专利名称：一种金刚石镀层超高精度同轴研铰棒及加工方法
技术领域：
本发明涉及一种金刚石镀层(或烧结层)超高精度同轴研铰棒及加工方法， 属于高精度研铰工艺技术领域。
背景技术：
各类中小型数控机床关键的高精度主轴部件，其中最难达到精度要求的如图
1所示类型的主轴套筒零件，其同轴孔系的前后轴承座孔A和B的同轴度、圆度、 圆柱度、端面垂直度以及表面粗糙度等各项精度均有很高的要求，主轴套筒的 加工质量直接影响到精密高速主轴的使用精度，对于主轴套筒高精度同轴孔系 的机械加工方法，归纳起来有如下不同的加工方案，但各有各自的不可克服的
难点和薄弱环节，其分析如下
1 . 主轴套筒类高精度同轴孔系的前后轴承座孔一次悬镗的加工方案
以0165外圆定心，以C端面定位，最后精镗和用CBN的双刀头组合的长镗 杆不换刀仅使用机床Z轴运动一次先后将B孔及A孔精镗出，工艺上可以保证 两孔同轴度，加工效率高，但存在以下问题
由于悬镗的镗杆过长，这也正是加工机床难以保证加工质量的难点，其远
端B孔的加工质量将低于前端A孔。即使使用精密机床加工，其机床主轴的回 转精度和刚度再好在长镗杆悬镗情况下也很难保证圆度和圆柱度3u的要求，而 表面粗糙度使用新刀片在最好的加工条件下只能保证RaO. 8，很难保证RaO. 4的 要求，尤其悬镗远端孔难度则最大。
2 . 180°调头镗套筒两端轴承座孔加工方案
用精密卧式加工中心或卧式坐标镗床，采用180°调头精镗套筒前后两端轴 承座孔的加工方法，很难保证套筒两端轴承座孔的同轴度，其原因如下-
a. 任何精密转台都有土2"的转角误差，调头转角180°其转角误差就直接
造成所镗两孔中心线不在同一条轴线上，而产生调头镗两孔的不同轴误 差。调头转角后工作台的锁紧又会引起新的误差。
b. 精密转台旋转后，其工作台的上平面必然有端面跳动，其跳动值就直接 造成调头镗两孔中心线的不等高，也会引起加工后的两孔不同轴。
c. 利用精密转台180°调头镗套筒两端轴承座孔，其套筒不可能正好安装在 转台中心上，必然有偏置，所以转台180°调头后，工作台X轴就会有位 移自动跟踪以保证两孔中心线同轴，工作台有移动就会产生位移误差， 其位移误差值也直接造成两孔的同轴度误差。
综合前述a、 b、 c三个原因，要想达到主轴套筒两端轴承座孔5um的同轴 度高精度要求是根本不可能的， 一般调头镗最好情况下只能达到10 ym的同轴 度。
因此调头镗只能作为粗镗、半精镗用，而不能作为精镗主轴套筒两端轴承 座孔用。
3 . 利用精密内圆磨床调头磨主轴套筒两端轴承座孔的加工方案
因主轴套筒两端轴承座孔轴向尺寸跨度大，不可能用长砂轮杆在 -次定位 下磨出主轴套筒前后两端轴承座孔，而普遍都采用调头磨的加工方案。
由于主轴套筒轴向尺寸长，调头磨必须用刚性足、微量调整精度高、支承 稳定的中心架，其磨削精度不仅取决于机床工作主轴回转精度，还与主轴套筒 的装卡及中心架所支承的套筒外圆精度(圆柱度、同轴度)以及调整找正精度有 关。
(l)调头磨削主轴套筒类型的高精度同轴孔系对工艺支承用外圆的工艺要 求
a圆度要求
要想磨出圆度《3um的孔，其中心架所支承用的外圆必须《1.5ixm，否
则外圆的不圆度将复映到所磨的孔中； b同轴度要求
要想磨出主轴套筒两端轴承座孔的同轴度《5um，其中心架两端支承用 的外圆同轴度必须《2ixm; C找正精度要求
