內圓加工方法及使用該方法的內圓磨床的製作方法

2023-04-23 11:31:16 2

專利名稱：內圓加工方法及使用該方法的內圓磨床的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種內圓加工方法及使用該方法的內圓磨床，其典型應用場合是用於加工高精度套筒式主軸單元的套筒。
背景技術：
套筒式主軸單元的典型設計如圖1所示，高精度套筒式主軸單元的套筒兩端各有一個高精度內孔，為保證傳動的可靠性，兩內孔的同軸度要求很高，通常在0.01mm以下。磨削加工是高精度主軸套筒的一種重要加工方法。如圖2所示，由於傳統磨床只有一個磨頭，須將主軸單元裝夾在頭架上，主軸單元旋轉，磨頭進刀，先加工一端內孔，切削完畢後，磨頭退刀，主軸單元停止旋轉，然後將主軸單元調轉180度重新裝夾後再重複上述操作加工另一端的內孔。由於兩次裝夾時的主軸單元的中心軸必然有一定的角度誤差，從而兩端的內孔必然存在同軸度誤差，影響該角度誤差的因素眾多，例如主軸單元的兩端外圓圓柱度、裝夾過程中產生的隨機偏差等，這種裝夾工藝難以保證套筒兩端內孔的同軸度。
為了解決上述問題，有人採用了高精度轉臺(或數控轉臺)來裝夾套筒式主軸單元。加工完一端內孔後，將轉臺旋轉180度，使得另一端內孔來到磨頭部分，再加工另一端的內孔。高精度轉臺(或數控轉臺)本身存在轉角誤差，理論上兩端內孔一定存在同軸度誤差，同軸度誤差取決於高精度轉臺(或數控轉臺)的製造精度，儘管目前高精度轉臺(或數控轉臺)的高製造精度使得其轉角誤差可以達到15秒以下，但如果套筒長度為350mm，套筒兩端內孔的同軸度誤差Δx計算如下x=156060180175]]>=0.012mm]]>這個誤差值已經超過通常的設計要求。要達到通常的設計要求，高精度轉臺(或數控轉臺)的製造精度理論上應達到7.5秒以下。這樣的標準一來實現困難，二來即使能夠實現，其成本也十分高昂。現有的加工套筒式主軸單元的內圓磨床難以滿足套筒式主軸單元的製造精度要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種內圓加工方法及使用該方法的內圓磨床，能消除套筒式主軸單元兩端內孔的同軸度誤差，並能簡化加工工藝流程，提高加工效率。
本發明的內圓加工方法按照以下步驟進行A.將工件裝夾在頭架中空主軸上；B.一個磨頭首先從工件一側進刀，加工其一端的內孔，該內孔加工完畢後，該磨頭退刀；C.另一個磨頭從工件另一側進刀，加工另一端的內孔，該內孔加工完畢，頭架中空主軸停止旋轉，取下工件使用上述的內圓加工方法的內圓磨床，在床身的主導軌上裝有兩個相向設置的磨頭，兩磨頭之間裝有可裝夾工件的頭架中空主軸。
由於本發明有兩個相向設置的磨頭，兩磨頭之間有可裝夾工件的頭架中空主軸。使用本發明的內圓磨床加工套筒式工件的兩端內孔時，其操作為將工件裝夾在頭架中空主軸上，頭架中空主軸開始旋轉，一個磨頭首先進刀，加工其一端的內孔，加工完畢後，該磨頭退刀；另一個磨頭進刀，加工另一端的內孔，該內孔加工完畢，頭架中空主軸停止旋轉，取下工件，操作完畢。使用本發明加工套筒式工件只需一次裝夾就可加工兩個內孔，不需180度調轉工件，使得加工兩內孔時，工件繞同一迴轉軸線旋轉，沒有產生同軸度誤差的可能。即使工件裝夾時，迴轉軸線與工件的中心軸線不一致，其兩端內孔也嚴格以迴轉軸線為其共同中心軸線，兩內孔之間不會產生同軸度誤差。
使用本發明加工套筒式工件兩端內孔並不會導致其他加工精度要求不能滿足。磨頭的迴轉誤差會導致內孔呈橢圓形；往復走刀的直線度誤差會導致內孔呈錐形；進給運動的讀數精度會導致內孔的尺寸誤差。頭架中空主軸可採用現有的高迴轉精度靜壓主軸，其迴轉精度可達到0.003mm以下；往復走刀的直線度也就是導軌的直線度已達到0.005mm/1000mm以下；進給運動的讀數精度已達到0.001mm。本發明可與上述的先進技術聯合使用，保證其他加工精度要求得到滿足。
使用本發明加工套筒式工件兩端內孔時不需調轉工件，從而節省了工件拆卸、裝夾及同軸度調整的操作程序，使得操作簡化，工作效率可顯著提高。本發明還可用來加工其他包含同軸度要求較高的內圓的工件。


圖1是套筒式主軸單元的示意圖；圖2是現有的套筒式主軸單元加工方式示意圖；圖3是使用本發明的套筒式主軸單元加工方式示意圖；圖4是包含本發明的臥式內圓磨床；圖5是包含本發明的立式內圓磨床；圖6是運用本發明在現有磨床上改裝的磨床。
具體實施例方式
如圖3所示，本發明包括相向設置的兩個磨頭1，在兩磨頭之間有可裝夾工件的頭架中空主軸2。
頭架中空主軸2優先選擇高迴轉精度靜壓主軸。高迴轉精度靜壓主軸是現有技術，其迴轉精度可達0.003mm以下。
本發明的內圓磨床可以是臥式的(如圖4)、立式的(如圖5)或由現有磨床改裝(如圖6)。
頭架中空主軸2也可選擇滾動軸承主軸或滑動軸承主軸，同樣能達到本發明的目的。
本發明按照以下步驟加工工件的內圓A.將工件裝夾在頭架中空主軸2上；B.一個磨頭1首先從工件一側進刀，加工其一端的內孔，該內孔加工完畢後，該磨頭退刀；C.另一個磨頭1從工件另一側進刀，加工另一端的內孔，該內孔加工完畢，頭架中空主軸停止旋轉，取下工件。
加工完成。
權利要求
1.內圓加工方法其特徵在於按照以下步驟進行A.將工件裝夾在頭架中空主軸上；B.一個磨頭首先從工件一側進刀，加工其一端的內孔，該內孔加工完畢後，該磨頭退刀；C.另一個磨頭從工件另一側進刀，加工另一端的內孔，該內孔加工完畢，頭架中空主軸停止旋轉，取下工件。
2.使用權利要求1所述的內圓加工方法的內圓磨床，其特徵在於在床身的主導軌上裝有兩個相向設置的磨頭，兩磨頭之間裝有可裝夾工件的頭架中空主軸。
3.根據權利要求2所述的內圓磨床，其特徵在於頭架中空主軸是高迴轉精度靜壓主軸。
4.根據權利要求2所述的內圓磨床，其特徵在於頭架中空主軸是滾動軸承主軸或滑動軸承主軸。
全文摘要
本發明公開了一種內圓加工方法及使用該方法的內圓磨床，其典型應用場合是用於加工高精度套筒式主軸單元。通過在夾持工件的頭架主軸單元兩邊各設置一個磨頭主軸單元，使得工件可在一次裝夾的情況下，實現兩邊加工，從而提高套筒兩端內孔的高同軸度要求。
文檔編號B24B5/40GK1974126SQ20061012407
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月7日 優先權日2006年12月7日
發明者鍾洪 申請人:鍾洪