一种高精度手持打磨雕刻机转动主轴的加工方法与流程

本案是以申请日为2019-09-30，申请号为201910938552.x，名称为“一种高精度手持打磨雕刻机手柄组件的加工方法”的发明专利为母案而进行的分案申请。

本发明涉及打磨雕刻机领域，具体涉及一种高精度手持打磨雕刻机转动主轴的加工方法。

背景技术：

雕塑是指把木材、石头或其他材料切割或雕刻成预期的形状皆可称之为雕刻，传统雕刻工具有刀、凿子、圆凿、圆锥、扁斧和锤子。随着时代的进步，电动打磨雕刻工具越来越受人们欢迎，通过电机带动磨头高速转动，就能够对原材料进行磨削加工，从而得到预期的形状，相比于传统雕刻工具，电动打磨雕刻工具更加省力且效率更高。

然而，现有市面上的手持打磨雕刻机加工方法较为简单，尤其是手柄组件内的转动主轴，作为传递动力的组件，其质量决定了手持打磨雕刻机工作时的稳定性，然而现有的转动主轴一般是使用铁棒或钢棒简单车削加工后得到，由于加工方法较为简单因此表面精度误差较大，往往在转动过程中会发生较大的抖动。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有手持打磨雕刻机手柄组件加工方法简单，精度无法保证，加工完成的手柄组件在工作过程中抖动较大。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高精度手持打磨雕刻机手柄组件的加工方法，所述手柄组件包括外壳、转动主轴和夹头；

所述加工方法包括转动主轴的加工方法，所述转动主轴的加工方法包括如下步骤

(1)使用高精密数控车床对不锈钢棒外表面进行粗车加工；

(2)将粗车加工完毕的不锈钢棒进行油淬；

(3)使用高精度无心磨对淬火完毕的不锈钢棒表面进行磨削加工；

(4)以磨削加工后的不锈钢棒表面作为定位基准，利用高精度外圆磨床对不锈钢棒表面套接轴承的部位进行精磨加工，同时利用内圆磨床对不锈钢棒一端的内孔进行精磨加工；

(5)调节内圆磨床的加工角度，将内孔靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面，得到转动主轴。

本发明的有益效果在于：转动主轴表面精度和硬度高，耐磨性能好，转动过程稳定不会发生抖动；

粗车加工能够预留一定的尺寸，便于后续进一步精加工；

油淬能够提高转动主轴的表面硬度使后续精加工时将尺寸误差控制在较小的范围内，且油淬后转动主轴表面耐磨性能较好；

以加工后的表面作为定位基准加工轴承连接的部位和内孔，能够使提高轴承连接的部位和内孔的精度；

将内孔靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面能够使转动主轴与夹头紧密贴合，提高夹头夹持的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中高精度手持打磨雕刻机手柄组件爆炸图；

图2为本发明实施例中外壳剖视图；

图3为本发明实施例中转动主轴结构示意图；

图4为本发明实施例中夹头结构示意图；

标号说明：

1-外壳；11-轴承卡位；2-转动主轴；21-内孔；3-夹头。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：整体拆装简便且转动主轴转动时的稳定性高。

本发明的一种高精度手持打磨雕刻机手柄组件的加工方法，所述手柄组件包括外壳、转动主轴和夹头；

所述加工方法包括转动主轴的加工方法，所述转动主轴的加工方法包括如下步骤：

(1)使用高精密数控车床对不锈钢棒外表面进行粗车加工；

(2)将粗车加工完毕的不锈钢棒进行油淬；

(3)使用高精度无心磨对淬火完毕的不锈钢棒表面进行磨削加工；

(4)以磨削加工后的不锈钢棒表面作为定位基准，利用高精度外圆磨床对不锈钢棒表面套接轴承的部位进行精磨加工，同时利用内圆磨床对不锈钢棒一端的内孔进行精磨加工；

(5)调节内圆磨床的加工角度，将内孔靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面，得到转动主轴。

由上述描述可知，本发明的有益效果在于：转动主轴表面精度和硬度高，耐磨性能好，转动过程稳定不会发生抖动；粗车加工能够预留一定的尺寸，便于后续进一步精加工；油淬能够提高转动主轴的表面硬度使后续精加工时将尺寸误差控制在较小的范围内，且油淬后转动主轴表面耐磨性能较好；以加工后的表面作为定位基准加工轴承连接的部位和内孔，能够使提高轴承连接的部位和内孔的精度；将内孔靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面能够使转动主轴与夹头紧密贴合，提高夹头夹持的稳定性。