精密内圆磨床磨削主轴套筒两端轴承座孔， 一般都采用以外圆定位，卡
一端，中心架架另一端进行调头磨，装卡要求找正远近端支承外圆跳动《2 ym，并找正远近端外圆上母线及侧母线《2iim，否则磨不出圆度、圆柱度《 3um，同轴度《5um的主轴套筒的两端轴承座孔。
(2) 对加工设备加工精度要求 a对精密外圆磨床要求
瑞士STUDER公司产的精密外圆磨床，其磨削圆度可达0.4um，表面粗糙 度可满足Ra《0. 2 u m要求，如果外圆磨床自身精度满足不了 1. 5 u m圆度要求， 就不能达到磨削主轴套筒内圆作为工艺用支承外圆精度要求。 b对精密内圆磨床要求 瑞士 VOUMARD公司产的精密内圆磨床，其所磨削内圆的圆柱度可达0.5"m， 表面粗糙度Ra值可达0. 2 ii m，如果内圆磨床自身精度满足不了 2um圆度磨削 要求，就不能用于磨削高精度主轴套筒前后轴承座孔。
精密内圆磨还必须配备大直径、刚性足、微调精度高、锁紧可靠、调整后 磨削精度稳定的精密中心架，才可有效的提高磨削效率，减少调整找正时间。
(3) 综合上述用精密内圆磨床调头磨削主轴套筒同轴孔系的前后两端轴承座 孔方案可行性分析及存在的问题
利用精密外圆磨床及精密内圆磨床生产制造精密主轴套筒，在精度和质 量上是可行的，但其存在以下问题 1、设备投资大，需购置价格昂贵的精密外圆磨床及精密内圆磨床；
2、 制造精度受人为因素的影响太大；
如磨削高精度外圆除靠高精度外圆磨床加工其精度，更重要的还与人为 的研磨顶尖孔质量有关，如顶尖孔加工质量不好会造成轴类中心线摇摆，就磨 不出更高精度的外圆。
调头磨削主轴套筒两端轴承座孔，除靠高精度内圆磨床外，更重要的还与 人为调整找正精度有关，如找正精度不够或中心架调整后精度不稳定，就会直 接影响前后轴承座孔的同轴度。由于中心架支承造成偏心也磨不出同轴度《5H
m及圆柱度《3"m的轴承座孔来。
3、 效率低、加工成本高、不适合规模生产。
发明内容
通过对以上三种主轴套筒加工方案的分析，各种方案都各有各自的不可克服 的加工难点和薄弱环节。
一种金刚石镀层超高精度同轴研铰棒，外圆轴向十—有前导向锥、前后导向 柱、前后研铰柱、端面金刚石研铰镀层及后导向锥；
在前导向锥、前后导向柱及前后研铰柱及后导向锥外圆及相应端面上均有 金刚石镀层。
一种使用金刚石镀层超高精度同轴研铰棒的加工方法，含有以下步骤
1. 主轴套筒类零件高精度同轴孔系加工在研铰前的预加工要求 主轴套筒在加工中心上一次定位下，工作台既不旋转也不位移的情况下，用
一根组合的长镗刀杆使用CBN刀片仅通过加工中心Z轴运动先后将前后轴承座 孔分别进行精镗并留有0.008 0.01研铰量，然后用每套三根金刚石镀层超高 精度研铰棒依次完成以下三棒的手工研铰工艺；
2. 第一棒研铰第一研铰棒设计上是利用主轴套筒原精镗后的前后轴承座
孔同时作导向，经过手工研铰方法可修研矫正套筒同轴孔系原精加工所造成的
不圆度、不柱度及不同轴度，同轴研铰棒上的镀层(烧结层)金刚石粒度80 100，研铰后孔表面粗糙度降低至Ra0.6 Ra0.4，研铰后可使孔系公差进入公差 带下限；
