[发明专利]零件精加工装置

说明书

本发明涉及零件的精磨，即零件的精加工装置。

本发明对滚柱和滚珠轴承座圈、曲轴连杆轴颈和主轴颈以及齿轮泵的偏心轴轴颈和枢轴的精加工最为有用。

本发明的另一用途是制造纸张、胶片加工机器、磁带录音机和录象机的精密轴，以及高精度切削机床的主轴的精密加工。

目前，随着对零件可靠性和耐久性要求的不断提高，提高了对它们的加工质量的要求。例如，对加工零件耐久性和可靠性要求高的技术要求是，在最后一道工序之前留下的加工余量为10…20…微米。加工表面的波度和棱度不应该超过0.1…0.5微米，而粗糙度Ra＝0.04…0.02微米。

零件加工质量的要求如此严格迫使研制和采用新的精加工方法和加工设备。

超精研磨在对机器高精度零件进行精加工中得到了广泛的应用。该加工过程由压在被加工表面的研磨油石来完成，它沿着旋转件母线产生振动。该过程用来去掉上一道工序中留下的粗糙度凸峰，并保证磨平油石的晶粒（只是在有此种晶粒时）。该加工过程的主要缺点之一是金属磨削量小（2…6微米）。磨削量小不能保证在一道工序内去掉初始粗糙度（假若很大时）以及波谷的波度和粗糙度。此外，磨削量小不能去掉金属在磨削时产生的深度为10…20微米的缺陷层。油石工作表面和零件的紧密贴合不能让润滑冷却液从加工区冲洗掉加工初期产生的剥落磨粒和磨削。粉砂层的厚度和它形成的密集度以及从加工区冲洗的程度有关，这和研磨油石的运动参数、比压、尺寸和特性以及润滑冷却液的成份和零件的宏观几何形状有关，后者影响最终加工的稳定性。研磨油石对零件的比压小（P＝0.3…5公斤/公分²）给超精研磨带来第三个缺点，即在清除第一阶段产生的粗糙度凸峰的第二加工阶段中可能产生塑性变形。

取名为宏观精磨的精加工过程（SU.A.342753）被认为是最完善的。旋转体的加工方法是由研磨油石来完成的，它沿与被加工零件母线不重合的轨迹振动。该种轨迹可以是直线，在加工具有直线母线的零件时它和零件的母线成一角度（SU.A182015）。在加工滚珠轴承的座圈时油石沿复杂的轨迹振动。该轨迹由油石围绕通过座圈曲率中心的轴线的摆动和在平行于座圈型面切线的方向上的往复运动形成（SU.A.278453）。

油石加工旋转园柱件时与零件母线成一角度振动，油石的工作表面由侧园柱面段和中心段即平面段构成，侧园柱面段的半径和加工表面的半径相等。振动到极限位置时，油石工作面的侧向段撞击加工面，磨掉凸峰。在连续的磨削过程中高效率地去掉粗糙度、金属缺陷层、纵向波纹、横向波纹、棱度，并部分地去掉椭园度。平面段的磨粒切向沿加工零件的母线滑动，在一角度下和由侧向段磨粒产生的粗糙度凸峰相接触，同样参与切削过程。表面粗糙度不断得到改进，并依据研磨油石颗粒细度使粗糙度达到Ra＝0.32…0.16微米。在加工结束阶段减少振动的振幅，使油石的侧向段不与加工表面相撞。只有位于油石工作面中心段的磨粒和零件接触，它们被磨（抛）光。因为这时油石和零件是线接触，磨削量很少，余下的粗糙度凸峰发生塑性变形。这就可以保证，除了在加工初期有很大的切削量外，还能在加工后使表面的粗糙度很小，Rz＝0.01微米。油石和零件的相互作用的离散性、平面段的线接触能让残渣和磨屑有效地从加工区排开，这就保证了最后加工结果的稳定性。

现有曲轴轴颈超精研磨装置（SU.A.205636），在它的机体上装有两个四连杆机构一平行四边形：主要的和辅助的。辅助四边形的一根杆固定在机床上，在它上面进行零件加工;主要四边形的一根杆用铰链和振动装置的枢轴相联。油石固定在杠杆的尾端，杠杆用铰链和主要平行四边形不固定杆中的一根相联，油石沿加工件母线振动。

平行四边形的铰链的轴线和零件的轴线平行，振动装置借助于滑轮固定在加工零件的园柱表面上。

本装置具有以下缺点，它不能在和被加工零件轴线成一角度的情况下将振动传递给油石，也就是不能实现工艺性能比超精研磨（супер-φинищ）更为广泛的精加工方法（宏观研磨）。平行四边形机构的轴线和加工件的轴线平行，不能改变油石振动轨迹对加工件轴线的倾角。此外，该装置的动载荷大，产生有害的振动，使被加工件的横剖面发生扭曲，因为振动装置安装在随加工零件摆动的滑轮上，以及该装置和振动装置的壳体是分开的，前者装在滑轮上，后者装在机床的刀架上。这就降低了零件加工表面的质量。此外，由于没有分开该装置和刀架的减震器，使刀架的振动传给了油石，降低了零件表面的加工质量。