀處在離中心3-5mm處，然后向中心進(jìn)給，再從中心向外進(jìn)行車削。車削完成后旋松密封螺釘3-1，取出所加工的零件。

該可調(diào)支撐裝置的工作原理是利用空氣的密封，使芯柱組件的內(nèi)孔緊緊的吸附于夾具的定位芯棒上，再通過夾具上止轉(zhuǎn)螺釘帶動芯柱組件隨車床主軸旋轉(zhuǎn)。

步驟三：研磨及修磨平面