专利名称：一种微型高精度台阶轴复合加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于轴类零件磨加工技术领域。具体涉及一种微型高精度台阶轴复合加工 工艺。
背景技术：
大连重工起重集团华锐风电事业部现在主要负责生产1. 5兆瓦级风力发电机组， 产量近年来稳步大幅增长，2009年计划生产风电机组2000台。除了 1. 5兆瓦风机外，华锐 风电现重点在研发生产3兆瓦机组，3兆瓦风机是目前风电市场的主流机型。一台1.5兆 瓦风机用4台偏航驱动器和3台变浆驱动器。目前华锐首批3兆瓦机组各部件主要依靠进 口。偏航驱动器和变浆驱动器中均存在一个微型高精度台阶轴，是指大外径和小外径尺寸 差为0. 5MM、长轴长度和短轴长度之差在80 120MM、同轴度为0. 006MM、圆柱度在0. 003 0. 005MM的台阶轴。目前，该类微型高精度台阶轴产品主要采用无心切入磨高精度数控无心外圆磨床 加工，或采用中心孔在普通高精度外圆磨床加工，存在如下不足之处1、采用无心切入磨高精度数控无心外圆磨床加工工艺流程为下料车成型(台阶 料段)“淬回火_切入粗磨(数控高精度磨床)_探伤-平端面_切入细磨(数控高精度磨 床)“切入精磨(数控高精度磨床)，不足之处是A、由于普通无心切入磨床修整器靠模板无法实现微型台阶轴修整，只有靠数控修 整器完成砂轮和导论形状修整，设备成本很高，普通无心切入磨床与无心切入磨高精度数 控无心外圆磨床单台设备差价至少在50万以上，导致设备投入成本高；B、由于台阶轴长轴与短轴尺寸差在80 112匪，采用无心切入磨砂轮消耗不一 致，增加砂轮修整次数，而修整一次至少需要30秒，加工同样产品10件产品修整一次，生产 效率低。C、投料工序需加工成台阶料段，生产效率低。2、采用中心孔在普通高精度外圆磨床加工工艺流程为下料车成型(台阶料段， 两端带中心孔)_淬回火_研中心孔_大、小外径粗磨_探伤_大、小外径细磨_大、小外径 精磨，不足之处是A、投料工序需加工中心孔及车台阶轴，在加工台阶轴时需要研中心孔；B、由于砂轮宽度80MM，需要往复磨削，尺寸散差大，尺寸及圆柱度不易保证；C、上下工件时间长，至少增加50秒；其加工效率低及废品率高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种设备投资少、产品质量及合格率 高、生产效率高、适合批量生产的微型高精度台阶轴制造方法。本发明的技术解决方案是一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于
(1)、按照工艺设计要求车成直料段；(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60 65 ；(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤 检测和平端面磨削加工；(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨 加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技 术要求范围内；(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨 台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设 计技术要求范围内；(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清 洗防锈。本发明的技术解决方案是一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于(1)、将长度为80 145匪、直径为Φ 20 Φ 5(ΜΜ的直料段车成型；(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60 65 ；(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤 检测和平端面磨削加工；(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨 加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度控制在0. 003 0. 005ΜΜ，尺寸公差控 制在0. 016匪以内，同轴度控制在0. 006匪以内；(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨 台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0. 003 0. 005ΜΜ，尺寸公 差控制在0. 016ΜΜ以内，同轴度控制在0. 006ΜΜ以内；(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清 洗防锈。本发明首次采用普通无心外圆通过磨磨床将车成型的直料段经粗磨、细磨和精磨 加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，采用普通无心切入磨床将精磨后的大外径成 品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控 制在0. 003 0. 005ΜΜ,尺寸公差控制在0. 016ΜΜ以内，同轴度控制在0. 006ΜΜ以内，实现大 外径和小外径尺寸差为0. 5ΜΜ、长轴长度和短轴长度之差在80 120ΜΜ、同轴度为0. 006ΜΜ、 圆柱度在0. 003 0. 005ΜΜ的微型高精度台阶轴。本发明在普通无心外圆通过磨磨床和普 通无心切入磨床上完成微型高精度台阶轴加工，既避免采用无心切入磨高精度数控无心外 圆磨床加工工艺设备投资高，投料成型时需要加工小台阶、不能连续送料、需砂轮修整等导 致效率低的不足，又避免采用普通高精度外圆磨床加工工艺投料时两端需打中心孔、研中 心孔、两端装夹上下料时间长等导致加工效率低，砂轮宽度有限，加工时来回移动，砂轮消 耗及轨道误差等导致废品率高的不足，并可批量生产，通过磨连续送料，切入磨单个送料， 加工效率大大提高。本发明克服了现有无心切入磨高精度数控无心外圆磨床加工工艺和中 心孔在普通高精度外圆磨床加工工艺的不足，具有设备投资少、产品质量及合格率高、生产 效率高、适合批量生产的特点。本发明主要用于微型高精度台阶轴的加工。