进一步的，所述转动主轴的加工方法中步骤(1)具体为：使用高精密数控车床对不锈钢棒外表面进行粗车加工至直径预留尺寸为0.01～0.015mm；

进一步的，所述转动主轴的加工方法中步骤(2)具体为：将粗车加工完毕的不锈钢棒以1000～1050℃的温度进行油淬，回火温度在300～400℃，至其表面硬度达到48～53hrc。

由上述描述可知，800～1000℃的温度进行油淬能够将转动主轴中碳化物溶解，消除了未溶碳化物作为微裂纹形核的可能性，断裂韧性提高。

进一步的，所述转动主轴的加工方法中步骤(4)具体为：以磨削加工后的不锈钢棒表面作为定位基准，利用高精度外圆磨床对不锈钢棒表面套接轴承的部位进行精磨加工至直径误差范围为0.003～0.005mm，同时利用内圆磨床对不锈钢棒一端的内孔进行精磨加工至内径误差范围为0.005～0.010mm。

由上述描述可知，转动主轴表面套接轴承的部位直径误差小，精度高，轴承能够与转动主轴形成过渡配合，不仅转动时的稳定性高且轴承拆装简便。转动主轴内孔误差范围小，使夹头装配后与主轴的同心度误差小，转动主轴转动时夹头不易松脱而导致晃动。

进一步的，上述加工方法还包括夹头的加工方法，所述夹头的加工方法包括如下步骤:

(1)使用高精密数控车床对不锈钢管的内孔以及外表面进行粗车加工；

(2)将粗车加工完毕的不锈钢管进行油淬；

(3)使用外圆磨床对淬火完毕的不锈钢管内孔以及外表面进行磨削加工，得到夹头。

由上述描述可知，夹头经过粗车加工、淬火和磨削加工后表面精度高，保证夹头与转动主轴的配合紧密，同心度误差小。

进一步的，所述夹头的加工方法中步骤(1)具体为：使用高精密数控车床对不锈钢管的内孔以及外表面进行粗车加工至内孔直径预留尺寸为0.01～0.015mm，外部直径预留尺寸为0.01～0.015mm。

进一步的，所述夹头的加工方法中步骤(2)具体为：将粗车加工完毕的不锈钢管以1000～1050℃的温度进行油淬，回火温度在300-400℃，至其表面硬度达到48～53hrc。

进一步的，所述夹头的加工方法中步骤(3)具体为：使用外圆磨床对淬火完毕的不锈钢管内孔进行磨削加工至内径误差范围为0.001～0.007mm，对外表面进行磨削加工至外径误差范围为0.003～0.005mm，得到夹头。

由上述描述可知，加工完成后的夹头与转动主轴内孔的同心度范围为0.001～0.005mm。

进一步的，上述加工方法还包括外壳的加工方法，所述外壳的加工方法包括如下步骤：

(1)使用高精密车床车削不锈钢管外表面；

(2)以车削加工后的不锈钢管外表面作为定位基准，使用高精密车床同时对不锈钢管内表面上的两个轴承卡位进行车削加工，得到外壳。

由上述描述可知，以外壳外表面为定位基准加工内表面上的两个轴承卡位，使轴承安装进轴承卡位后，配合精度较高，转动主轴转动过程中不会因为轴承配合不稳定而发的抖动。

实施例一

参照附图1至4，一种高精度手持打磨雕刻机手柄组件的加工方法，所述手柄组件包括外壳1、转动主轴2和夹头3；

所述外壳1呈管状，所述外壳1内侧设有两个轴承卡位11；所述转动主轴2通过轴承转动连接于外壳1内表面上的轴承卡位11上，所述转动主轴2一端设有内孔21，所述夹头3设于转动主轴2的内孔21内并与内孔21通过螺纹连接；

上述加工方法包括外壳1的加工方法，所述外壳1的加工方法包括如下步骤：

(1)使用高精密车床车削sus303不锈钢管外表面；

(2)以车削加工后的sus303不锈钢管外表面作为定位基准，使用高精密车床同时对sus303不锈钢管内表面上的两个轴承卡位11进行车削加工，得到外壳1。

上述加工方法包括转动主轴2的加工方法，所述转动主轴2的加工方法包括如下步骤：

(1)使用高精密数控车床对sus420j2不锈钢棒外表面进行粗车加工；

(2)将粗车加工完毕的sus420j2不锈钢棒进行油淬；

(3)使用高精度无心磨对淬火完毕的sus420j2不锈钢棒表面进行磨削加工；

(4)以磨削加工后的sus420j2不锈钢棒表面作为定位基准，利用高精度外圆磨床对sus420j2不锈钢棒表面套接轴承的部位进行精磨加工，同时利用内圆磨床对sus420j2不锈钢棒一端的内孔21进行精磨加工；

