[發明專利]用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法及專用機床

在審

• 申請號: 201811630470.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109531300A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉菊東;許志龍;楊小璠;李煌;方正;葉銜真;侯達盤;沈志煌;姜濤;高順興
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: B24B5/04
• 分類號: B24B5/04;B24B27/00;B24B47/20;B24B47/12;B24B41/02;B24B49/00;B24B41/06;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 高會會

本發明公開了一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法及專用機床，其中復合加工方法包括磨削淬火步驟及精密磨削步驟，專用機床包括：機床床身、工作臺、單動力源螺旋進給機構、砂輪架進給機構及尾架調整機構；所述的機床床身包括有前床身和后床身；所述的工作臺置于前床身上方；所述的螺旋進給機構置于工作臺左上方；所述的砂輪架進給機構置于后床身上方；所述的尾架調整機構置于工作臺的右上方。本發明可以實現粗磨、精磨與表面淬火的工序集成，簡化機床結構，提高加工精度和生產效率，降低制造成本，節能環保。

技術領域

本發明涉及機械加工工藝和機床領域，特別是涉及一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法及專用機床。

背景技術

目前，在有耐磨要求的圓柱類零件的常規機械制造工藝流程中，表面淬火工序通常安排在零件半精加工之后和精密加工之前，并在熱處理車間進行，機械加工與表面熱處理難以實現工序集中，影響和制約了加工自動化程度的提高；而且常規的表面淬火工藝增加了專用熱處理設備及人員的投入、資源與能源的消耗以及熱處理排放物對生態環境的污染。在機床方面，因磨削淬火需要大量的磨削熱而采用無冷卻劑的干磨削方式，精密磨削又需用大量的冷卻劑來消除磨削熱對加工表面的熱損傷；由于精密磨削砂輪內存有冷卻劑，極大地減少了傳入工件的熱量而無法獲得所需的磨削淬火質量，因此磨削淬火用砂輪和精密磨削用砂輪無法共用。現有的外圓磨床或只安裝一個砂輪架，磨削淬火后工件的精密磨削加工需要在另一臺磨床上進行，由于工件二次裝夾和對刀，增大了加工誤差，延長了加工時間，增加了設備與人員的投入；或采用雙立柱、雙磨頭結構和頭架、工作臺雙動力源驅動方式，增加了機床生產和使用成本。加之磨床尾架調整或采用手動方式，勞動強度大；或采用液壓驅動或電機+絲桿螺母驅動，尾架長行程的調整運動極大地提高了液壓缸或絲杠螺母機構的制造和安裝精度；或采用直線電機驅動，如公開號為CN205600510U，名稱為《一種萬能外圓磨床》的中國專利，其提到的尾架沒有采用鎖緊裝置，但因直線電機本身不能自鎖，從而無法保證尾架在加工過程中定位精度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足而提供一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法及專用機床，可以實現粗磨、精磨與表面淬火的工序集成，簡化機床結構，提高加工精度和生產效率，降低制造成本，節能環保。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的復合加工方法，包括磨削淬火步驟及精密磨削步驟:

磨削淬火步驟中，若工件的圓柱表面長度大于砂輪寬度，則采用步驟S1進行加工，若的工件的圓柱表面長度小于砂輪寬度，則采用S2進行加工；

步驟S1為“四段式”磨削方式：首先采用砂輪沿工件徑向切入與工件旋轉同步的阿基米德螺線進給方式，直至砂輪徑向切入量達到規定磨削深度；然后砂輪停止徑向切入運動，而工件繼續旋轉至起始切入點；接著工作臺開始縱向直線運動，結合工件的旋轉運動，完成螺旋進給運動；當磨削至工件規定淬硬長度時，工作臺停止縱向直線運動，工件繼續旋轉360°后停止轉動，砂輪架退出完成長圓柱面的磨削淬火；

步驟S2為“二段式”磨削方式：首先采用砂輪徑向切入工件與工件旋轉同步的阿基米德螺線進給方式，直至砂輪徑向切入量達到規定磨削深度；然后砂輪停止徑向切入運動，而工件繼續旋轉至起始切入點位置，砂輪架退出完成短圓柱面的磨削淬火；

精密磨削步驟中，若工件的圓柱表面長度大于砂輪寬度，則采用常規的縱磨法進行加工；若工件的圓柱表面長度小于砂輪寬度，則采用常規的橫磨法進行加工。

本發明還可采用以下的技術方案實現：

一種用于圓柱表面淬火和精密磨削的專用機床，其包括機床床身、工作臺、單動力源螺旋進給機構、砂輪架進給機構及尾架調整機構；所述的機床床身包括由前床身和后床身；所述的工作臺置于前床身上方；所述的螺旋進給機構置于工作臺左上方；所述的砂輪架進給機構置于后床身上方；所述的尾架調整機構置于工作臺的右上方。