一种气浮轴承精密加工方法
【专利摘要】一种气浮轴承精密加工方法，包括步骤为，在气浮主轴、气浮轴套的精加工阶段，首先采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环精加工定位端面，即磨一端面、研已磨面、磨另一端面、研另一端面的工艺流程，然后精磨内孔、外圆，经过低温时效处理后，气浮轴套此道工序为辉光离子氮化表面处理，再次采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环超精加工定位端面，最后使用内、外圆磨床磁力吸盘吸定位端面，超精磨内孔、外圆，保证内孔、外圆与端面的垂直度及其他精度指标要求。本加工方法是使用圆台面磨、研磨工序代替外圆磨加工定位端面，提高装夹定位精度，从而获得足够的加工精度，具有加工定位精度高、操作简便的特点。
【专利说明】
一种气浮轴承精密加工方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种气浮轴承精密加工方法。
【背景技术】
[0002] 气浮轴承由气浮轴套、气浮主轴、上止推板等零件组成，零件外圆、内孔的圆度、圆 柱度、同轴度，端面的平面度、垂直度、平行度等形位公差，气浮主轴与气浮轴套的配制间隙 及气浮面的表面粗糙度都要求极高。
[0003] 传统的气浮轴承精密加工方法是:使用内、外圆磨床精磨外圆、内孔，并使用外圆 磨床靠磨端面。气浮主轴、上止推板选用GCr 15材料，淬火HRC65以上，气浮轴套选用 38CrM〇Al材料，辉光离子氮化，氮化层厚0.3~0.35mm，HRC52~56，具有很高的强度和表面 硬度。由于外圆磨床砂轮轴的轴向刚度相对来说比较小，其轴向窜动量达〇. 〇〇5mm左右，对 于加工面较宽、硬度较高的端面进行切入磨削，达不到零件要求的尺寸及位置精度、表面粗 糙度要求。
[0004] 在采取修整机床导轨精度、调整磨床尾座锥度、控制加工环境温度、合理选择和修 整砂轮、选用合适的切削液、清洗机床和零件定位面等常规工艺措施的前提下，公知的工艺 解决方案主要有以下两类： 1、内、外圆磨床加工后，研磨外圆、内孔及端面达到精度要求。
[0005] 这种加工方法除可获得高的尺寸精度和小的表面粗糙度值外，也可提高零件表面 形状精度，但不能改善相互位置精度。
[0006] 2、转动外圆磨床砂轮架，用砂轮外圆表面磨削端面。
[0007] 这种加工方法使得砂轮的校正、修整难度较大，为保证气浮轴套与端面的垂直度， 甚至需要内、外圆两种磨床拼合在一起共同组合加工，在实际生产现场难以操作。
[0008] 综上所述，目前通用的气浮轴承精密加工方法存在不同的缺点，零件位置精度要 求(垂直度、平行度)难以保证。
【发明内容】
[0009] 本发明其目的就在于提供一种气浮轴承精密加工方法，本加工方法是使用圆台面 磨、研磨工序代替外圆磨加工定位端面，提高装夹定位精度，从而获得足够的加工精度，具 有加工定位精度高、操作简便的特点。
[0010]实现上述目的而采取的技术方案，包括步骤为，在气浮主轴、气浮轴套的精加工阶 段，首先采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环精加工定位端面，即磨一端面、研已磨面、磨 另一端面、研另一端面的工艺流程，单边留余量0.15~0.2mm，平面度、平行度公差值达到微 米级，然后精磨内孔、外圆，留余量，经过低温时效处理后，气浮轴套此道工序为辉光离子氮 化表面处理，再次采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环超精加工定位端面，达到更小的平 面度、平行度公差值，以提高装夹定位精度，最后使用内、外圆磨床磁力吸盘吸定位端面，超 精磨内孔、外圆，保证内孔、外圆与端面的垂直度及其他精度指标要求。
[0011] 有益效果 与现有技术相比本发明具有以下优点。
[0012] 1、加工定位精度高:使用圆台面磨代替外圆磨加工定位端面，并对定位端面进行 研磨，可以获得更高的加工精度，从而保证精密加工达到各项精度要求，特别是位置精度的 实现； 2、操作方便:除采取调整机床、修正砂轮等共性的工艺措施外，避免了对机床的改装、 重新布置等特殊性要求，便于组织生产，可实施性较强。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0014] 图1为本加工方法中的气浮轴承结构示意图； 图2为图1中A-A剖视图； 图3为本加工方法中的气浮轴套零件加工工艺简图； 图4为本加工方法中的气浮主轴零件加工工艺简图； 图5为本加工方法中的上止推板零件加工工艺简图。
