[发明专利]一种高精度铍材半球通孔的研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及特种材料高精度研磨技术领域，特别涉及一种铍材动压马达半球零件通孔的研磨方法。

背景技术

在半球型陀螺动压马达半球生产中，半球型陀螺动压马达半球孔与轴的配合间隙为1μm-2μm，误差要求十分严格。半球孔与轴间隙的稳定、可靠是保证动压马达可靠性的要素之一。间隙过大，动压马达在振动、冲击、离心、温循等试验及使用过程中，半球易发生微量位移，影响其质心稳定性，甚至造成马达不起动、卡死等问题。

马达半球研修过程中极易引起孔的喇叭口、锥孔，表面粗糙度差，局部高点，掉渣等缺陷，导致零件自身形状误差大，无法实现1μm-2μm的配合精度。即使勉强装配进去，也会因间隙不均匀而影响配合性能，同时由于两个零件实际有效接触面积小，单位接触压力大，摩擦力大，多次装配后，造成配合表面间的实际间隙增大的现象。

喇叭口，即孔口两端的直径尺寸大于中部尺寸2μm左右，或者是孔口端直径尺寸大形成锥度，如附图5所示。出现这种现象的原因主要有以下几个方面：

1)研配时磨料在研具和内孔表面间处于浮动的运动状态，利用锋利的刃角对内孔表面进行微量研削。此时磨料极易被半球孔相对于研具的轴向往复运动所产生的磨擦力挤入孔口，在孔口部位形成堆积，则孔口部位去除量明显大于其它部位。

2)在研配过程中，研具本身虽然进行不断的修整，但是由于磨损的原因，也会存在几何形状的变化，致使研具与半球内孔接触不良，研削程度不均匀。

3)选择的研具与半球孔配合不紧凑，两个接触面未充分接触，间隙较大，使半球孔相对于研具存在一定的径向活动自由度。造成在研配工作时，手工很难保证半球孔截面始终垂直于研具轴线，形成倾斜，从而发生偏摆，造成孔口部位研削程度大。

研配工作时，研具与半球孔间隙太小或者两者相对运动速度过快，造成研削运动不平稳，磨擦力大，产生热量多，温度急剧上升，使润滑液挥发，严重影响内孔表面粗糙度及圆度。由于研配时研磨膏不是连续供给，容易将研磨膏挤出，形成干磨擦，此时若研具自身存在毛刺，微量划伤等缺陷，或者是研具材料硬度高，远远大于半球材料，则易划伤内孔表面。同时研磨膏自身质量出现问题，即：同一规格的研磨膏中颗粒大小不一致。灰尘杂质存于研磨膏内，也是造成内孔表面划伤的重要原因。

半球孔形状误差的大小是采用圆柱度进行衡量的。圆柱度能反映工件圆柱面纵横截面各种轮廓形状误差综合情况，是工件圆柱体各截面圆度、各截面直径差、直线度、表面粗糙度等误差的累加。经过摸索试验得出：当半球孔圆柱度保证在0.5μm以内，表面粗糙度达到Ra0.02μm时，轴、孔装配流畅，配合性能好，耐磨性好，无滞点。

目前，孔与轴接触面的精密配合均由手工研配保证，采用以孔为基准配轴，即：基孔制原则。

发明内容

本发明的目的是为了克服孔口两端直径尺寸大于中部尺寸的喇叭口现象，提出铍材半球通孔的研磨方法，该方法达到了铍材半球通孔的圆柱度在0.5μm以内，以及表面粗糙度达到Ra0.02μm的设计图纸要求。实践证明：此种方法满足了设计精度要求，并且效率高，操作方便，目前已广泛应用到实际生产中。

本发明提出了选择合理的磨料配方、改进研具形状、材料等切实有效的方法，满足了半球通孔圆柱度精度0.5μm以内和表面粗糙度Ra0.02μm的设计图纸要求，解决了半球孔与轴的研配关键。实践证明：此种方法满足了设计精度要求，并且效率高，操作方便，目前已广泛应用到实际工作中。

本发明的高精度铍材半球通孔的研磨方法，铍材半球通孔直径D为Φ2.5mm-Φ7.5mm；步骤为：

(1)研磨棒设计和研修

研磨棒的选材与设计。根据半球材料特性，选用表面无气孔、砂眼、杂质及硬点的珠光体高磷铸铁为研磨棒材料。研磨棒一端为光面圆柱体，便于操作者手持或装卡，研磨棒主体为带有等距螺旋储砂槽的圆柱体，圆柱体的直径尺寸与半球通孔相配合，直径尺寸为半球通孔直径D+0.005mm，研修前精车圆柱体的圆柱度小于0.001mm。

研修研磨棒表面粗糙度的过程。精车完成后，需要进行严格的研修，去除螺旋储砂槽内外边缘的毛刺，尖角等缺陷，同时研修研磨棒的表面粗糙度达到Ra≤0.03μm。研修研磨棒过程中，分别采用粒度W2、W1、W0.5刚玉研料反复研修研磨棒表面，此时可选用精制航空煤油作为研磨液，与粒度W2、W1、W0.5刚玉研料混合形成研磨介质，以达到表面粗糙度Ra≤0.03μm的要求。同时，研修带有等距螺旋储砂槽的圆柱体直径尺寸至D-0.001mm，圆柱体的圆柱度小于0.001mm。