[发明专利]回转类零件精确找正方法

说明书

一种回转类零件精确找正方法，属于精密超精密加工领域，步骤：1)在位精车回转类工件夹具定位安装面，将零件与回转类工件夹具定位安装面贴合，将固持力调小至零件可推动但不自动滑落；安装并调试主控制系统、高精度位移检测系统和微纳米位移执行系统。2)调整高精度位移检测系统中微位移检测模块、微纳米位移执行系统中微纳米位移执行器至回零件外圆面的距离。3)主控制系统控制高精度位移检测系统检测零件外圆面的跳动，根据零件外圆跳动检测结果，控制微纳米位移执行器移动并推动零件移动。4)重复步骤3)至零件跳动量≤理论计算最大跳动值，完成找正。本发明能够降低生产成本，找正精度可达到亚微米甚至纳米级水平，找正精度重复性好。

技术领域

本发明属于精密超精密加工领域，涉及回转类零件精确找正方法。

背景技术

回转类零件，例如：环、轴、轴套、球面或非球面零件、罩壳等，广泛应用于汽车、医疗、电子、精密仪器仪表、航空航天、军事及精密物理实验等领域。为满足不同领域对高性能及高可靠性的应用需求，对零件的加工精度提出了极其苛刻的要求，关键零部件的加工精度需要达到精密或超精密水平，即要求其尺寸精度达到微米甚至亚微米级，表面粗糙度达到纳米级。

高精度回转类零件作为工业应用中的关键零部件，主要采用超精密车削、超精密磨削等方法加工。超精密加工过程是保证零件尺寸精度和表面质量的关键工序，其加工过程切深极小，通常在百十纳米至几微米，材料去除率极低，加工效率低，加工成本高，因此为提高加工效率，降低加工成本，通常超精密加工阶段的加工余量控制较小，一般不超过十几微米，具体余量大小根据实际工艺过程的尺寸精度控制能力确定。

超精密车削或超精密磨削加工中，零件装夹时，保证零件回转中心线和机床主轴回转中心线同轴的过程称为找正，找正是车削加工中保证零件加工尺寸精度和后道工序加工余量控制的重要过程，主要表现在两方面：第一，对于回转类零件单面加工，找正精度低，即零件回转中心线和实际主轴回转中心线偏心较大，零件围绕机床主轴回转中心线做偏心运动，导致加工余量不均匀，加工过程工具的切深变化，切削力波动导致加工过程不稳定，易引起刀具崩碎，零件表面质量差，同时由于零件装夹过程找正精度低，零件回转中心线和实际主轴回转中心线偏心较大，上道工序必须保留更多的加工余量，以保证后续零件加工时尺寸精度的控制，这必然导致加工效率低下，加工成本增加；第二，尤其对于回转类零件双面加工，针对内外表面的加工需要进行二次装夹定位，由于找正精度低，加工后，内表面的实际回转中心线和外表面的实际回转中心线不同轴，即使内外表面的理论轮廓精度很高，能满足要求，但由于内外表面的回转中心线存在同轴度偏差，必然造成零件壁厚误差大，难以满足零件高精度的加工需求。目前，对于普通零件单面加工，无需进行精密/超精密加工，加工效率高，零件装夹通常是操作人员采用百分表或千分表对零件的径向跳动进行检测，然后采用铜棒、铝棒、橡胶或塑料等较软的棒或锤击打零件外圆，使零件中心和机床主轴中心同轴，该方法快捷便利，但是找正精度低，通常在10微米以上，对于部分特殊有更高加工精度要求的零件，可以通过高技能的工人师傅反复找正，能获得接近微米级的找正精度，并通过适当增加零件的加工余量，可以满足只需单面加工的回转类零件的要求，但是其难度高，且费时费力。

即便如此，然而，对于零件内外表面均需要加工以同时保证零件的内外表面轮廓精度、尺寸精度和壁厚误差时，找正误差直接决定该类零件加工壁厚误差，无法通过增加零件加工余量降低或消除，此时找正精度已然成为约束零件加工精度进一步提高的关键技术瓶颈，对于超精密加工中要实现亚微米级的找正精度，依靠操作技术人员已难以实现。

为此，急需发明回转类零件精确找正方法，以满足回转类零件精密/超精密加工中亚微米级甚至更高精度的找正需求。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出回转类零件精确找正方法，以满足回转类零件精密/超精密加工中亚微米级甚至更高精度的找正需求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：