[發(fā)明專利]一種制備高精度純鈦球體部件的精密加工工藝有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110303343.5 | 申請日： | 2021-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN112975299B | 公開（公告）日： | 2023-03-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張俊杰;羅斯托特斯基·依戈;李浩宇;馬欣楠;孫濤;鄧曉威;陳濤;姜晶 | 申請（專利權(quán)）人： | 張俊杰 |
| 主分類號： | B23P15/00 | 分類號： | B23P15/00 |
| 代理公司： | 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732 | 代理人： | 龍濤 |
| 地址： | 150006 黑龍江省*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 制備 高精度 球體 部件 精密 加工 工藝 | ||
1.一種制備高精度純鈦球體部件的精密加工工藝，其特征在于，包括以下步驟：
S10、車削：將純鈦材料車削加工為粗球體，并在所述粗球體的截球面上加工出一個平臺孔，獲得純鈦材料粗球體部件胚體；
S20、磨削：對所述純鈦材料粗球體部件胚體進行超精密磨削加工，獲得具有較高精度加工表面質(zhì)量的較高精度純鈦材料球體部件；
S30、拋光：對所述較高精度純鈦材料球體部件的球面進行往復(fù)循環(huán)拋光，獲得具有高精度加工表面質(zhì)量的高精度純鈦材料球體部件；
S40、滲氮處理：對所述高精度純鈦材料球體部件進行滲氮熱處理，獲得具有較高表面硬度的純鈦材料球體部件；
步驟S10、步驟S20和步驟S30均在加工中心上進行；
步驟S20中所述加工中心的具體要求為：采用天然單晶金剛石磨具，對所述純鈦材料粗球體部件胚體進行金剛石磨削加工；所述加工中心的最小位置分辨力為1μm，主軸最高轉(zhuǎn)速為2500rpm，剛度大于100N/μm，導(dǎo)軌的平行度為0.03/700mm，導(dǎo)軌垂直平面內(nèi)的直線度為0.015/250mm，主軸精度小于0.01mm；
磨削工藝參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速為900-1100r/min，單晶金剛石磨具夾緊力為50-150N，磨具粒度為200/160-28/20；加工完成獲得的所述較高精度純鈦材料球體部件的表面粗糙度為0.25μm，真球度為10μm；
磨削工藝參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，單晶金剛石磨具夾緊力為50N，磨具粒度為28/20；
步驟S30中所述加工中心的具體要求為：將步驟S20中制成的具有較高精度加工表面質(zhì)量的較高精度純鈦材料球體部件采用拋光加工技術(shù)進行拋光加工，獲得具有高精度的加工表面，在加工中心上進行，采用拋光輪，對步驟S20中的具有較高精度加工表面質(zhì)量的較高精度純鈦材料球體部件進行拋光加工，該加工中心的最小位置分辨力為1μm，主軸最高轉(zhuǎn)速為2500rpm，剛度大于100N/μm，導(dǎo)軌的平行度為0.03/700mm，導(dǎo)軌垂直平面內(nèi)的直線度為0.015/250mm，主軸精度小于0.01mm；
拋光工藝參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速為400r/min，將氧化鉻，硅膠，硬脂酸，脂肪酸，煤油和碳酸氫鈉按照質(zhì)量份數(shù)65-70：1-2：9-11：9-11：1-3：0.2比例制成拋光漿液進行拋光，最終獲得表面粗糙度為0.025μm的具有高精度加工表面質(zhì)量的高精度純鈦材料球體部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高精度純鈦球體部件的精密加工工藝，其特征在于，步驟10中所述加工中心的具體要求為：采用天然單晶金剛石刀具對所述工業(yè)純鈦材料進行金剛石切削加工；所述加工中心的最小位置分辨力為1μm，主軸最高轉(zhuǎn)速為2500rpm，剛度大于100N/μm，導(dǎo)軌的平行度為0.03/700mm，導(dǎo)軌垂直平面內(nèi)的直線度為0.015/250mm，主軸精度小于0.01mm；
切削工藝參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速為900-1100r/min，切削深度為480-520nm，切削速度為2.5-3.5m/min；所述單晶金剛石刀具具有前角、10°后角，所述單晶金剛石刀具的刀尖圓弧半徑為2mm，刃口半徑為100nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備高精度純鈦球體部件的精密加工工藝，其特征在于，所述切削工藝參數(shù)為：主軸轉(zhuǎn)速為1000rpm，切削深度為500nm，切削速度為3m/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高精度純鈦球體部件的精密加工工藝，其特征在于，在步驟S40中，在真空氮化爐中對所述高精度純鈦材料球體部進行滲氮熱處理；所述真空氮化爐的測溫精度±0.1％，升溫速率0-40℃/min，靜態(tài)極限真空氣壓小于10-3Pa，工作最高溫度為1600℃；
滲氮熱處理工藝參數(shù)為：保溫溫度為600-700℃，保溫時間為15-25h，保溫氣壓1-105Pa，再加熱為700-900℃，保溫時間為0-0.5h，保溫氣壓1-105Pa；獲得的所述較高表面硬度的純鈦材料球體部件的表面粗糙度為0.03μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備高精度純鈦球體部件的精密加工工藝，其特征在于，所述滲氮熱處理工藝參數(shù)為：保溫溫度為650℃，保溫時間為20h，保溫氣壓105Pa，再加熱為800℃，保溫時間為0.5h。
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