[发明专利]用于加工精密小孔的高速磨头制造方法及高速磨头

说明书

技术领域

本发明涉及精密小孔的加工工具，尤其涉及加工精密小孔的高速磨头的制造方法以及在加工精密小孔时所用的高速磨头。

背景技术

目前，孔径在4mm至16mm、孔深大于或等于15mm、同时尺寸精度在IT5～7、表面粗糙度值要求小于或等于Ra0.8μm、具有形位精度要求的精密小孔，一般使用转速达到100000转/分的高速磨床磨削，采用的磨头为高速磨头。使用高速磨头磨削此类孔径小且长径比大的精密小孔，存在以下问题：受精密小孔的孔径限制，磨孔砂轮的直径必须小于精密小孔的孔径，这使得连接砂轮用的砂轮接长轴的直径更小；而且根据精密小孔深度尺寸，砂轮接长轴必须具有足够的悬臂长度，才能达到加工深度的要求。可见，加工精密小孔高速磨头的砂轮接长轴具有直径小、长度长的特点，因此，在高速磨头工作时，砂轮接长轴容易产生弯曲变形(或称让刀)和振动，使工件的加工精度和表面粗糙度较难控制，同时也限制了磨削用量的提高，影响了生产效率。为了提高砂轮接长轴的刚性，现有措施是直接在砂轮接长轴的中段焊接硬质合金过渡杆，为了排除焊接时产生的气体，需在电机连接部的过渡杆容置孔处钻径向孔，此孔称排气工艺孔，该排气工艺孔容易造成砂轮接长轴在高速运动时不平衡，即使在完成焊接后堵上排气工艺孔，也会由于填充材质的不同造成砂轮接长轴在高速运动时不平衡，影响精密小孔的加工精度，从而必需购置校平衡专用设备并增加复杂的去重、校平衡工序。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可提高砂轮接长轴刚性、免除去重校动平衡工序的加工精密小孔的高速磨头制造方法，以及由该方法制造的、可提高精密小孔磨削质量及磨削生产效率的高速磨头。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种加工精密小孔的高速磨头制造方法，它是将砂轮连接部、硬质合金过渡杆和电机连接部组装成砂轮接长轴，其中硬质合金过渡杆一端与电机连接部采用热挤压连接，另一端与砂轮连接部采用焊接连接，完成砂轮接长轴的制作后，将电机连接部与驱动电机的输出端连接，砂轮连接部通过砂轮钉与砂轮连接。

砂轮接长轴的具体制作步骤为：

(1)、加工电机连接部和砂轮连接部：对两个部分的坯体分别作机械加工，加工电机连接部时，在其上钻过渡杆容置孔，过渡杆容置孔的孔径为3.4mm～12mm，在加工成形后作整体淬火、回火处理，再对过渡杆容置孔作磨削加工；

(2)、加工硬质合金过渡杆：采用无心磨床配磨硬质合金过渡杆，使其与电机连接部上的过渡杆容置孔的过盈量为0.008mm～0.025mm；

(3)、热挤压组装硬质合金过渡杆和电机连接部：将电机连接部加热至280℃～300℃，并保温20min～40min，测量过渡杆容置孔的孔径，当过渡杆容置孔的孔径达到比硬质合金过渡杆的直径大0.010mm～0.035mm时，将硬质合金过渡杆对准过渡杆容置孔缓慢套合，套合完成后，让硬质合金过渡杆和电机连接部缓慢冷却；

(4)、对接砂轮连接部与硬质合金过渡杆：采用焊接方式将砂轮连接部与硬质合金过渡杆固定连接，为保证砂轮接长轴各回转表面轴线与定位基准轴线的同轴度，对完成组装的砂轮接长轴进行磨削；

(5)、检验：检验砂轮接长轴各外圆的跳动，检验合格的砂轮接长轴通过螺纹连接在驱动电机上，然后安装砂轮，组成高速磨头。

在进行热挤压步骤时，硬质合金过渡杆对准过渡杆容置孔套合后，将硬质合金过渡杆和电机连接部置于石灰中缓慢冷却。

对接砂轮连接部与硬质合金过渡杆时，采用银焊方式将砂轮连接部与硬质合金过渡杆固定连接。

一种加工精密小孔的高速磨头，包括驱动电机、砂轮接长轴、砂轮钉和砂轮，所述砂轮接长轴由电机连接部、硬质合金过渡杆和砂轮连接部组成，所述电机连接部上开设有过渡杆容置孔，硬质合金过渡杆一端经过渡杆容置孔与电机连接部热挤压连接，另一端与砂轮连接部焊接，砂轮通过砂轮钉与砂轮连接部连接，驱动电机的输出端与电机连接部连接。

所述硬质合金过渡杆与砂轮连接部相接的一端设为圆锥形尖端，砂轮连接部上开设有与该圆锥形尖端对应的圆锥孔。

所述硬质合金过渡杆的断面为圆形或多边形，过渡杆容置孔的断面形状与硬质合金过渡杆的断面形状相对应。