一种塑料轴套与金属座组合加工及表面处理方法与流程

本发明属于机械加工领域，具体地，涉及一种塑料轴套与金属座组合加工及表面处理方法。

背景技术：

随着现代机械技术及机械传动的不断升级的要求，呼吸机或有些机械结构中的塑料轴套与金属座组合零件，由于一些零件需要塑料与金属组合使用并要求很高的加工精度，还要求表面需要保护或美观必须进行表面处理，经常碰到需要组合加工成型后进行表面处理的地方，如电工纯铁表面需镀锌、镀铬或镀镍处理；铝制品表面需要阳极氧化处理；钢制品表面需要挂镀锌、挂镀铜、挂镀镍、挂镀铬或磷化处理等。在此之前认为表面处理会对一些组合材料如PEEK(PEEK聚醚醚酮是一种具有自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料，可制造加工成各种机械零部件，如医疗器械零部件等)有影响，只能采用分开加工后装配的方式，造成其同轴度精度难以保证，加工、装配复杂、成本高，这限制了一些零件不能最大化的发挥其功能。

比如呼吸机上用以呼气系统的控制阀的磁座和磁芯轴套零件(塑料轴套与金属座组合件中的一种)如图2所示，塑料轴套1(磁芯轴套)的材料为PEEK，金属座2(磁座)的材料为电工纯铁，电工纯铁表面需镀锌处理，而怕PEEK随电工纯铁表面镀锌处理后不能使用，因此，两件需分别加工好后，再装配到一起，由于磁座的第一节外壁外径21与磁芯轴套的内孔的内径11同轴度要求较为严格，装配后很难达到要求。同理，其它类似的塑料轴套与金属座组合件结构也存在这种问题。

技术实现要素：

本发明针对以上的结构缺陷，为了保证塑料轴套与金属座组合件结构的同轴度要求，我们将此结构改为粗加工后两种材料采用过盈装配在一起，再组合精加工，即靠机床精度一次装夹精加工而成，能够可靠的保证尺寸精度及同轴度要求，然后整体采用挂镀锌法等其它表面处理方式进行表面处理，表面处理后对尺寸精度及同轴度无任何影响，解决了该件的加工精度问题。

本发明的塑料轴套与金属座组合加工及表面处理方法，包括以下步骤：

1)将塑料轴套1的内孔的内径11所在圆周和金属座2的第一节外壁外径21所在圆周保留加工量或不加工，将塑料轴套1和金属座2的其它部位的内外径所在圆周结构按装配要求分别加工；

2)将步骤1)加工好的塑料轴套1与金属座2过盈装配好，组装成初装组合件；

3)对初装组合件中的内孔的内径11所在圆周和金属座2的外壁外径21所在圆周同时按照一次装夹进行合体精加工，获得加工后组合件；

4)将加工后组合件进行表面处理。

根据本发明的处理方法，其中，所述塑料轴套1有时还包括含有未与金属座2配合的圆柱结构，该结构有时也与塑料轴套1的内孔和金属座2的第一节外壁有同轴度要求，具体为：在上述本发明的处理方法基础上，在步骤1)将未与金属座2配合的圆柱结构的外径12所在圆周保留加工量或不加工，在步骤3)对初装组合件中的内孔的内径11所在圆周、未与金属座2配合的圆柱结构的外径12所在圆周和金属座2的第一节外壁外径21所在圆周同时按照一次装夹进行合体精加工。

根据本发明的处理方法，所述塑料轴套1与金属座2包括多种组合形式，例如可以但不限于是以下组合件形式：所述塑料轴套1为磁芯轴套，所述金属座2为电工纯铁磁座；或者，所述塑料轴套1为滑动轴套，所述金属座2为铝质阀体；或者，所述塑料轴套1为塑料套筒，所述金属座2为钢质机壳；或者，所述塑料轴套1为导向内套，所述金属座2为钢质活塞等同类型的组合形式。

本发明所述塑料轴套1的塑料材料优选为PEEK材料。

根据本发明的表面处理加工方法，依据塑料轴套1具体结构，所述塑料轴套1的内孔可以由若干同轴台阶内孔组成，所述步骤1)可以按照实际需要，将塑料轴套1内孔的若干台阶孔中的一个或几个的内径所在圆周均保留加工量或不加工。

根据本发明的表面处理加工方法，依据塑料轴套1具体结构，所述塑料轴套1的内孔还可以为一通孔所述内孔的内径11即为所述通孔的内径。

本发明所述的表面处理加工方法，重点针对金属座表面处理例如镀锌处理。除镀锌外，根据所组合的材料不同，还可以在镀铜、镀镍、镀铬、钝化、磷化和阳极氧化等其它低温表面处理工艺下，采用组合件加工并表面处理的技术。

本发明针对金属与塑料组合件，为保证同轴度，金属与塑料件需装配后加工。粗加、装配后在过盈装配下合体精加工，能够可靠的保证尺寸精度及同轴度要求，而后采取表面处理。除镀锌外，根据所组合的材料不同，还可以在镀铜、镀镍、镀铬、钝化、磷化和阳极氧化等低温表面处理下采用组合件加工并表面处理技术，解决了该件的组合使用的加工精度问题。