第二棒研铰研铰用的第二棒设计上是利用第一棒研铰后前后轴承座孔同时 作导向，在第一棒研铰同轴孔系的基础上进一步提高主轴套筒同轴孔系的加工 精度，经手工研铰后可达图1各项精度要求，金刚石粒度110 120，研铰后使 孔系的孔径公差进入公差带中间偏下值；
垂直研磨被研孔系，为提高研铰效率和容屑润滑充分在第一、二棒前后导向 圆柱及研铰柱外圆上均开交叉螺旋沟槽。
两棒研铰后认真洗净后再进行第三棒精细研铰；
第三棒精细研铰为提高精细研铰精度在第三棒前后导向柱及研铰柱上不开 任何沟槽，第三棒也是利用第二棒后的同轴孔系前后轴承座孔同时作为精确导 向，通过手工精细研铰，可更进一步提高孔系的同轴度、圆度、圆柱度及孔径 公差；被研铰后孔的尺寸分散度每百件《3um，圆度和圆柱度《1.5um，同轴 度《3um，研铰后表面粗糙度可达Ra0.4 Ra0.2。金刚石粒度110 120，研铰 后可使前后轴承座孔系的孔径公差进入中间公差偏上值。
本发明的效益在于，顺利成功的解决了主轴套筒类型高精度同轴孔系最终精 加工，其各项精度达到用其他方法难以达到的高精度要求。创新点是充分利用 技术上及工艺上成熟的加工精密外圆手段的优势，使创新研发的金刚石镀层超 高精度同轴研铰棒的尺寸公差、圆度、圆柱度、同轴度均达到极高精度要求成 为可行。研铰棒以主轴套筒原留研量的前后轴承座孔同时作为导向，通过简单 易行对孔系的手工研铰，成功的弥补和修正了原孔系难以解决而产生的几何精 度(圆度、圆柱度、同轴度)误差，且能达更高的精度要求。使主轴套筒孔系加 工原处于难以解决的劣势得以成功的解决，从而转化为新的优势。此项创新工 艺技术对提高我国机床行业批量生产各类中小型数控机床精密主轴部件，在技术上工艺上具有推广意义。
利用金刚石镀层超高精度同轴研铰棒对主轴套筒孔系的研铰精度取决于研 铰棒自身制造精度，经研铰后的主轴套筒孔系可获得用其他方法难以达到的高 稳定的加工精度。研铰棒在被加工孔系中即做正反向旋转运动，同时又做前后 轴向运动，其研铰加工机理是其镀层金刚石磨粒在孔内研铰过程中不会重复先
前的运动轨迹，从而极易切掉被研铰孔表面上的凸峰，即可获得极低的表面粗 糙度。金刚石镀层超高精度同轴研铰棒对主轴套筒高精度同轴孔系研铰过程， 不需要任何复杂设备，只要手工简单操作；研铰过程只用煤油润滑只要研铰棒 在被研孔内做正反向旋转运动同时又做轴向运动，使整个孔系表面及相应的垂 直内端面都得到均匀的研铰，轴向手工研铰到底再返回只往复一次即可。简单 易行的手工操作就可使主轴套筒高精度同轴孔系加工高效获得质量稳定的高精 度。其效率和可靠性是其他加工方法不可比拟的。金刚石研铰方法加工主轴套 筒类型零件的高精度同轴孔系，无需任何加工设备，其每套三根研铰棒总价格
不超过1.2万元，每套可保研铰2000件以上，即摊到每个主轴套筒高精度同轴 孔系精研铰加工投资成本费约为6元左右，采用其他加工方法投入的成本远超
过金刚石研铰的成本。经研铰后主轴套筒可获极小的表面粗糙度，可有效地提 高孔系加工表面的耐磨性、抗腐蚀能力和疲劳极限。
本发明首创设计研发的同轴度及圆柱度极高的一种新型金刚石镀层超高精 度同轴研铰棒是利用主轴套筒原镗出的同轴的前后轴承座孔作导向，经过简单 易行的手工研铰工艺方法，批量高效、质量稳定、低成本的解决了数控机床主 轴套筒类型的高精度同轴孔系加工的难题。
