[发明专利]纯铁件的超精密加工方法及纯铁件

说明书

本申请涉及一种纯铁件的超精密加工方法及纯铁件，该纯铁件的超精密加工方法包括：将刀具安装在机床刀架上，调整刀具的高度，使其刀刃与机床的主轴回转中心处于同一高度上，刀具采用无粘结剂立方氮化硼制成；将预加工的纯铁件安装在夹具上，使纯铁件的中心与主轴回转中心处于同一条轴线上；通过视频显微镜对刀；超精密切削加工纯铁件，获得预期的加工表面。本申请可以提高纯铁件的表面加工质量。

技术领域

本申请涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种纯铁件的超精密加工方法及纯铁件。

背景技术

纯铁指的是含碳量小于0.028％的铁材料，属于典型的高塑性、高韧性类难加工材料，在国防、电子、能源等工业中具有重要的应用，一般采用切削的方法加工纯铁件。纯铁件的硬度和抗拉强度很小，并且硬度和延伸率较大，因此加工时的切削变形大、加工硬化现象严重、易形成积屑瘤、刀具磨损严重、加工质量差。

目前工业上一般采用硬质合金涂层刀具切削纯铁件，此类刀具的耐磨性相对超硬刀具偏低，纯铁件切削加工的质量仅能达到精密级。然而对于纯铁球壳等零件，其切削质量要求达到超精密级别。在超硬刀具中天然金刚石刀具是超精密切削中广泛应用的刀具，但是金刚石刀具的化学稳定性较差、易与铁发生反应，无法直接切削纯铁件。

发明内容

本申请的目的是提供一种纯铁件的超精密加工方法及纯铁件，该超精密加工方法可以提高纯铁件的表面加工质量。

一方面，本申请实施例提出了一种纯铁件的超精密加工方法，包括：将刀具安装在机床刀架上，调整刀具的高度，使其刀刃与机床的主轴回转中心处于同一高度上，刀具采用无粘结剂立方氮化硼制成；将预加工的纯铁件安装在夹具上，使纯铁件的中心与主轴回转中心处于同一条轴线上；通过视频显微镜对刀；超精密切削加工纯铁件，获得预期的加工表面。

根据本申请实施例的一个方面，纯铁件的预期加工表面的粗糙度均值Sa≤10nm，其中，粗糙度均值Sa为在纯铁件的取样面积内，测量表面上的各点到基准表面的高度的绝对值的算术平均值。

根据本申请实施例的一个方面，预加工的纯铁件的端面粗糙度均值Sa’≤2μm。

根据本申请实施例的一个方面，将刀具安装在机床刀架上之前，超精密加工方法还包括：将刀具进行高精度刃磨；采用乙醇擦拭刀具。

根据本申请实施例的一个方面，通过对刀仪和机床刀架上的升降螺丝调整刀具的高度。

根据本申请实施例的一个方面，通过调整纯铁件的圆跳动和动平衡来确保纯铁件的中心与主轴回转中心处于同一条轴线上。

根据本申请实施例的一个方面，超精密切削加工纯铁件的工艺参数包括：主轴转速为2000r/min，进给速度为1mm/min，切削深度为1μm。

根据本申请实施例的一个方面，视频显微镜的放大倍数为100倍～200倍之间。

根据本申请实施例的一个方面，纯铁件获得预期的加工表面之后，超精密加工方法还包括：使用白光干涉仪测量纯铁件的加工平面的粗糙度。

另一方面，本申请实施例还提出了一种纯铁件，采用如前所述的纯铁件的超精密加工方法加工而成，且纯铁件的加工表面的粗糙度均值Sa≤10nm，其中，粗糙度均值Sa为在纯铁件的取样长度内，加工表面上的各点到测量基准表面的高度的绝对值的算术平均值。

本申请提供的一种纯铁件的超精密加工方法，采用无粘结剂立方氮化硼刀具对预加工的纯铁件的表面进行超精密切削加工，可以获得预期的加工表面。该超精密加工方法相对于采用金刚石刀具和普通聚晶立方氮化硼PcBN刀具切削加工纯铁件的方法更稳定，刀具磨损量更小，加工效率更高；相对于普通车削，采用超精密切削获得的表面粗糙度更低；相对于普通的超精密切削工艺，加工表面更加均匀，从而解决了纯铁切削难以达到超精密级别的技术难点，具有较高的加工精度和效率。另外，采用上述纯铁件的超精密加工方法加工的纯铁件，极大地提高了纯铁件的表面加工质量。