CN102909393B - 一种金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种满足高精度砂轮修整工具磨削零件精度要求的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于，具体工艺流程如下：（1）样板刀的确定：样板刀的主切削刃是一条曲线，前角为0度、后角为8度；（2）样板刀的安装：找正刀上基面和侧基面在0.002mm以内；（3）车加工阴模：阴模的半精车加工：粗车时留3～5mm余量，然后进行热处理调质、吹砂，硬度为HRC27～30；用普通车刀加工阴模内孔，留1～2mm余量；阴模的精车加工：手动控制机床转速为6～8转/分，样板刀进给量为0.02～0.03mm；最终精车加工：手动控制机床转速为2～4转/分，样板刀进给量为0.005～0.01mm。

Description

一种金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法
技术领域
本发明涉及金刚石滚轮机械制造的技术领域，具体涉及一种金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法。
背景技术
金刚石滚轮又称金刚石砂轮修整器，是现代金刚石工具的重要一种，是缓进给磨削必须的砂轮修整工具。它一次切入的方式在砂轮上制造出复杂成型面，并保证其尺寸精度，大大提高了生产效率。金刚石滚轮加工技术是精密机械加工技术，金刚石滚轮作为修整工具中高科技的产品，现广泛应用于航空、航天、汽车、轴承、液压和精密工程工业中，如飞机涡轮叶片榫齿、各种测量卡尺、轴承等产品的成型磨削加工。
精车阴模是制造金刚石滚轮的一个关键工序，尤其是榫齿型状的金刚石滚轮，阴模加工难度很大，因为榫齿设计要求齿距、角度及R公差都很小，齿距公差仅为0.003mm，其它的尺寸公差也在0.02mm以内。所有的型面尺寸必须符合图纸要求，有一个尺寸超差就会使该滚轮报废。
目前，金刚石滚轮的阴模车削加工都是在普通车床上采用双手赶刀法加工，并用样板检测内腔型面，单件加工时间为30小时，且质量较为不理想，合格率低，满足不了阴模的齿型、齿距及角度的精度要求。对生产效率及质量影响较大。
为了解决该问题，本领域技术人员改进了大量的加工方法以提高金刚石滚轮阴模车削加工精度，然而得到的金刚石滚轮其加工质量仍不理想，质量不稳定，合格率低，满足不了叶片榫齿等加工产品的精度要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种满足高精度砂轮修整工具磨削零件精度要求的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，该方法加工精度极高，能够保证零件加工的技术要求，与其它加工方法相比，该方法能够提高生产效率4-5倍、提高金刚石滚轮精度80%以上。
本发明具体提供了一种金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于，具体工艺流程如下：
（1）、样板刀的确定：样板刀的主切削刃是一条曲线，前角为0度、后角为8度；
（2）、样板刀的安装：找正刀上基面和侧基面在0.002mm以内；
（3）、车加工阴模：
阴模的半精车加工：粗车时留3～5mm余量，然后进行热处理调质、吹砂，硬度为HRC27～30；用普通车刀加工阴模内孔，留1～2mm余量；
阴模的精车加工：手动控制机床转速为6～8转/分，样板刀进给量为0.02～0.03mm；
最终精车加工：手动控制机床转速为2～4转/分，样板刀进给量为0.005～0.01mm。
加工金刚石滚轮阴模时刀具所承受的力比车削一般钢件要大，为了减少样板刀的负荷和切削力增大所引起的振动，要适当增加样板刀的强度，而且还要保持刃口锋利，选用后角为8度，减小了后刀面与加工表面间的磨擦，降低加工表面质量，并提高样板刀耐用度。增大后角可减小加工表面上的弹性复层与后刀面的接触长度，从而减小后刀面的磨擦与磨损。增大后角，楔角则减小，刃口越锋利。
本发明提供的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：样板刀材料最好选择硬度高，强度高，耐磨性好，红硬性高，并有足够韧性的W9Mo3Cr4V高速钢。
本发明提供的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：阴模材料选用45#钢。
本发明提供的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：在阴模精车加工时采用润滑液润滑，所述润滑液是体积比为煤油：植物油=7：3的混合油。大量实验表明，该润滑液润滑效果最好，即能降低阴模内孔型面的表面粗糙度，又可延长样板刀的耐用度。
本发明提供的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：加工时用千分表摆动读数要有规律，摆动幅度不变，且在阴模的半精车加工时，用千分表摆动读数要稳定在0.1mm以内；阴模的精车加工和最终精车加工时，用千分表摆动读数要稳定在0.003mm以内。这样能满足工件回转精度的要求。