金刚石镀层超高精度同轴研铰棒的研铰工艺不同于传统的定尺寸死研磨棒 加入金刚砂研磨剂对被研孔系的研磨工艺，其金刚砂在研磨过程中不仅研磨了 被研零件的孔系，同时也很快的研损了研磨棒，用硬度较低的研棒要研好一个 零件的大直径孔系需要报废多根精度要求很高的研棒。又因金刚砂不耐用很快
研钝，采用研磨方法不仅效率低且研棒的制造成本也高。研磨后的各项精度虽 然有提高，但质量很不稳定，所以批量生产主轴套筒类零件高精度同轴孔系采 用研磨方法不可取。
研铰棒镀层的金刚石硬度极高很耐用，在研铰二三百件的主轴套筒类零件的 高精度同轴孔系，不仅效率高，其金刚石镀层研损量很小可忽略不计。在研铰 过程中不加任何研磨剂，只加适量煤油作润滑剂，利用主轴套筒原同轴孔作导 向，手工操作通过金刚石镀层超高精度研铰棒与主轴套筒被研铰孔系在一定的 研磨力作用下，研铰棒在被研铰同轴孔系内既作正反向旋转运动，又作轴向运 动，在被研孔系内前后只往复一次即可从主轴套筒被研孔系及内孔垂直端面上 修正和研铰下一层极薄的金属，从而提高被研孔系的同轴度、尺寸精度、圆度、 圆柱度、端面垂直度，在研铰过程中还能保证尺寸公差一致并可降低被研铰孔 系的表面粗糙度。
图1为所要加工的主轴套筒零件示意图。
图2为金刚石镀层(烧结)同轴研铰棒示意图。
具体实施例方式
实施例l:在日立HC800卧式加工中心上主轴套筒在一次定位下，工作台既 不旋转也不位移的情况下，用一根组合的长镗刀杆使用CBN刀片仅靠加工中心Z 轴移动进行悬镗先后将前后轴承座孔分别精镗出，并留有0. 008 0. 01研铰量， 再分别利用以下每套三根金刚石镀层超高精度研铰棒进行研铰；
第一棒(g卩i号研铰棒)镀层金刚石的粒度80 100，比被研孔小0.01
0. 012mm，带双向螺旋沟槽研铰后可使孔系基本上进入公差带下限；
第二棒(即2号研铰棒):粒度110 120，比1号研铰棒大0. 004 0. 005腿，
带双向螺旋沟槽研铰后可使孔系进入公差带中间偏低值；
为防止研铰屑的堆积和为提高研铰效率，在第一、第二研铰棒的导向柱、研
铰柱及前后导向锥外圆上均应开有圆弧沟槽，垂直研铰应开有圆弧截面交叉双 向螺旋沟槽，水平研铰应开有圆弧截面轴向直沟槽。
第三棒(即3号研铰棒)粒度110 120，比2号研铰棒大0. 003咖，无沟槽 研铰后可使孔系进入公差带中间偏上值。
两棒研铰后必须认真洗净再精研第三棒，研铰下来即可使主轴套筒孔系达到 很高的精度要求。
第一棒研铰利用主轴套筒同轴孔系前后轴承座孔同时作为导向，经研铰可 有效的修研矫正套筒孔系不圆度、不柱度及不同轴度的缺陷，金刚石粒度80
100，表面粗糙度可降低至Ra0.8 Ra0.4,研铰后可使孔系进入公差带下限；
第二棒研铰利用经第一棒研铰后主轴套筒同轴孔系的前后轴承座孔同时作
为导向，经研铰在第一棒研铰孔的基础上可大幅度提高主轴套筒孔系加工精度，
可达图纸各项精度要求，金刚石粒度110 120，研铰后可使孔系进入公差带中 间偏上值；
两棒研铰后认真洗净再精研第三棒；
第三棒研铰在导向柱及研铰柱外圆上无沟槽棒是利用经第二棒研铰后的同 轴孔系前后轴承座孔同时作为导向，更进一歩提高孔系的同轴度、圆度、圆柱 度及孔径公差。被研孔的尺寸精度一致性《2"m，圆度和圆柱度《1.5um，同 轴度《2.5m，研铰后表面粗糙度可达RaO. 4 Ra0. 2。金刚石粒度110 120， 研铰后可使孔系进入中间公差带偏下值。
