[发明专利]一种轴类零件高精度外圆研磨工具

说明书

本发明公开了一种轴类零件高精度外圆研磨工具，属于精密机械加工领域，目的是提供一种加工高精度外圆的工具。该工具由普通铸铁材料制造，包括研磨套本体(1)、调节螺栓(2)、调节螺母(3)。所述的研磨工具通过调节螺母和调节螺栓将研磨套内孔缩小，内孔缩小前后其圆度变化不超过1微米，且圆度的谐波成分中，六次谐波为主要谐波成分。采用此研磨工具研磨外圆后的圆度小于0.2微米。

技术领域

本发明属于精密机械加工的技术领域，具体涉及一种轴类零件高精度外圆研磨工具。

背景技术

高精度主轴广泛应用于高精度轴系、导轨等机械部件中，随着航空航天、微光刻、纳米表面形貌测量、高精密机床研发等高、精、尖技术领域的发展，对高精度轴系、导轨的精度要求已经提高到纳米级。主轴作为高精度轴系、导轨中的核心部件，其精度也须提高到纳米级，典型特征是外圆圆度小于0.2微米。现有的高精度磨床无法将零件外圆的圆度等指标加工至如此高的精度，因此外圆在精密磨削后，需要通过研磨的方法将其精度提高至0.2微米以内。

中国专利CN 205085808 U公布了一种研磨高精度外圆的工具，该专利所涉及的研磨工具内孔有3处缺口，这样可以使零件外圆与研磨工具接触时实现三点接触，从而使零件实现定位。但是该研磨工具在内孔缩小变形后内孔变为椭圆，使理论上的3点接触变成2处对称的弧段在接触，无法将零件的精度提高。且此种研磨工具往往因内孔缺口设计不合理，导致研磨外圆时，零件母线方向导向失效。因此，此种研磨工具研磨外圆后，其圆度可达0.5微米。

中国专利CN 101239443 B公布了一种研磨外圆的工具，该专利所涉及的研磨工具内孔相对外圆偏心，通过偏心调整内孔变形后的形状，该类研磨工具调节螺钉使内孔缩小后，内孔形状呈椭圆，且刚度差，无法形成多边形，因此限制了加工零件精度的提高，研磨外圆圆度可达0.5微米。

美国专利US 2014/0364038 A1公布了一种批量生产轴类零件高精度外圆的方案，该研磨方式中，零件外圆的轴线与研磨盘的轴线垂直，且零件轴线与研磨盘轴线不相交，加工时，零件通过自重或外加载力与研磨盘之间产生切削，从而提高零件的精度。此种加工方式是通过重力或外加载力使零件与研磨盘接触，其接触位置的切削力可认为是恒定的，因此，可以显著提高零件外圆的粗糙度，而形位精度提高有限。

现有的研磨工具或方法，零件的精度提高程度有限，主要存在以下不足：

1)研磨工具变形不均匀，变形后存在椭圆；

2)研磨工具刚度不足，无法形成多边形；

3)研磨工具导向不合理，使研磨失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：改进了现有研磨工具变形不均匀、刚度不足和导向不合理的问题，提供一种轴类零件高精度外圆研磨工具。

本发明采用的技术方案为：一种轴类零件高精度外圆研磨工具，包括研磨套本体1、调节螺栓2、调节螺母3；研磨套本体1呈空心圆柱状，平行于空心圆柱轴线为纵向，垂直于空心圆柱轴线为横向，研磨套本体1上部开有纵向通槽，研磨套本体1的外圆do上还开有5处纵向缺口，沿纵向通槽一侧依次为第一纵向缺口，第二纵向缺口，第三纵向缺口，第四纵向缺口，第五纵向缺口，纵向通槽和5处纵向缺口在外圆do的圆周上均匀分布，每个纵向缺口与内孔形成的壁厚不均匀，第一纵向缺口与第五纵向缺口轴对称，第二纵向缺口第四纵向缺口轴对称；纵向通槽两侧开有横向通孔，调节螺栓2穿过横向通孔，所述的调节螺栓2通过调节螺母3旋紧，收紧研磨套本体1，使研磨套本体1内孔di缩小，从而适应所要研磨的外圆尺寸。

其中，研磨套本体1外圆do与研磨套本体1内孔di的比值大于1.5，且小于2。

其中，用螺钉替换调节螺栓2、调节螺母3。