[發明專利]球冠槽單球軸向硬定位工件軸

在審

• 申請號: 201911103321.3
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110732971A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 關世和
• 申請（專利權）人: 關世和
• 主分類號: B24B41/06
• 分類號: B24B41/06
• 代理公司: 21238 大連格智知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫宇宏

本發明公開一種球冠槽單球軸向硬定位工件軸，以更進一步解決靜壓工件軸存在的軸向跳動問題。本發明采用以下技術方案：工件軸⑻后端設有錐孔(14)，定位模塊⑿前端有球冠槽(13)，錐孔(14)中安裝一個定位鋼球⑽，工件軸⑻在軸向力F的作用下推動定位鋼球⑽后移，壓緊在定位模塊⑿的球冠槽(13)上，實現工件軸⑻的軸向精準定位。本發明的有益效果：本發明硬定位結構，使工件軸軸向竄動降低到0.0001mm左右，常規用儀表已檢測不到數值，達到國外同類產品的軸向竄動量十分之一；加工試件外徑210mm，其圓度值為0.000244mm，比P2級軸承外徑精度提高4倍，可加工高精度環形、圓形、錐形等零件，特別適于芯片制造、航空航天等高科技領域的回轉體零件加工。

技術領域

本發明屬于精密機械加工類機床，具體涉及球冠槽單球軸向硬定位工件軸。

背景技術

實用新型專利ZL201621128155.4《單點軸向硬定位徑向靜壓磨床工件軸》中(圖1)，兩個軸向壓力油腔⑴的軸向間隙之和為0.03mm～0.04mm，當工件軸⑻在軸向力的作用下推動定位鋼球⑽壓在定位鐵⑾上實現定位，當工件軸⑻的軸向位置因磨損等原因出現變化超過0.03mm時，軸向定位臺⑼就可能與軸殼⑺發生干涉、無法正常運轉。實用新型專利ZL201621128155.4《單點軸向硬定位徑向靜壓磨床工件軸》中(圖2)，工件軸⑻在軸向力的作用下推動定位鋼球⑽壓在定位鐵⑾上實現較精準的定位，但定位鋼球⑽與定位鐵⑾之間呈點接觸，面積極小，所以運行中在短時間內就在接觸點上產生高溫，使接觸點燒損呈斑痕狀，造成軸向定位最高精度只有0.001mm。

發明內容

本發明公開一種球冠槽單球軸向硬定位工件軸，以更進一步解決靜壓工件軸存在的軸向跳動問題。本發明采用以下技術方案：如圖3所示，工件軸⑻后端設有錐孔(14)，定位模塊⑿前端有球冠槽(13)，錐孔(14)中安裝一個定位鋼球⑽，工件軸⑻在軸向力F的作用下推動定位鋼球⑽后移，壓緊在定位模塊⑿的球冠槽(13)上，實現了工件軸⑻的軸向精準定位。

定位鋼球⑽與錐孔(14)呈圓周線接觸、相對不動，定位鋼球⑽直徑的57％左右在錐孔(14)內；定位鋼球⑽與球冠槽(13)呈球面接觸、相對滑動摩擦，由于定位鋼球⑽與球冠槽(13)浸在潤滑油中，摩擦力很小，定位鋼球⑽直徑的3.6％左右在球冠槽(13)內；定位鋼球⑽其余部分在工件軸⑻后端與定位模塊⑿前端之間的間隙內。

球冠槽(13)是硬度較高的定位鋼球⑽在工件軸⑻軸向力F和旋轉力的作用下，對硬度較低的定位模塊⑿中心加壓、研磨形成的，球冠槽(13)深度達到定位鋼球⑽直徑的3.6％左右時，對定位模塊⑿淬火處理提高球冠槽(13)硬度與定位鋼球⑽硬度相當，再對球冠槽(13)采用金剛砂精磨，即可作為零部件；為便于加工球冠槽(13)，加壓、研磨之前在定位模塊⑿中心開孔，加工后在球冠槽(13)槽底中間存有一孔。

本發明的有益效果：

由于采用球冠槽單球軸向硬定位結構，使工件軸軸向竄動降低到0.0001mm左右，常規用儀表已檢測不到數值，國外同類產品的軸向竄動量一般是0.001mm；本發明加工試件外徑210mm，其圓度值為0.000244mm，比P2級軸承外徑精度提高4倍，進一步調試后理論上可提高10倍。可加工高精度環形、圓形、錐形零件，特別適于光學鏡片制造、航空航天等高科技領域的回轉體零件加工。

附圖說明

圖1是實用新型專利[ZL201621128155.4]的一種結構示意圖；

圖2是實用新型專利[ZL201621128155.4]的另一種結構示意圖；

圖3是本發明球冠槽單球軸向硬定位工件軸結構示意圖。

圖標說明：軸向壓力油腔1、徑向壓力油腔2、砂輪3、砂輪軸4、定位筒5、軸瓦6、軸殼7、工件軸8、軸向定位臺9、定位鋼球10、定位鐵11、定位模塊12、球冠槽13、錐孔14。

具體實施方式