有关金刚石镀层(烧结层)高精度同轴研铰棒的结构及设计内容如下
1.结构.-
金刚石镀层(烧结)同轴研铰棒结构如图2所示由前导向锥(1)、 (2)、
前后导向柱(3)、 (4)、前后研铰柱(5)、 (6)、端面金刚石研铰镀层(7)及后 导向锥(8)、 (9)组成。
在前导向锥U)、 (2)、前后导向柱(3)、 (4)及前后研铰柱(5)、 (6)及
后导向锥(8)、 (9)外圆上及端面(7)上均有金刚石镀层。 2.设计内容
1) 研铰棒镀层金刚石粒度的选择及镀层厚度的确定 镀层金刚石粒度选择越粗，金刚石镀层越厚，其研铰效率高，但表面粗糙
度Ra值相对较高；相反镀层金刚石粒度选择越细，金刚石镀层较薄，其研铰效
率低，表面粗糙度Ra值相对较低。因此选择镀层金刚石粒度与研铰质量、研铰
效率密切相关。
为此第一半精研铰棒为提高研铰效率，其镀层金刚石粒度选择为80 100， 半径上金刚石镀层厚度为0.15mm。
第二精研铰棒和第三精细研铰棒镀层金刚石粒度选择为100 110，半径上 金刚石镀层厚度为0.15mm。
2) 在研铰棒的前后导向锥、前后导向柱外圆上均要求镀金刚石的原因有以下 二占.
--'、、、■
A. 防止研铰棒导向区进入污物(研屑或其他异物)后与被研铰件之间出现 金属间咬死的现象；
B. 矫正被研原孔系的几何精度误差；
C. 防止研铰棒轴向退出时划伤被研铰孔表面。
3) 金刚石镀层研铰棒几何精度及表面粗糙度的确定
A. 几何精度的确定
研铰棒的各项精度(尺寸公差、圆度、圆柱度、同轴度、端面垂直度)必 须高于被研铰主轴套筒类型零件同轴孔系所要求的精度，才能保证研铰后的工 件质量符合设计要求。原则上研铰棒的几何精度应取被研铰工件几何精度的1/3。
B. 表面粗糙度的确定
研铰棒的各表面粗糙度应比被研铰主轴套筒零件高精度同轴孔系表面粗 糙度低一个等级。
4) 对镀金刚石前研铰棒金属基础件的各项要求
A. 对基础件总重量的要求其研铰棒镀前总重量一般应低于20 25kg;
B. 对基础件材质、硬度及每套根数的选择原则-
今选用中空焊接件结构，使研铰棒基础件总重量《20 25kg; 今硬度达HRC42要求，可防止金刚石压入基础件，又可延长金刚石镀层使 用寿命；
今采用具有较好淬透性及焊接性能的40Cr材料制造，并采用工件变形较小
的油淬的热处理工艺，可降低研铰棒的制造成本。 今研铰棒每套根数选择取决于被研铰主轴套筒类零件同轴孔系的预加工的
几何精度及孔系预留研铰量的大小
当预加工前后轴承孔系的同轴度《4"m，孔系圆柱度《5um，孔系直
径留研铰量0.008 0.01mm，其研铰棒每套取3根； 当预加工前后轴承孔系的同轴度《6um，孔系圆柱度《6!xm，孔系直
径留研铰量0.012 0.015mm，其研铰棒每套取4根； 当预加工前后轴承孔系的同轴度《8um，孔系圆柱度《8ym，孔系直
径留研铰量O. 015 0.02腿，其研铰棒每套取5根； 以此类推，根据留量及各项精度要求，可适当增减每套研铰棒的数量。
5) 对金刚石研铰棒开有沟槽的要求
为提高研铰效率、使煤油润滑充分容纳研屑有足够的容积，在第一半精研铰 棒及第二精研铰棒的导向柱及研铰柱外圆上应开有圆弧沟槽，垂直研铰应开截 面为圆弧的交叉双向螺旋沟槽，若是水平研铰应开圆弧截面直沟槽。 为提高导向和研铰精度，在第三精细研铰棒上不应开有任何沟槽。
