[發(fā)明專利]一種提高薄壁圓環(huán)類零件硬車削圓度的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610127229.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN105750563A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚振強(qiáng);張冏;孫姚飛;陳有光;劉紅宇;劉亮;王繼江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);上海市軸承技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B23B1/00
• 分類號(hào): B23B1/00;B23P15/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及技工圓環(huán)類零件的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及提高薄壁圓環(huán)類零件硬車削圓度的方法。

背景技術(shù)

軸承是一種廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)部件。它一般由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架組成。軸承外圈和內(nèi)圈統(tǒng)稱軸承套圈，它們是典型的薄壁圓環(huán)類零件，其通常采用的加工工藝為：毛坯成形(鍛件或管件)→退火→車削或冷輾擴(kuò)→淬火、回火→磨削→超精研。其中磨削一般包括端面磨、外圓磨或內(nèi)圓磨、滾道無(wú)心磨。多道磨削工藝成本高、效率低，而且工藝參數(shù)控制不當(dāng)很容易造成套圈磨削燒傷，產(chǎn)生表面變質(zhì)層，對(duì)軸承壽命造成嚴(yán)重影響。隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)、刀具技術(shù)的高速發(fā)展，近年來發(fā)展出一種可能替代磨削加工技術(shù)作為軸承套圈精加工工藝的硬車削技術(shù)。硬車削技術(shù)即采用特殊刀具(PCBN、陶瓷、金剛石等刀具)在高主軸剛度、高精度車床上加工淬硬零件的技術(shù)，它具有高精度、高效、經(jīng)濟(jì)、清潔的特點(diǎn)。在合適的切削條件和工藝下，硬車削技術(shù)能獲得與磨削技術(shù)相當(dāng)甚至更好的幾何精度和表面質(zhì)量，包括表面粗糙度、尺寸精度、形狀精度、位置精度，硬度分布、金相組織、殘余應(yīng)力狀態(tài)等，尤其是經(jīng)硬車削加工的表面呈殘余壓應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)提高零件的抗疲勞壽命有重要作用。軸承套圈的精密硬車削工藝一般采用三爪卡盤裝夾定位，以軸承內(nèi)圈為例，先以外徑和端面定位，硬車內(nèi)徑和另一端面，再以硬車過的內(nèi)徑和端面定位，精密硬車外徑、端面和溝道，軸承套圈是薄壁圓環(huán)類零件，剛度差，裝夾過程、切削過程中極易因裝夾力、切削力而產(chǎn)生較大徑向變形，嚴(yán)重影響加工精度，進(jìn)而影響軸承裝配精度和使用壽命。在這種加工工藝中，每個(gè)套圈經(jīng)兩次裝夾定位，引入定位誤差，同時(shí)，使用三爪卡盤裝夾，加工后溝道容易出現(xiàn)三角形圓度誤差輪廓，影響加工精度。

綜上，由于軸承套圈剛度不足，現(xiàn)行硬車加工工藝在裝夾方式、加工工藝上存在比較突出的技術(shù)、質(zhì)量問題。因此，研究、發(fā)明軸承套圈新的加工工藝，克服現(xiàn)有硬車加工工藝需多次裝夾、裝夾和加工變形較大的問題，實(shí)現(xiàn)軸承的高精度制造，顯得十分迫切和必要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種提高薄壁圓環(huán)類零件硬車削圓度的方法，采用磁力卡盤或真空吸盤對(duì)薄壁圓環(huán)類零件的一端進(jìn)行軸向夾持，且所述薄壁圓環(huán)類零件采用端部平面定位與圓柱面千分表對(duì)中相結(jié)合的定位方式來進(jìn)行定位；

其中，所述磁力卡盤或真空吸盤與所述薄壁圓環(huán)類零件接觸的裝夾定位面的平面度小于或等于3μm，所述薄壁圓環(huán)類零件與所述磁力卡盤或真空吸盤接觸的定位端面的平面度小于或等于1μm。

較佳地，所述薄壁圓環(huán)類零件夾緊、定位的具體步驟為：

(1)將所述薄壁圓環(huán)類零件的一端貼于所述磁力卡盤或真空吸盤的裝夾定位面上，且使得所述薄壁圓環(huán)類零件與所述磁力卡盤或真空吸盤同軸；

(2)所述磁力卡盤或真空吸盤施加夾緊力到一定程度，此時(shí)輕敲所述薄壁圓環(huán)類零件，其能在磁力卡盤或真空吸盤的裝夾定位面上微小滑動(dòng)但不會(huì)在重力作用下掉落；

(3)將所述千分表的表座固定在車床刀塔上，使得所述千分表的表針打在所述薄壁圓環(huán)類零件的外圓面上，撥動(dòng)車床卡盤使其轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察千分表表頭指針變化；同時(shí)輕敲所述薄壁圓環(huán)類零件的內(nèi)圓面，直至撥動(dòng)車床主軸時(shí)，千分表表頭指針變化最小為止；

(4)然后，將所述磁力卡盤或真空吸盤的夾緊力提升至最大，對(duì)所述薄壁圓環(huán)類零件進(jìn)行硬車加工。

較佳地，對(duì)所述薄壁圓環(huán)類零件僅通過一次定位夾緊，來實(shí)現(xiàn)薄壁圓環(huán)類零件的外圓柱面、內(nèi)圓柱面、端面以及內(nèi)外圓柱面上的環(huán)形溝道的加工。

較佳地，所述薄壁圓環(huán)類零件在夾緊、定位前先進(jìn)行淬火、回火處理，使得所述薄壁圓環(huán)類零件的硬度大于45HRC。

較佳地，所述薄壁圓環(huán)類零件的硬度為58HRC-62HRC。

較佳地，在硬車加工前通過對(duì)所述薄壁圓環(huán)類零件的端部進(jìn)行磨削加工，從而來保證端部的平面度。

較佳地，用于對(duì)所述薄壁圓環(huán)類零件進(jìn)行硬車加工的刀具采用PCBN涂層刀片。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

(1)本發(fā)明提供的提高薄壁圓環(huán)類零件端面車削圓度的方法，通過控制薄壁圓環(huán)類零件端面平面度及其裝夾定位件(磁力卡盤或真空吸盤)工作面的平面度，從而大大提高了薄壁圓環(huán)類零件夾緊定位的精確度，從而提高了薄壁圓環(huán)類零件的圓度，實(shí)現(xiàn)高精度制造；