一種碳化硼氣浮軸承的磨削裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于精密機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳化硼氣浮軸承的精密磨削裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化硼氣浮軸承零件為空心圓柱體結(jié)構(gòu)，材料為碳化硼陶瓷，其軸承氣浮工作面是內(nèi)孔和兩個(gè)端面，要求內(nèi)孔與外圓的同軸度φ 0.0015mm，兩端面分別對(duì)內(nèi)孔的垂直度Φ0.0005mm，軸向和徑向尺寸精度0.00 Imm，表面粗糙度值Ra0.05μπι。由于碳化硼材料的超高硬度僅次于金剛石和立方氮化硼，主要加工方法是采用金剛石磨料進(jìn)行磨削和研磨加工，且由于碳化硼材料具有斷裂韌性值低即脆性大的特點(diǎn)，在磨削時(shí)必須采用較小的切削用量，故加工效率低。
[0003]通常該碳化硼氣浮軸承的磨削工藝方法是:直接用磨床的卡盤(pán)或采用彈性?shī)A頭裝卡碳化硼氣浮軸承的外圓，然后磨削加工內(nèi)孔和兩端面，由于磨削另一端面或取下零件測(cè)量軸向尺寸，需要多次重新裝夾，但是這種裝夾方式的重復(fù)定位精度不高，所以難以通過(guò)磨削達(dá)到以上要求的精度指標(biāo)，需要再通過(guò)手工研磨達(dá)到精度。
[0004]而且碳化硼氣浮軸承零件在內(nèi)孔和端面磨削過(guò)程中由于金剛石砂輪無(wú)法進(jìn)行在線修整，需要將金剛石砂輪從磨床上拆卸之后再進(jìn)行修整，再次將金剛石砂輪安裝至磨床后，會(huì)由于安裝誤差使得碳化硼材料軸承零件的加工精度和表面粗糙度都達(dá)不到使用要求，影響零件加工精度和效率。
[0005]由此可見(jiàn)，采用通常的裝夾定位方法進(jìn)行碳化硼氣浮軸承零件內(nèi)孔和兩端面的磨削加工，因磨削加工過(guò)程需要多次裝夾碳化硼氣浮軸承，以及多次裝卸和修整金剛石砂輪，這樣加工難以達(dá)到所要求的尺寸和形位精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決【背景技術(shù)】中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可以提高碳化硼氣浮軸承零件磨削加工精度、加工效率，并可實(shí)現(xiàn)金剛石砂輪在線修整的碳化硼材料氣浮軸承的磨削裝置。
[0007]本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是:
[0008]本實(shí)用新型提供了一種碳化硼氣浮軸承的磨削裝置，其改進(jìn)之處是:包括定位座、壓緊螺母、定位環(huán)以及彈性擋圈;所述定位座為筒狀結(jié)構(gòu);定位座外壁上設(shè)置有用于卡裝在磨床卡盤(pán)上的限位凸起以及用于連接壓緊螺母的外螺紋;所述定位座的內(nèi)孔用于安裝定位環(huán)軸承組件;定位座內(nèi)孔設(shè)置有圓形凹槽;所述圓形凹槽內(nèi)安裝彈性擋圈；定位環(huán)的內(nèi)壁用于安裝待加工的碳化硼氣浮軸承，定位環(huán)的兩個(gè)端面分別與彈簧擋圈以及壓緊螺母緊密貼入口 ο
[0009]上述定位環(huán)的端面開(kāi)設(shè)有便于拆裝定位環(huán)的小孔;所述小孔至少為一個(gè)。
[0010]上述定位環(huán)外圓兩端均加工有錐面，錐面的斜角角度為1°[0011 ] 上述定位座內(nèi)孔與定位環(huán)外圓的配合間隙不大于0.001mm。
[0012]定位環(huán)內(nèi)壁與待加工碳化硼氣浮軸承外圓之間為過(guò)盈配合，過(guò)盈量為0.003-
0.005mm ；定位環(huán)的內(nèi)孔與定位環(huán)的外圓同軸度不大于0.00 Imm。
[0013]上述定位環(huán)和定位座均采用軸承鋼制成。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]1、本實(shí)用新型采用的磨削裝置，實(shí)現(xiàn)磨削加工、以及形位精度檢測(cè)的一體化和通用化，加工操作便捷，有效提高零件加工的形位精度和加工效率;優(yōu)化的磨削加工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了高硬度碳化硼氣浮軸承的精密磨削加工，磨削的軸承的外圓以及內(nèi)孔圓柱度為小于
0.001mm、外圓、內(nèi)孔與端面的垂直度小于0.001mm，表面粗糙度值小于Ra0.Ιμπι。