6) 对金刚石研铰棒各部构成的设计要点及要求-A.前后导向锥设计要点
今前后导向锥角一般为15° 10°，其前导向锥(1)处取10。可使研铰棒 起始导入轴承座孔时有较大的自由摆动，这有利前导向柱(3)更容 易的导入轴承座孔。
在前导向柱(3)已完全进入后轴承座孔，在已有良好的导向情况下
前导向锥(2)处5。锥才开始进入前轴承座孔，因5。定心较好从而有 利于后导向柱(4)正确的导入前轴承座孔。 今其后导向锥(8)、 (9)两处均取10°，可减小零件被研铰孔的进口处 出现喇叭口，又可使研铰棒轴向后退出时也有一个合理的导向锥，可 避免研铰棒上的前后研铰柱(5)、 (6)划伤被研铰孔的表面。 今前导向锥(1)、 (2)及后导向锥(8)、 (9)对前后研铰柱(5)、 (6) 的頃恸《5"m。 B.前后导向柱(3)、 (4)的设计要点
今前后导向柱(3)、 (4)的几何精度的要求
前后导向柱(3)、 (4)自身的圆度和圆柱度《lum; 前后导向柱(3)、 (4)对前后研铰柱(5)、 (6)的同轴度《1.5um; 前后导向柱(3)、 (4)两处表面粗糙度均应达到Ra0.2的要求。 今前后导向柱(3)、 (4)尺寸公差的确定
金刚石第一半精研铰棒前后导向柱(3)、 (4)两处外圆尺寸应与 主轴套筒同轴孔系前后轴承座孔预加工留有研铰量的孔径有 0.015 0.022的导向间隙； 金刚石第二精研铰棒前后导向柱(3)、 (4)两处外圆尺寸应保证 ' 与主轴套筒的前后轴承座孔被第一棒研铰后的实际孔径尺寸有 0.015 0.02的导向间隙； 金刚石第三精细研铰棒前后导向柱(3)、 (4)两处外圆实际尺寸 应保证与主轴套筒的前后轴承座孔被第二棒研铰后的实际孔径尺 寸有0.015 0.018的导向间隙。
C.前后研铰柱(5)、 (6)的设计要点
今前后研铰柱(5)、 (6)几何精度(圆度、圆柱度、同轴度)是确保被
研铰孔系精度的关键，均取被研铰孔系几何精度的1/3。
前后研铰柱(5)、 (6)自身的圆度、圆柱度《lum，以满足被研
铰孔系的圆度和圆柱度《3 u m要求； 前后研铰柱(5)、 (6)两处彼此的同轴度《1.5um，以满足被研铰
孔系的同轴《5um要求； 前后研铰柱(5)、 (6)两处表面粗糙度Ra值均应达到Ra0.2的要求。
前后研铰柱(5)、 (6)两处外圆尺寸公差的确定
一般被研铰后孔径实际尺寸均比研铰棒的前后研铰柱(5)、 (6)两 处外圆实际尺寸大0.01 0.012，因此前后研铰柱(5)、 (6)两处外圆尺 寸大小的确定应考虑上述因素。
金刚石第一研铰棒前后研铰柱(5)、 (6)两处外圆大小要想使被 研铰孔径实际尺寸达到公差上限为0或小2 P m的研铰效果，因此 前后研铰柱(5)、 (6)两处研铰柱外圆应比被研孔径名义尺寸小 0.012 0.015mm。
金刚石第二精研铰棒前后研铰柱(5)、 (6)两处外圆应比第一棒 前后研铰柱(5)、 (6)两处研铰柱外圆实际尺寸大3 4um;
金刚石第三精细研铰棒的前后研铰柱(5)、 (6)两处外圆应比第 二棒前后研铰柱(5)、 (6)两处外圆实际尺寸大2 3um。
权利要求