图1为本发明的产品结构示意图。
具体实施例方式如图1所示。1. 5兆瓦风机用4台偏航驱动器和3台变浆驱动器中的微型高精度 台阶轴的尺寸如下大外径长度为25MM、大外径直径为41. 806MM、小外径长度为120MM、小 外径直径为41. 306MM，本发明加工该微型高精度台阶轴的复合工艺如下(1)、将长度为Ηδ—^^ΜΜ、直径为Φ44. 8°_0.12ΜΜ的直料段在CA6140车床上车成 型；(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行淬回火处理；(3)、采用Μ10200无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后 经CEW-2000进行探伤检测，并进行平端面磨削加工；(4)、采用Μ10200无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外 径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度控制在0. 003 0. 005ΜΜ，尺寸 公差控制在0. 016ΜΜ以内，同轴度控制在0. 006ΜΜ以内；(5)、采用MlllOO无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶 和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0. 003 0. 005ΜΜ, 尺寸公差控制在0. 016ΜΜ以内，同轴度控制在0. 006ΜΜ以内；(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清 洗防锈，得到大外径长度为25ΜΜ、大外径直径为41. 806ΜΜ、小外径长度为12(ΜΜ、小外径直 径为41. 306ΜΜ的微型高精度台阶轴。经加工上述微型高精度台阶轴1200件，合格率达99%，每班生产600件/8小时。
权利要求
一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于(1)、按照工艺设计要求车成直料段；(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60～65；(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤检测和平端面磨削加工；(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技术要求范围内；(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度、尺寸公差、同轴度控制在工艺设计技术要求范围内；(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈。
2.根据权利要求1所述的一种微型高精度台阶轴复合加工工艺，其特征在于(1)、将长度为80 145匪、直径为Φ20 Φ 5(ΜΜ的直料段车成型；(2)、将车成型的直料段经淬、回火炉进行热处理，表面硬度HRC60 65；(3)、采用无心外圆通过磨磨床将热处理后的直料段进行外径粗磨，之后进行探伤检测 和平端面磨削加工；(4)、采用无心外圆通过磨磨床将平端面处理后的直料段经外径细磨和外径精磨加工 成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸，圆柱度控制在0. 003 0. 005ΜΜ，尺寸公差控制在 0. 016匪以内，同轴度控制在0. 006匪以内；(5)、采用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶 加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸，圆柱度控制在0. 003 0. 005ΜΜ，尺寸公差控 制在0. 016ΜΜ以内，同轴度控制在0. 006ΜΜ以内；(6)、采用喷淋式清洗机将精磨台阶后的小 外径成品尺寸料段进行退磁清洗和清洗防锈。
全文摘要
本发明的名称为一种微型高精度台阶轴复合加工工艺。属于轴类零件磨加工技术领域。它主要是解决现有加工方法存在生产效率低、废品率高的问题。它的主要特征是(1)将直料段车成型；(2)之后进行淬回火处理；(3)用无心外圆通过磨磨床进行外径粗磨，之后探伤检测和平端面；(4)用无心外圆通过磨磨床将平端面后的直料段经外径细磨和外径精磨加工成微型高精度台阶轴的大外径成品尺寸；(5)用无心切入磨床将外径精磨后的大外径成品尺寸料段经粗磨台阶和精磨台阶加工成微型高精度台阶轴的小外径成品尺寸；(6)进行退磁清洗和清洗防锈。本发明具有设备投资少、产品质量及合格率高、生产效率高、适合批量生产的特点，主要用于微型高精度台阶轴的加工。
文档编号B23P23/00GK101898303SQ20091006229
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者张雷, 杨中良, 杨林省, 王恩来, 肖壮勇 申请人:襄阳汽车轴承股份有限公司