加工實(shí)例如何控制零部件精度

磨削電主軸是高精度磨床的核心部件之一，其加工制造的精度直接影響著最終機(jī)床的幾何精度和所生產(chǎn)零件的質(zhì)量。而軸承座則是高精度電主軸磨具中的關(guān)鍵零件，其精度直接影響主軸軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和壽命，進(jìn)而決定了主機(jī)的加工精度和使用壽命。

那如何控制軸承座的精度呢？軸承座的精度分析及工藝方案1.

工件及主要精度要求工件如圖1，材料為40Cr鍛件，主要精度要求如下:(1)

?100mm孔(基準(zhǔn)A)的圓柱度0.002mm，孔底對基準(zhǔn)A垂直度0.003mm。(2)

?178mm外圓對基準(zhǔn)A同軸度0.005mm，外圓肩面對基準(zhǔn)A垂直度0.003mm。(3)170H7mm孔底對基準(zhǔn)A垂直度0.003mm。

圖1軸承工件簡圖上述精度會影響電主軸的幾何精度、運(yùn)動精度、溫升、靜態(tài)剛度、噪聲及壽命等，也會影響電主軸的運(yùn)動品質(zhì)。

2.

工藝路線

根據(jù)以上工藝方案分析，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定了如下工藝路線：粗車→調(diào)質(zhì)→車→鉆、鉗→外磨→內(nèi)磨→精車→熱處理(低溫時效)→精外磨→精內(nèi)磨。

其中精外磨和精內(nèi)磨是保證工件最終精度的關(guān)鍵工序過程。

3.傳統(tǒng)工藝下的加工問題

精外磨時使用了專用夾具磨芯軸，可以保證一刀落的?178mm外圓與肩面的垂直要求，檢測該垂直度均在0.001～0.003mm，完全可以滿足工件精度要求。

精內(nèi)磨時，采用三爪輕夾?138mm外圓，校正?178mm外圓及肩面均在0.003mm之內(nèi)，一次裝夾磨削?100mm內(nèi)孔及孔底、?170H7mm內(nèi)孔及孔底。

各項(xiàng)精度仍符合圖紙要求,除了內(nèi)孔圓柱度超差。

這里需要利用三坐標(biāo)量儀復(fù)檢工件，內(nèi)孔發(fā)生了較大的內(nèi)應(yīng)力變形，圓柱度擴(kuò)大為0.012mm，內(nèi)孔尺寸精度和圓柱度均超差。

從孔底向孔口沿軸線方向使用圓度儀測量內(nèi)孔3個截面的圓度，三個截面圓度誤差依次如下：

圖2工藝改進(jìn)前工件內(nèi)孔三截面圓度檢測報告

靠近孔口處精度明顯好于孔底，三棱型變化趨勢明顯。

變形原因分析及控制方案該軸承座工件的加工精度超差主要是由于加工中工件夾緊位置、方向及受力點(diǎn)不恰當(dāng)引起的。為此進(jìn)行簡單初步的工藝試驗(yàn)，通過減小工件內(nèi)磨裝夾時的三爪夾持力，檢查磨削后的工件，發(fā)現(xiàn)圓度明顯改觀，但仍然有3處高點(diǎn)的跡象，可見工件變形導(dǎo)致的精度超差主要是由裝夾方式不合理引起的。

為了解決因裝夾變形引起的精度超差問題，改變夾具原有的精內(nèi)磨裝夾方式，改徑向三爪夾持為軸向夾持，設(shè)計(jì)如圖3所示內(nèi)磨夾具工裝。1.

三爪卡盤2.內(nèi)磨夾具主體3.拉緊螺釘

4.工件5.內(nèi)磨夾具壓環(huán)圖3內(nèi)磨夾具簡圖

原工藝路線合理，只是在精內(nèi)磨工序中，工件的裝夾方法需要改進(jìn)。

改徑向夾持為軸向夾持，工裝需要以工件?130外圓及肩面定位(工件?130mm外圓與內(nèi)磨夾具內(nèi)孔小間隙配合)、?178mm外圓處肩面拼緊用壓蓋壓緊，固定工件位置來進(jìn)行精內(nèi)磨工序內(nèi)容加工。

具體工藝控制方案如下：加工變形控制方案實(shí)施通過?130mm外圓、?220mm外圓、?178mm外圓及肩面一次加工，保證精度要求。由于使用了專用的磨芯軸夾具，可以保證一次加工出來的?178mm，外圓與肩面垂直要求，檢測該垂直度均在0.001～0.003mm。完全可以滿足工件精度要求，也同時可以滿足為后道工序精內(nèi)磨做工藝基準(zhǔn)的要求。

然后在精內(nèi)磨時，采用三爪夾持內(nèi)磨夾具外圓，校正?220mm外圓進(jìn)行基準(zhǔn)過度，校正?220mm外圓及?178mm外圓處肩面均在0.003mm之內(nèi)，一次裝夾磨削?100mm內(nèi)孔及孔底、?170H7mm內(nèi)孔及孔底。在磨削結(jié)束后，測量工件的孔徑尺寸和圓度都符合圖紙要求，并且內(nèi)孔圓度在0.002mm以內(nèi)。

最后，將完工工件送三坐標(biāo)測量機(jī)和圓度檢測儀進(jìn)行測量，從孔底向孔口沿軸線方向使用圓度儀測量內(nèi)孔3個截面的圓度，三個截面圓度誤差依次如下

圖4工藝改進(jìn)后工件內(nèi)孔三截面圓度檢測報告

檢測結(jié)果均滿足圖紙要求，內(nèi)孔3個截面的圓度，均小于0.003mm的精度要求。

傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床趨于統(tǒng)一化，沒有精度高低之分，而高精度零件的加工沒有相應(yīng)的專門高精度機(jī)械加工機(jī)床，因此必須建立新的、完善的專門化高精度機(jī)械加工機(jī)床，這樣對于高精度機(jī)械加工的工作人員、流程配置都會有很大幫助