1.一种金刚石镀层超高精度同轴研铰棒，其特征是在外圆轴向上有前导向锥、前后导向柱、前后研铰柱、端面金刚石研铰镀层及后导向锥；在前导向锥、前后导向柱及前后研铰柱及后导向锥外圆上及相应端面上均有金刚石镀层。
2. 根据权利要求l所述的一种金刚石镀层同轴研铰棒，其特征是在外圆 周上开有双向螺旋沟槽。3. 根据权利要求1或2所述的一种金刚石镀层同轴研铰棒，其特征是双 向螺旋沟槽为截面为圆弧的交叉双向螺旋沟槽或圆弧截面直沟槽。4. 根据权利要求1或2所述的一种金刚石镀层同轴研铰棒，其特征是为 中空焊接件结构。5. 根据权利要求3所述的一种金刚石镀层同轴研铰棒，其特征是为中 空焊接件结构。6. —种使用金刚石镀层超高精度同轴研铰棒的加工方法，其特征是含 有以下步骤1 )、主轴套筒类零件高精度同轴孔系加工在研铰前的预加工要求 主轴套筒在加工中心上一次定位下，工作台既不旋转也不位移的情况下，用 一根组合的长镗刀杆使用CBN刀片仅通过加工中心Z轴运动先后将前后轴承座 孔分别进行精镗并留有0.008 0.01研铰量，然后用每套三根金刚石镀层超高精度研铰棒依次完成以下三棒的手工研铰工艺步骤；2 )、第一棒研铰第一研铰棒设计上是利用主轴套筒原精镗后的前后轴承座 孔同时作导向，经过手工研铰方法修研矫正套筒同轴孔系原精加工所造成的不圆度、不柱度及不同轴度，同轴研铰棒上的镀层烧结层金刚石粒度80 100，研 铰后孔表面粗糙度降低至RaO. 6 Ra0. 4，研铰后使孔系公差进入公差带下限；第二棒研铰研铰用的第二棒设计上是利用第一棒研铰后前后轴承座孔同时作导向，在第一棒研铰同轴孔系的基础上进一歩提高主轴套筒同轴孔系的加工精度，经手工研铰后达各项精度要求，金刚石粒度110 120，研铰后使孔系的 孔径公差进入公差带中间偏下值；垂直研磨被研孔系，为提高研铰效率和容屑润滑充分在第一、二棒前后导向圆柱及研铰柱外圆上均开交叉螺旋沟槽；两棒研铰后认真洗净后再进行第三棒精细研铰；第三棒精细研铰为提高精细研铰精度在第三棒前后导向柱及研铰柱上不 开任何沟槽，第三棒也是利用第二棒后的同轴孔系前后轴承座孔同时作为精确 导向，通过手工精细研铰，更进一步提高孔系的同轴度、圆度、圆柱度及孔径 公差；被研铰后孔的尺寸分散度每百件《3um，圆度和圆柱度《L5iim，同轴 度《3um，研铰后表面粗糙度可达Ra0.4 Ra0.2;金刚石粒度110 120，研铰 后使前后轴承座孔系的孔径公差进入中间公差偏上值。
全文摘要
一种金刚石镀层超高精度同轴研铰棒，有前导向锥、前后导向柱、前后研铰柱、端面金刚石研铰镀层及后导向锥；在前导向锥、前后导向柱及前后研铰柱及后导向锥外圆上均有金刚石镀层。一种使用金刚石镀层超高精度同轴研铰棒的加工方法，含有以下步骤用每套三根金刚石镀层超高精度研铰棒依次完成三棒的手工研铰工艺步骤；本发明的效益在于，顺利成功的解决了主轴套筒类型高精度同轴孔系最终精加工，其各项精度达到用其他方法难以达到的高精度要求。此项创新工艺技术对提高我国机床行业批量生产各类中小型数控机床精密主轴部件，在技术上工艺上具有推广意义。
文档编号B24B5/00GK101195204SQ20071030376
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者刚 孙, 京 束, 王超颖 申请人:北京机电院高技术股份有限公司