一种高精密薄壁导套加工方法

技术领域

本发明属于机械领域，尤其涉及一种高精密薄壁导套加工方法。

背景技术

高精密薄壁导套是镗床滑枕组件的关键零件之一，其主要作用是承载镗铣主轴轴承高速运动，以及支撑镗铣主轴轴向进给运动，零件加工质量的好坏会直接影响机床的使用寿命和精度的保持性。

导套相较于一般的薄壁套，零件主要结构特性体现为零件外圆与内孔壁厚更薄，直径更大，常规薄壁套零件壁厚约为直径的1/13，而导套的壁厚仅为直径的1/21，并且内孔与外圆精度要求高，零件自身极易变形，不容易把控它高精度，在实际操作中会受到切削力、切削热、装卡力、应力变形等多方面因素的干扰，使其在实际加工中不易操作，需要注意的细节比较多。目前主要有三个方面的难点：1、在精外磨是容易产生变形，在精外圆磨的过程中传统的拉杆芯轴装卡零件，容易受到机床顶尖顶紧力的影响，在外圆磨削完松开芯轴后易发生变形。2、在精磨内孔时易发生变形，在精磨内孔时容易受刀内磨卡盘卡紧力的影响，磨削完松开卡盘后易发生变形。3、在零件加工全过程中易发生应力变形，由于受切削热、切削力等应力影响，零件刚性较差，在制造的过程中会缓慢释放内应力，产生变形。目前高精密薄壁导套零件在机床行业里一直以来都属于难加工零件，整体加工合格率低。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种高精密薄壁导套加工方法，大幅减少了加工变形，解决了高精密薄壁导套加工的技术难题，提高加工合格率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高精密薄壁导套加工方法，包括以下步骤：

(1)粗车导套外圆、内孔和两个端面，并预留加工余量；

(2)粗车导套外圆、内孔和两个端面，并预留加工余量；(3)将调质处理后的导套进行车削半精加工，去除多余材料，并预留磨削余量；

(4)对导套两端面进行磨削加工，提高导套外圆和内圆的定位精度，进一步保障外圆和内圆的磨削精度；

(5)对导套的外圆和内圆进行粗磨，并在粗磨外圆和内圆之间增加低温时效处理；

(6)对导套的两个端面进行研磨和平磨；

(7)对导套的外圆和内圆进行精磨。

在上述技术方案中，步骤(6)中，导套两个端面研磨后的平行度、平面度精度在0.005内。

在上述技术方案中，步骤(7)中，对导套外圆进行精磨时，通过芯轴工装对导套进行卡紧，所述芯轴工装包括轴体、定位法兰盘和调节螺母，所述轴体为阶梯轴式，其一端设有螺纹，所述定位法兰盘设有两个，两个定位法兰盘均穿设在轴体上，并将工件夹住，一个定位法兰盘通过轴体卡紧，另一个定位法兰盘通过调节螺母进行压紧。

在上述技术方案中，所述两个定位法兰盘上均设有用于放置导套的凹槽，并且凹槽的深度小于导套的厚度。

在上述技术方案中，步骤(7)中，对导套内圆进行精磨时，通过工装法兰盘对导套进行固定，所述工装法兰盘一面设有止口，对导套的内圆定位，该工装法兰盘上设有螺纹孔，通过锁紧螺栓将导套进行固定，内圆精磨时，内磨机床的卡盘夹紧工装法兰盘。

本发明的有益效果是：在粗、精磨之间增加低温时效处理，精磨外圆和内圆时通过新的工装，大幅减少了加工变形，解决了高精密薄壁导套加工的技术难题，提高了加工合格率。

附图说明

图1为本发明中芯轴工装的使用示意图。

图2为本发明中工装法兰盘的使用示意图。

其中：1.导套，2.轴体，3.定位法兰盘，4.调节螺母，5.外磨顶尖，6.卡盘，7.工装法兰盘，8.锁紧螺栓。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

一种高精密薄壁导套加工方法，包括以下步骤：

(1)粗车导套外圆、内孔和两个端面，并预留加工余量；

(2)对导套进行调质处理，提高零件本身的机械性能；

(3)将调质处理后的导套进行车削半精加工，去除多余材料，并预留磨削余量；

(4)对导套两端面进行磨削加工，提高导套外圆和内圆的定位精度，进一步保障外圆和内圆的磨削精度；

(5)对导套的外圆和内圆进行粗磨，并在粗磨外圆和内圆之间增加低温时效处理；

零件为锻件材质，最终尺寸壁厚薄，在粗、半精加工的过程中会去除自身大部分材料，在此过程中因切削热、切削力等因素会积累过多的残余应力，残余应力会在零件的整个加工过程中持续释放，在精加工对零件采取低温时效处理的，即在一定的温度下，保温一定的时间内，可基本消除在前序去量的过程中产生的应力，避免因应力释放而产生的变形。

(6)对导套的两个端面进行研磨和平磨；

(7)对导套的外圆和内圆进行精磨。

在上述技术方案中，步骤(6)中，导套两个端面研磨后的平行度、平面度精度在0.005内。在安装芯轴时，芯轴的与零件两端面的接触面的接触精度会更好，受力更加垂直，且均匀，进一步控制了外圆磨削时的变形。

如图1所示，步骤(7)中，对导套外圆进行精磨时，通过芯轴工装对导套1进行卡紧，所述芯轴工装包括轴体2、定位法兰盘3和调节螺母4，所述轴体2为阶梯轴式，其一端设有螺纹，所述定位法兰盘3设有两个，两个定位法兰盘3均穿设在轴体2上，并将工件夹住，一个定位法兰盘3通过轴体2卡紧，另一个定位法兰盘3通过调节螺母4进行压紧，在该定位法兰盘与调节螺母之间设置垫片。

在上述技术方案中，所述两个定位法兰盘3均设有用于放置导套1凹槽，并且凹槽的深度小于导套的厚度。凹槽的深度小于导套1的厚度，方便外圆精磨加工。

因零件壁厚薄，刚性差，为保证外圆磨削完松开芯轴后零件不发生变形，外圆磨床两端的顶尖的顶紧力直接受力在轴体上，通过定位法兰盘3和调节螺母4将轴体2与零件紧固，可以完全消除机床顶尖力对零件本身影响，大幅度减少零件的磨削受力，减少变形。

如图2所示，步骤(7)中，对导套内圆进行精磨时，通过工装法兰盘7对导套1进行固定，所述工装法兰盘7一面设有止口，对导套1的内圆定位，该工装法兰盘7上设有螺纹孔，通过锁紧螺栓8将导套进行固定，内圆精磨时，内磨机床的卡盘6夹紧工装法兰盘7。

内磨夹紧的卡盘6可直接卡紧在工装法兰盘7上，完全避免了卡盘6对零件本身的卡压变形，控制了内圆磨削时的变形。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。