【具体实施方式】
[0015] -种气浮轴承精密加工方法，包括步骤为，在气浮主轴、气浮轴 套的精加工阶段，首先采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环精加工定位端面，即磨一 端面、研已磨面、磨另一端面、研另一端面的工艺流程，单边留余量0.15~0.2_，平面度、平 行度公差值达到微米级，然后精磨内孔、外圆，留余量，经过低温时效处理后，气浮轴套此道 工序为辉光离子氮化表面处理，再次采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环超精加工定位 端面，达到更小的平面度、平行度公差值，以提高装夹定位精度，最后使用内、外圆磨床磁力 吸盘吸定位端面，超精磨内孔、外圆，保证内孔、外圆与端面的垂直度及其他精度指标要求。 实施例
[0016] -种气浮轴承精密加工方法，采用圆台面磨、研磨相结合的加工方法超精加工定 位端面，再以内、外圆磨床分步高精度磨削外圆或内孔，保证气浮轴承加工精度。
[0017] 所述的圆台面磨、研磨相结合的加工方法超精加工定位端面，两个平行的定位端 面互为基准，通过圆台面磨、人工研磨两种工序循环加工，使两端面的平面度、平行度公差 达到微米级。
[0018] 所述的以内、外圆磨床分步高精度磨削外圆或内孔，通过使用权利要求2所述的加 工方法，逐步降低装夹定位面的形位公差值，提高装夹定位精度，实现外圆或内孔的超精密 磨削。
[0019] 1、总体结构：如图1、图2所示，气浮轴承包括气浮主轴1、气浮轴套2、上止推板3、轴 向喷嘴4、径向喷嘴5及紧固标准件等，气浮主轴配合段长度与气浮轴套总长度配制，其上端 面高出轴套〇. 025~0.035mm，上止推板装在气浮主轴上端面上，气浮主轴的台阶面起到下 气浮止推面作用，气浮主轴的外圆与气浮轴套的内孔配置间隙0.025~0.035mm，轴向喷嘴 及径向喷嘴装在气浮轴套上，压缩空气通过喷嘴进入气浮主轴与轴套、上止推板间的间隙， 形成一层具有一定刚度的均匀气膜，如图3、图4、图5所示，图4中尺寸※Φ X X X与气浮轴 套配制间隙X · XXX - Χ.ΧΧΧ ;尺寸※X X X与气浮轴套配制，高出轴套X · X X X - X . X X X。因此，气浮轴套上下端面、内孔的尺寸与位置精度及表面粗糙度要求极高，需要 进行超精加工。
[0020] 2、加工工艺：如图3所示，气浮轴套选用38CrM〇Al材料，经锻料、退火处理、粗车、调 质处理，硬度控制在HRC28~32,保证材料具有良好的力学性能、加工研磨性能和尺寸的稳 定性能，再进行半精车、数控铣(钻紧固孔、铣腰槽)_高温时效处理-粗磨：圆台面磨床磨上 下端面、内圆磨床磨内孔-低温时效处理-精磨：圆台面磨并人工研磨上下端面、上花盘精车 外圆、精磨孔-坐标镗钻喷嘴安装孔-辉光离子氮化表面处理-超精磨：圆台面磨并人工研磨 上下端面、精磨外圆、超精磨内孔，保证上下端面、内孔的尺寸与位置精度及表面粗糙度。
[0021] 3、精密加工方法： 气浮轴套低温时效处理后，精密加工步骤列表如下：
注:本表删减了部分与论述无关的工序内容。
【主权项】
1. 一种气浮轴承精密加工方法，其特征在于，包括步骤为，在气浮主轴、气浮轴套的精 加工阶段，首先采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环精加工定位端面，即磨一端面、研已 磨面、磨另一端面、研另一端面的工艺流程，单边留余量0.15~0.2mm，平面度、平行度公差 值达到微米级，然后精磨内孔、外圆，留余量，经过低温时效处理后，气浮轴套此道工序为辉 光离子氮化表面处理，再次采用圆台面磨、人工研磨两种工序循环超精加工定位端面，达到 更小的平面度、平行度公差值，以提高装夹定位精度，最后使用内、外圆磨床磁力吸盘吸定 位端面，超精磨内孔、外圆，保证内孔、外圆与端面的垂直度及其他精度指标要求。
【文档编号】B24B41/04GK106078365SQ201610479218
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】江训协, 杨华, 张光辉
【申请人】九江精密测试技术研究所