附图说明

图1是塑料轴套与金属座组合件示意图示意图。

图2是塑料轴套与金属座组合件示意图(含有未与金属座2配合的圆柱结构且塑料轴套内孔为单一通孔)。

附图标记

1、塑料轴套 2、金属座 11、内孔的内径

12、未与磁座2配合的圆柱结构的外径 21、第一节外壁外径

具体实施方式

下面以具体实施方式来对本发明进行详细描述：

本发明的塑料轴套与金属座组合加工及表面处理方法，包括以下步骤：

1)将塑料轴套1的内孔的内径11所在圆周和金属座2的第一节外壁外径21所在圆周保留加工量或不加工，将塑料轴套1和金属座2的其它部位的内外径所在圆周结构按装配要求分别加工；

2)将步骤1)加工好的塑料轴套1与金属座2过盈装配好，组装成初装组合件；

3)对初装组合件中的内孔的内径11所在圆周和金属座2的第一节外壁外径21所在圆周同时按照一次装夹进行合体精加工，获得加工后组合件；

4)将加工后组合件进行表面处理。

所述塑料轴套1有时还包括含有未与金属座2配合的圆柱结构，该结构有时也与塑料轴套1的内孔和金属座2的第一节外壁有同轴度要求，具体为：在上述本发明的处理方法基础上，在步骤1)将未与金属座2配合的圆柱结构的外径12所在圆周保留加工量或不加工，在步骤3)对初装组合件中的内孔的内径11所在圆周、未与金属座2配合的圆柱结构的外径12所在圆周和金属座2的第一节外壁外径21所在圆周同时按照一次装夹进行合体精加工。

根据本发明的处理方法，所述塑料轴套1与金属座2包括多种组合形式，例如：所述塑料轴套1为磁芯轴套，所述金属座2为电工纯铁磁座；或者，所述塑料轴套1为滑动轴套，所述金属座2为铝质阀体；或者，所述塑料轴套1为塑料套筒，所述金属座2为钢质机壳；或者，所述塑料轴套1为导向内套，所述金属座2为钢质活塞等同类型的组合形式。本发明所述塑料轴套1的塑料材料优选为PEEK材料。

本发明的表面处理加工方法，所述塑料轴套1的内孔可以由若干台阶孔组成(如图1所示)，所述步骤1)可以按照实际需要，将塑料轴套1若干台阶孔中的一个或 几个的内径所在圆周均保留加工量或不加工。

根据本发明的表面处理加工方法，其中，所述塑料轴套1的内孔也可以为一通孔结构(如图2所示)，所述塑料轴套1的内孔即成为一通孔，所述内孔的内径11即为所述通孔的内径。

步骤4)所述表面处理为给组合件镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、钝化、磷化或阳极氧化等其它低温表面处理工艺中的一种。

实施例1

本实施例为处理的塑料轴套1与金属座2组合件为滑动轴套与铝质阀体的组合件。相应结构同图1所示，其中，滑动轴套为PEEK材料。所述滑动轴套内有若干台阶孔，其中第一个台阶孔内径所在圆周和阀体的第一节外壁外径21所在圆周有同轴度要求。为保证同轴度要求，将上述有同轴度要求的两圆周保留加工余量或不加工，其他部分加工完成后将铝质阀体与滑动轴套过盈装配，而后在过盈装配下合体精加工保留了加工余量或未加工的直径所在圆周，以此保证同轴度要求。对该组合件采用阳极氧化处理。经验证，表面处理不会影响PEEK材料性能及尺寸精度，仅铝质阀体表面被阳极氧化，PEEK材料表面无镀层。

实施例2

本实施例处理的塑料轴套1与金属座2组合件为磁芯轴套与磁座组合件。相应结构同图2所示，其中，磁芯轴套为PEEK材料，磁座为电工纯铁材料，所述磁芯轴套的内孔是一通孔结构(也可以是不通孔或多台阶同心孔结构)。为保证磁芯轴套的内孔的内径11所在圆周、磁芯轴套未与金属座(磁座)配合的圆柱结构的外径12所在圆周和磁座2的第一节外壁外径21所处圆周的同轴度，电工纯铁与PEEK件需按过盈装配后加工。由于电工纯铁加工性能不好，可先将磁芯轴套的内孔的内径11所在圆周、磁芯轴套未与金属座(磁座)配合的圆柱结构的外径12所在圆周和磁座2的第一节外壁外径21所处圆周三个部位尺寸不加工或保留加工量，其他无同轴度要求部位的所有内外径尺寸分别加工好后，进行装配，而后在过盈装配下合体精加工上述保留了加工余量或未加工的三个部位的尺寸，以保证其同轴度。电工纯铁材料表面进行镀锌处理时，采取挂镀锌法，其一，镀锌温度是在室温下进行，清洗是在50-60℃温度下进行(PEEK材料能在260℃下使用，只要表面处理工艺温度不高于200℃，PEEK材料都没问题)不会对PEEK件产生影响。其二，PEEK材料除以上提到的优点外还具有耐腐蚀、抗老化，抗溶解性等，不会在表面处理时对PEEK产生影响。经挂镀锌试验：只对电工纯铁表面有镀层，不会对PEEK材料表面镀上任何镀层。

当然，本发明还可以有多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明的公开做出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。