用于超精密薄壁轴套类零件内孔外圆的磨削方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种用于超精密薄壁轴套类零件内孔外圆磨削的方法。

背景技术：

薄壁轴套类零件是伺服机构中常见的结构部件，典型零件如轴承外圈、轴承内圈，轴套等。由于装配和传动平稳性需求，要求轴承内/外圈外圆及内孔要有极高的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度，零件主要尺寸参数见图所示。

如图所示，轴承外圈外圆尺寸为Ф17，圆柱度0.005，粗糙度Ra0.4，内孔尺寸为Ф14.2，圆柱度0.005，与外圆同轴度Ф0.01，粗糙度Ra0.05，壁厚1.4mm；轴承内圈内孔尺寸为Ф15，圆柱度0.005，粗糙度Ra0.4，外圆尺寸Ф19.2，圆柱度0.005，与内孔同轴度Ф0.01，粗糙度Ra0.05，壁厚2.2mm；轴套内孔尺寸为Ф12.2，粗糙度Ra0.8，壁厚0.55mm。极高的尺寸精度、形位公差以及零件材料热处理后的硬度，决定了轴承内/外圈外圆、内孔必须采用精密磨削加工。

机加中心现有的精密磨床型号为RHU500，装夹方式为三爪夹盘固定。但是由于此类零件薄壁结构的限制，采取传统工艺方法，利用三爪夹盘装夹外圆的方式加工内孔时，零件受到三爪沿径向方向的装夹力，会产生装夹变形，加工完拆卸下后会有塑性回弹，造成尺寸、形位公差超差，实际批加工过程中一次交检合格率不足40％，加工效率极低。因此，需要创新一种新的工艺方法，改变目前由于装夹变形导致的超差问题。

技术实现要素：

本发明的目的，针对现有技术不足，提供一种解决超精密薄壁轴套类零 件内孔/外圆磨削加工时的装夹变形问题的用于超精密薄壁轴套类零件内孔外圆磨削的方法。

本发明的技术方案是：

一种用于超精密薄壁轴套类零件内孔外圆磨削的方法，包括轴承外圈加工方法和轴套加工方法，其中所述轴承外圈加工方法包括以下步骤：

步骤一：将工装主体通过三爪卡盘连接到磨床上；

步骤二：将零件用螺纹被母固定在工装主体上；

步骤三：利用杠杆百分表找正零件内孔，精磨内孔达图纸尺寸；

步骤四：保持现有装夹方式不变，用沉头螺栓和垫片，将零件与工装主体固定；

步骤五：旋下螺纹被母，精磨零件外圆达图纸尺寸；

步骤六：拆卸下沉头螺栓和垫片，取下零件，完成精磨加工。

所述轴套加工方法包括以下步骤：

步骤一：将工装主体通过三爪卡盘连接到磨床上；

步骤二：将零件用螺纹被母固定在工装主体上；

步骤三：利用杠杆百分表找正零件内孔，精磨内孔达图纸尺寸；

步骤四：拆卸下工装主体，并取出零件；

步骤五：将芯轴通过三爪卡盘连接到磨床上；

步骤六：利用杠杆百分表找正芯轴，用芯轴将零件定位，精磨零件外圆达图纸尺寸；

步骤七：拆卸下芯轴，取下零件，完成精磨加工。

本发明的有益效果是：

本发明提出了一种全新的工艺方法，针对各类薄壁类零件的结构特点，通过设计相应的工装，将传统工艺方法中装夹零件的径向加紧力巧妙地转换成沿零件轴向方向的压紧力，有效地解决了装夹变形问题，解决了由变形造 成的尺寸、形位公差超差问题。

附图说明

图1轴承外圈主要尺寸示意图

图2轴套主要尺寸示意图

图3内孔为阶梯孔类零件工装主体结构示意图

图4螺纹被母结构示意图

图5内孔为通孔类零件工装主体结构示意图

图6轴承外圈内孔磨削装夹方式示意图

图7轴承外圈外圆磨削装夹方式转换示意图

图8轴承外圈外圆磨削装夹方式示意图

图9轴套内孔磨削装夹方式示意图

图中1.工装主体；2.螺纹被母；3.轴承外圈；4.垫片；5.沉头螺栓。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明提出的一种进行进一步的介绍：

一种用于超精密薄壁轴套类零件内孔外圆磨削的方法，包括轴承外圈加工方法和轴套加工方法，其中所述轴承外圈加工方法包括以下步骤：

步骤一：将工装主体通过三爪卡盘连接到磨床上；

步骤二：将零件用螺纹被母固定在工装主体上；

步骤三：利用杠杆百分表找正零件内孔，精磨内孔达图纸尺寸；

步骤四：保持现有装夹方式不变，用沉头螺栓和垫片，将零件与工装主体固定；

步骤五：旋下螺纹被母，精磨零件外圆达图纸尺寸；

步骤六：拆卸下沉头螺栓和垫片，取下零件，完成精磨加工。

所述轴套加工方法包括以下步骤：

步骤一：将工装主体通过三爪卡盘连接到磨床上；

步骤二：将零件用螺纹被母固定在工装主体上；

步骤三：利用杠杆百分表找正零件内孔，精磨内孔达图纸尺寸；

步骤四：拆卸下工装主体，并取出零件；

步骤五：将芯轴通过三爪卡盘连接到磨床上；

步骤六：利用杠杆百分表找正芯轴，用芯轴将零件定位，精磨零件外圆达图纸尺寸；

步骤七：拆卸下芯轴，取下零件，完成精磨加工。

实施例

内孔为阶梯孔的薄壁轴套类零件精密磨削的工装设计(典型零件轴承外圈)

1)工装主体

如图四所示，ФA圆为机床装夹部分，通过三爪夹盘与机床主轴连接，L1长度约25-30mm；ФC圆为砂轮让刀部位，L2长度约3-5mm；ФB圆为磨削内孔时零件定位部位，其中ФA、ФB、ФC、L3及两处螺纹的具体尺寸需根据零件的实际尺寸确定。

工装主体材料采用45#钢，加工利取精密车床一次装夹加工完成，以保证工装主体各部分结构的同轴度，进而保证零件磨削加工精度。

2)螺纹被母

与工装主体外螺纹配合，用于内孔磨削加工时零件的装夹固定；如图五所示：L1长约2-3mm，ФA、ФB、L及螺纹的具体尺寸需根据零件的实际尺寸确定。

3)内六方圆头螺栓(标准件)、垫片(自制)

与工装主体内螺纹配合，用于外圆磨削加工时零件的装夹固定。

内孔为通孔的薄壁轴套类零件精密磨削的工装设计(典型零件轴承轴套)

1)工装主体

如图六所示，ФA圆为机床装夹部分，通过三爪夹盘与机床主轴连接， L1长度约25-30mm；ФB圆为磨削内孔时零件定位部位，其中ФA、ФB、L2及螺纹的具体尺寸需根据零件的实际尺寸确定。

2)螺纹被母

与工装主体外螺纹配合，用于内孔磨削加工时零件的装夹固定；结构与轴承外圈类工装螺纹被母结构相同。