[0016]2、利用碳化硼膨脹系數(shù)遠(yuǎn)低于鋼質(zhì)定位環(huán)的特點(diǎn)，通過(guò)熱脹冷縮原理，定位環(huán)內(nèi)孔尺寸小于碳化硼氣浮軸承外圓尺寸，通過(guò)將定位環(huán)加熱到一定溫度，使其內(nèi)孔膨脹尺寸大于碳化硼氣浮軸承外圓尺寸，這時(shí)可將碳化硼氣浮軸承裝入定位環(huán)內(nèi)孔，待冷卻后定位環(huán)內(nèi)孔恢復(fù)到原有尺寸，就可以將碳化硼氣浮軸承牢固抱緊結(jié)合為一體。要將兩個(gè)零件分離，也只要將它們加熱，由于定位環(huán)材料(鋼材)的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于碳化硼氣浮軸承材料(碳化硼陶瓷)，就可以方便將碳化硼氣浮軸承從定位環(huán)孔中，將實(shí)現(xiàn)定位環(huán)與碳化硼氣浮軸承的無(wú)損裝配與拆卸，避免對(duì)碳化硼氣浮軸承和定位環(huán)的損傷，定位環(huán)可以多次重復(fù)使用。
[0017]3、本實(shí)用新型的磨削裝置和方法，采用陶瓷基碳化硅砂輪或陶瓷基碳化硅砂輪對(duì)磨削中磨損鈍化的金剛石砂輪進(jìn)行在線修整，避免了通常金剛石砂輪修整時(shí)重復(fù)安裝對(duì)零件加工精度的不利影響。
[0018]4、本實(shí)用新型通過(guò)將定位座安裝在磨床上以后，再磨削其內(nèi)孔，以保證其內(nèi)孔跳動(dòng)量與磨床主軸的回轉(zhuǎn)精度一致，并且定位座內(nèi)孔環(huán)形槽前半部分加工為微小錐面，這樣可以消除或盡可能減小定位環(huán)軸承組件安裝的定位誤差，以保證碳化硼氣浮軸承內(nèi)孔與外圓的形位精度。
[0019]5、本實(shí)用新型的定位座和定位環(huán)均采用軸承鋼等材料，并保持HRC60以上的硬度，使其具有較好的耐磨性，保證其可以多次安裝和重復(fù)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為定位環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為定位座的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖3為磨削待加工碳化硼氣浮軸承內(nèi)孔的示意圖；
[0023]圖4為磨削待加工碳化硼氣浮軸承端面的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)有的碳化硼氣浮軸承采用現(xiàn)有磨削加工所能達(dá)到的加工精度:軸承外圓圓柱度0.002mm，內(nèi)孔圓柱度0.005mm，兩端面與內(nèi)孔的垂直度0.002mm，內(nèi)對(duì)外圓的同軸度Φ
0.002mm,表面粗糙度Ra0.2μπι。而上述精度已經(jīng)滿足不了目前的使用要求。
[0025]本實(shí)用新型提出了一種碳化硼氣浮軸承的磨削裝置，如圖1和圖2所示，一種碳化硼氣浮軸承的磨削裝置，包括定位座1、壓緊螺母2、定位環(huán)3以及彈性擋圈4;定位座I為筒狀結(jié)構(gòu);定位座I外壁上設(shè)置有用于卡裝在磨床卡盤(pán)上的限位凸起5以及用于連接壓緊螺母的外螺紋6 ；定位座的內(nèi)壁用于安裝定位環(huán);定位座I內(nèi)壁設(shè)置有圓形凹槽7;圓形凹槽7內(nèi)安裝彈性擋圈4;定位環(huán)3的內(nèi)壁用于安裝待加工碳化硼氣浮軸承10，定位環(huán)3的兩個(gè)端面分別與彈簧擋圈4以及壓緊螺母2緊密貼合。
[0026]通過(guò)本實(shí)用新型磨削裝置加工出的碳化硼氣浮軸承的內(nèi)孔和端面具有亞微米級(jí)的尺寸和形位精度，其中內(nèi)孔圓柱度，端面對(duì)內(nèi)孔垂直度垂直度和內(nèi)孔與外圓的同軸度均小于0.001mm，表面粗糙度小于Ra0.Ιμπι。通過(guò)本實(shí)用新型加工的碳化硼氣浮軸承的精度可以看出，采用本實(shí)用新型的精密磨削裝置及方法，可以保證碳化硼氣浮軸承的精度指標(biāo)。
[0027]特別之處還有，定位環(huán)3的端面開(kāi)設(shè)有便于拆裝定位環(huán)的小孔9;該小孔9至少為一個(gè)。
[0028]特別之處還有，為了使定位環(huán)能夠比較容易的安裝至定位座I的內(nèi)孔中，該裝置的定位環(huán)外圓兩端均加工有錐面，其錐面的斜角角度為1°。
[0029]需要說(shuō)明的是:定位座I內(nèi)孔與定位環(huán)3外圓為過(guò)盈配合，最大過(guò)盈量為0.001mm。這樣其內(nèi)孔跳動(dòng)量與磨床主軸的回轉(zhuǎn)精度一致，并可以消除或盡可能減小定位環(huán)軸承組件安裝的定位誤差，以保證磨削加工的碳化硼氣浮軸承內(nèi)孔與外圓的形位精度。
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