一種用於工件上槽和窄縫光整的方法
2023-09-22 17:49:50
專利名稱：一種用於工件上槽和窄縫光整的方法
技術領域：
本發明涉及研磨拋光方法，尤其是一種用於工件上槽和窄縫光整的方法。
背景技術：
隨著模具行業的高速發展，模具型面越來越複雜，且加工精度要求也變得更高，如何對模具上的槽和窄縫進行光整，使其滿足各種設計要求，已經越來越引起生產廠家的關注。同樣的問題也廣泛的存在於液壓缸內表面的圓槽、軸承內圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整等。這些槽和窄縫大多都尺寸較小(槽寬0.1mm 10mm，槽深0.1mm 8mm)，傳統研磨拋光工藝很難對其兩個側面、底面進行光整，尤其是位於工件內表面上的槽和窄縫由於空間受限，致使很多光整設備和工具都無法觸及。若模具上的槽和窄縫等光整精度不夠，可能會引起製作產品的外觀缺陷；若軸承內圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整精度低，則會導致傳動精度低、工作噪音大、緊固不牢等問題。磁力研磨光整加工具有柔性接觸、自適應性好、自銳性強、溫升小且不需要進行工具磨損補償等優點，已成功應用於平面、外圓面、內圓面等許多場合。結合磁力研磨工藝特點，合理設計磁場分布、磁極布局、關鍵工藝參數，實現對工件上槽和窄縫光整，從而滿足設計要求，改善表面粗糙度和機械物理性能，提高了零件產品質量和性能。
發明內容
本發明提供了一種用於工件上槽和窄縫光整的方法，使工件上槽和窄縫的表面質量得到明顯提高。本發明的技術方案如下:採用一臺帶有動力旋轉主軸的機械設備，將環性永久磁石用夾具固定旋轉主軸上，用工件定位架固定工件。將磁性磨粒覆蓋在工件待光整槽或窄縫的表面上，將環形永久磁石對準待光整部位進行磁力研磨，徑向充磁的環形永久磁石吸附磁性磨粒，磁性磨粒被磁化，由於磁力的作用，磁性磨粒壓附在工件待光整槽或窄縫的表面，環形永久磁石在主軸電機的驅動下旋轉，轉速為300 3000r/min,磁性磨粒對工件上的槽或窄縫進行摩擦、擠壓，實現拋光、去毛刺，加工後槽和窄縫的底面粗糙度達到Ra0.05 μ m以下，側面達到Ra0.1 μ m 以下。所述環形永久磁石採用強磁性材料釹鐵硼製成，環形永久磁石直徑根據待光整工件上的槽或窄縫的結構類型以及加工精度要求確定。當工件上槽或窄縫的寬度大於2mm時，環形永久磁石外周輪廓與槽或者窄縫底面形狀擬合。所述磁性磨粒是經過壓塊、燒結、破碎和篩分工藝製備的鐵粒子和氧化鋁顆粒複合粒子，其規格為60 200目。本發明與現有同類方法相比較，其顯著的有益效果體現在:1.本發明需要的設備簡單，傳統工具機改造即可實現使用功能，且改造成本低。
2.本發明適用範圍廣、方法簡潔、操作容易，不僅可以用於模具工件，而且還可以用於液壓缸內表面的圓槽、軸承內圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整等。3.因磁性磨粒按照磁力線矢量排列，所以在光整過程中，可以同步光整槽或窄縫的兩個側面和底面，加工效率高。4.磁性磨粒在對槽進行拋光和毛刺去除後，表面殘餘壓應力的存在提高了機械物理性能。5.該方法研磨升溫小、加工工件不易變形，且加工後無變質層。
圖1是P20模具鋼工件矩形槽光整的方法示意圖。圖2是P20模具鋼工件弧形斜槽光整的方法示意圖。圖3是矩形花鍵槽光整的方法示意圖。圖4是P20模具鋼工件矩形槽光整前表面形貌圖。圖5是P20模具鋼工件矩形槽光整後表面形貌圖。圖1 3的標示編號為:1-工件；2_磁性磨粒；3_磁石夾頭；4_環形永久磁石。
具體實施例方式下面結合附圖用實施例對本發明詳細說明。實施例1如圖1所示，P20模具鋼工件矩形槽光整的方法。(I)採用設備和材料採用改裝立式銑床一臺，其主軸轉速範圍為300 3000r/min，工件定位架採用Kll系列標準三爪自定心卡盤，其翻轉角度可調，由三相交流電機驅動，轉速為50 300r/min,能夠進行正反轉調整。環形永久磁石4材質為釹鐵硼，經過徑向充磁，尺寸為024-060x4 mm,由磁石夾頭3連接在立式銑床主軸上，並由主軸驅動其轉動。採用的磁性磨粒2是經過壓塊、燒結、破碎和篩分工藝製備的鐵粒子和氧化鋁顆粒複合粒子。