(5)调节内圆磨床的加工角度，将内孔21靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面，得到转动主轴2。

上述加工方法包括夹头3的加工方法，所述夹头3的加工方法包括如下步骤:

(1)使用高精密数控车床对sus420j2不锈钢管的内孔21以及外表面进行粗车加工；

(2)将粗车加工完毕的sus420j2不锈钢管进行油淬；

(3)使用外圆磨床对淬火完毕的sus420j2不锈钢管内孔21以及外表面进行磨削加工，得到夹头3。

实施例二

参照附图1至4，一种高精度手持打磨雕刻机手柄组件的加工方法，所述手柄组件包括外壳1、转动主轴2和夹头3；

所述外壳1呈管状，所述外壳1内侧设有两个轴承卡位11；所述转动主轴2通过轴承转动连接于外壳1内表面上的轴承卡位11上，所述转动主轴2一端设有内孔21，所述夹头3设于转动主轴2的内孔21内并与内孔21通过螺纹连接；

上述加工方法包括外壳1的加工方法，所述外壳1的加工方法包括如下步骤：

(1)使用高精密车床车削sus303不锈钢管外表面；

(2)以车削加工后的sus303不锈钢管外表面作为定位基准，使用高精密车床同时对sus303不锈钢管内表面上的两个轴承卡位11进行车削加工，得到外壳1。

上述加工方法包括转动主轴2的加工方法，所述转动主轴2的加工方法包括如下步骤：

(1)使用高精密数控车床对sus420j2不锈钢棒外表面进行粗车加工至直径预留尺寸为0.01～0.015mm；

(2)将粗车加工完毕的sus420j2不锈钢棒以1000～1050℃的温度进行油淬，回火温度在300～400℃，至其表面硬度达到48～53hrc；

(3)使用高精度无心磨对淬火完毕的sus420j2不锈钢棒表面进行磨削加工；

(4)以磨削加工后的sus420j2不锈钢棒表面作为定位基准，利用高精度外圆磨床对sus420j2不锈钢棒表面套接轴承的部位进行精磨加工至直径误差范围为0.003～0.005mm，同时利用内圆磨床对sus420j2不锈钢棒一端的内孔21进行精磨加工至内径误差范围为0.005～0.010mm；

(5)调节内圆磨床的加工角度，将内孔21靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面，得到转动主轴2。

上述加工方法包括夹头3的加工方法，所述夹头3的加工方法包括如下步骤:

(1)使用高精密数控车床对sus420j2不锈钢管的内孔21以及外表面进行粗车加工至内孔21直径预留尺寸为0.01-0.015mm，外部直径预留尺寸为0.01～0.015mm；

(2)将粗车加工完毕的sus420j2不锈钢管以1000～1050℃的温度进行油淬，回火温度在300-400℃，至其表面硬度达到48～53hrc；

(3)使用外圆磨床对淬火完毕的sus420j2不锈钢管内孔21进行磨削加工至内径误差范围为0.001～0.007mm，对外表面进行磨削加工至外径误差范围为0.003～0.005mm，得到夹头3。

综上所述，本发明提供的有益效果在于：转动主轴表面精度和硬度高，耐磨性能好，转动过程稳定不会发生抖动；粗车加工能够预留一定的尺寸，便于后续进一步精加工；油淬能够提高转动主轴的表面硬度使后续精加工时将尺寸误差控制在较小的范围内，且油淬后转动主轴表面耐磨性能较好；以加工后的表面作为定位基准加工轴承连接的部位和内孔，能够使提高轴承连接的部位和内孔的精度；将内孔靠近外部的边缘处加工出外扩的倾斜面能够使转动主轴与夹头紧密贴合，提高夹头夹持的稳定性。800～1000℃的温度进行油淬能够将转动主轴中碳化物溶解，消除了未溶碳化物作为微裂纹形核的可能性，断裂韧性提高。转动主轴表面套接轴承的部位直径误差小，精度高，轴承能够与转动主轴形成过渡配合，不仅转动时的稳定性高且轴承拆装简便。转动主轴内孔误差范围小，使夹头装配后与主轴的同心度误差小，转动主轴转动时夹头不易松脱而导致晃动。夹头经过粗车加工、淬火和磨削加工后表面精度高，保证夹头与转动主轴的配合紧密，同心度误差小。加工完成后的夹头与转动主轴内孔的同心度范围为0.001～0.005mm。以外壳外表面为定位基准加工内表面上的两个轴承卡位，使轴承安装进轴承卡位后，配合精度较高，转动主轴转动过程中不会因为轴承配合不稳定而发的抖动。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。