采用本发明提供的金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，单件加工时间为6-7.5小时，与现有技术相比，其生产效率提高了4-5倍，并且产品精度提高了80%左右，现以应用于各种高精度的曲线型面、窄槽的车削加工。该方法满足了蠕动磨削的高精度砂轮修整工装的精度要求。
采用本发明方法制造出来的载体阴模制造金刚石滚轮，能够得到高精度的金刚石滚轮，并可将叶片毛坯一次加工成型。生产效率高，型面精度高，而且互换性好。
附图说明
图1样板刀廓形图；
图2样板刀安装主视图；
图3样板刀安装俯视图；
图4加工时监测切削受力情况示意图；
图5阴模剖面图。
具体实施方式
实施例1
（1）、样板刀的确定：样板刀的主切削刃是一条曲线，（其廓形图见图1）前角为0度、后角为8度，样板刀是采用W9Mo3Cr4V高速钢制备而成。
（2）、样板刀的安装：保证样板刀安装位置正确，先用磁力表座放在车床道轨上，用千分表找正样板刀上基面，左右移动大拖板反复测量平行度，要用垫片调整到与机床中心等高为止，拧紧刀架螺栓直至调平为止，然后调整垂直度松开小拖板固定的两个螺拴以旋转刀架角度来调整垂直度，找正样板刀的上基面和侧基面在0.002mm以内（样板刀安装主视图、俯视图如图2、3所示）。
（3）、车加工阴模：
阴模的半精车加工：阴模材料选用45#钢，粗车时留4mm余量，然后进行热处理调质、吹砂，硬度为HRC27～30；先用普通车刀加工阴模内孔，参照样板刀和图纸来对内形的形状与尺寸留1mm余量，然后调整好刀架、拖板的间隙，间隙越小越好，以防产生误差。半精加工时要注意车型面时刀与阴模轴线方向不能有窜动，千分表摆动读数稳定在0.01mm（加工时监测切削受力情况示意图如图4所示）。
阴模的精车加工：根据阴模图纸图号选择相同图号的样板刀（样板刀廓形如图1所示），装夹样板刀进行精车内孔型面。样板刀进给运动为单一的纵向进给，机床要用手动控制，其转速保证在6转/分，样板刀进给量保证在0.03mm，润滑液采用体积比为煤油：植物油=7：3的混合油。移动中拖板开始加工，千分表摆动读数稳定在0.002mm。在型面全车出后，将样板刀卸下，然后用平磨将样板刀的前刀面磨损印磨掉，保证切削刃锋利，在前刀面时，型面上产生一些毛刺，用油石把毛刺去掉，再用工具显微镜进行检查合格后，将样板刀装夹好进行最终精车加工。
最终精车加工：首先把样板刀型面和已经车好的型面对好，用目测和用照明灯照射样板刀与工件的透光度来确定样板刀的正确位置，保证没有间隙，必须与原型面形状吻合。样板刀进给运动为单一的纵向进给，用手动控制机床转速为4转/分，样板刀进给量保证在0.008mm，用目测看切削形态是否连续不断屑的排出，如果无法看到就停车，观察阴模内型光度和粗糙度是否一致，并计算中拖板的刻度来确定整个型面是否全部车到。加工时千分表摆动读数稳定在0.002mm。最后不进刀使阴模再转几圈后将样板刀卸下。旋转卡盘，用千分表测量阴模内孔的圆跳动是否合格（合格标是内孔圆跳动形位公差在φ0.001mm）。然后用万能工具显微镜检查样板刀型面直径尺寸符合图纸尺寸。内孔型面车好后，再车一端面及外径，并在端面及外径上车出基准环槽，保证内孔型面中心线与环槽同轴及垂直。（如图5所示）

Claims (4)

1.一种金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于，具体工艺流程如下：
(1)、样板刀的确定：样板刀的主切削刃是一条曲线，前角为0度、后角为8度；
(2)、样板刀的安装：找正刀上基面和测基面在0.002mm以内；
(3)、车加工阴模：
阴模的半精车加工：粗车时留3～5mm余量，然后进行热处理调质、吹砂，硬度为HRC27～30；用普通车刀加工阴模内孔，留1～2mm余量；
阴模的精车加工：手动控制机床转速为6～8转/分，样板刀进给量为0.02～0.03mm；
最终精车加工：手动控制机床转速为2～4转/分，样板刀进给量为0.005～0.01mm；
在阴模的半精车加工时，用千分表摆动读数要稳定在0.1mm以内；阴模的精车加工和最终精车加工时，用千分表摆动读数要稳定在0.003mm以内。
2.按照权利要求1所述金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：所述样板刀采用W9Mo3Cr4V高速钢制备而成。
3.按照权利要求1或2所述金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：所述阴模的材料为45#钢。
4.按照权利要求1或2所述金刚石滚轮载体阴模的车削加工方法，其特征在于：在阴模精车加工时采用润滑液润滑，所述润滑液是体积比为煤油：植物油＝7：3的混合油。
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