(2)操作步驟工件I帶有矩形環槽,環槽尺寸為0150-0156x6 mtn,工件I由定位架的三爪自定心卡盤固定，並調整卡盤角度為水平，以保證矩形環槽底面形成的柱面與工具機主軸軸線垂直，先在永久磁石與工件I上的矩形槽之間充填60目磁性磨粒，然後調整永久磁石與工件上矩形槽位置，使永久磁石位於矩形槽的中間，且與槽底保持Imm的間隙，設定銑床主軸的轉速Ii1=UOOrAiin,工件定位架卡盤轉速n2=200r/min，研磨時間為15min。加工完畢清潔後，更換粒度為100目的磁性磨粒繼續加工30min。停止銑床主軸、工件定位架卡盤的轉動，調整永久磁石與工件位置，使其從矩形槽內退出，拆下工件，並用超聲波清理磨料。光整加工前後，測得槽底面的表面粗糙度變化為Ra0.32 μ m-Ra0.05 μ m。實施例2
如圖2所示，P20模具鋼工件弧形斜槽光整的方法。( I)採用的採用設備和材料同實施例1。(2)操作步驟:工件I帶有弧形環槽，弧曲率半徑r=l.2mm,弧頂直徑為084 mm, Γ件I由定位架的卡盤固定，並由電機驅動其轉動，轉速n2=300r/min。永久磁石4材質為銣鐵硼,環形，內面直徑為016 mm，外面為半圓弧面，曲率半徑r=l.2mm,弧頂直徑為040 mm,厚度為1.5mm。永久磁石4由磁石夾頭3連接在統床主軸上，並由主軸驅動轉動，轉速nfOOOr/min。調整定位架角度，使得永久磁石圓弧面與工件上弧形環槽面間隙保持為1mm，採用粒度為100目的磁性磨粒2光整加工，時間為25min。光整加工前後，測得槽底面的表面粗糙度變化為Ra0.54 μ m-Ra0.05 μ m。實施例3如附圖3所示，工件上矩形花鍵槽光整的方法。( I)採用的採用設備和材料同實施例1。(2)操作步驟:工件I為矩形花鍵軸，其材質為45鋼，尺寸為6_20X25X6mm，工件I由定位架的卡盤固定，並由定位架驅動沿軸向其往復移動，移動速度v=lmm/s。永久磁石4材質為銣鐵硼，環形，內面直徑為06 mm.外面為半圓弧面，曲率半徑r = 10mm，其厚度為4mm。永久磁石4由磁石夾頭3連接在統床主軸上，並由主軸驅動其轉動,轉速n=1300r/min。調整定位架角度，使其與工 件I花鍵槽底和花鍵兩側均保持Imm間隙，採用粒度為60目的磁性磨料粒2光整加工，時間為20min。光整加工前後，測得槽底面的表面粗糙度變化為Ra0.8 μ m-Ra0.1 μ m。
權利要求
1.一種用於工件上槽和窄縫光整的方法，其特徵是:採用一臺帶有動力旋轉主軸的機械設備，將環性永久磁石用夾具固定旋轉主軸上，用工件定位架固定工件，將磁性磨粒覆蓋在工件待光整槽或窄縫的表面上，將環形永久磁石對準待光整部位進行磁力研磨，徑向充磁的環形永久磁石吸附磁性磨粒，磁性磨粒被磁化，由於磁力的作用，磁性磨粒壓附在工件待光整槽或窄縫的表面，環形永久磁石在主軸電機的驅動下旋轉，轉速為300 3000r/min，磁性磨粒對工件上的槽或窄縫進行摩擦、擠壓，實現拋光、去毛刺，加工後槽和窄縫的底面粗糙度達到Ra0.05 μ m以下,側面達到Ra0.1 μ m以下。
2.根據權利要求1所述的一種用於工件上槽和窄縫光整的方法，其特徵是:所說的環形永久磁石採用強磁性材料釹鐵硼製成，當工件上槽或窄縫的寬度大於2mm時，環形永久磁石外周輪廓與槽或者窄縫底面形狀擬合。
3.根據權利要求1所述的一種用於工件上槽和窄縫光整的方法，其特徵是:所說的磁性磨粒是經過壓塊、燒結、破碎和篩分工藝製備的鐵粒子和氧化鋁顆粒複合粒子，其規格為60 200目。
全文摘要
本發明公開了一種用於工件上槽和窄縫光整的方法，使工件上槽和窄縫的表面質量得到明顯提高。本發明採用一臺帶有動力旋轉主軸的機械設備，將環性永久磁石用夾具固定旋轉主軸上，用工件定位架固定工件。將磁性磨粒覆蓋在工件待光整槽或窄縫的表面上，將環形永久磁石對準待光整部位進行磁力研磨，由於磁力的作用，磁性磨粒壓附在工件待光整槽或窄縫的表面，環形永久磁石在主軸電機的驅動下旋轉，磁性磨粒對工件上的槽或窄縫進行摩擦、擠壓，實現拋光、去毛刺。本發明適用範圍廣、方法簡潔、操作容易，不僅可以用於模具工件，而且還可以用於液壓缸內表面的圓槽、軸承內圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整。
文檔編號B24B1/04GK103111918SQ20131001778
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者陳燕, 焦安源, 曲濤, 王顯康, 郭龍文, 李宗澤 申請人:遼寧科技大學