小锥孔的精密加工与检测策略研究.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第2期小锥孔的精密加工与检测策略研究褚守云(常州轻丁职业技术学院机械工程系，常州213164)摘要：主轴是高速电主轴的戈键零件．从卡轴小锥孔的精密加工与检测难点分析人手，通过工艺方案的台理设计以及切削参数的合理选择．在高精度数控车床上利用CBN刀具实现了锥面的“以车代磨”工艺，并利用设计的专用塞规实现了锥孔截圆的在线检测．经Talyrond圆度仪实际检测．完全满足设计要求，解决r高精度／J、锥孔的加工与检测难题。关键词：小锥孔；CBN刀具；精密加工；精密检

2、测中图分类号：T川6文献标志码：B文章编号：1671—3133(2012)02—Oll2—03Strategiesonprecisionmachiningandinspectionofthincone-holespindleChuShouyun(ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology。Changzhou213164，Jiangsu，China)Abstract：ThespindleisakeypartofhighspeedmotorizedspindleBythestudyingofprecisionmachi

3、ningandtestingofit’sthincone—hole，itsolvedtheproblemfromsomPaspects，suchasdesignedreasonablemanufacturingleehnology，selectedCBNtoolandcuttingparameters，andmachinedthePnne—holewith“replacingthegnndingbytheturning”forCBNttxdsinhighprecisionCNClathe．andusedaspecialpluggagetomeasurecon

4、e’scircularsectiononline‘l'heresultofameasurementshowstheprod—uctqualityconformstodesignrequirementsbyTalyrondroundnessKeywords：thincone—hole；CBNcuttingtool；precisemachining；preciseinspectionO引言随着制造技术不断向着高速、高精度、高效率和高智能领域发展，作为高性能数控机床核心功能部件的高速电主轴的制造精度和加工性能，直接影响到零件的加T质量，主轴是电主轴的核心零件之一。

5、图I所示为某型号高速电主轴(60000r／min)的主轴，其精度高，尤其是安装刀具的16。小锥孔，不但制造难度极大，而且检测也十分困难。图1主轴lJj口-r、检测难点分析由图1所示可知，主轴锥孔小，孔口直径仪有112西11mm，公差为±0．05mm，锥角⋯砂轮3160的偏差仅为±30”，锥面相对一两轴承挡跳动不超过0．002mm，制造精度要求极高，要想保证锥。孔的制造精度，必须选用高精度而．．j妙轮2的数控磨床，最好采用一次装夹图2uR型砂轮架呵同时完成两轴承挡以及锥孔的加工。若采用配备有如图2所示的UR型砂轮架的数控万能外圆磨床，一次装夹，可完成工件外圆、

6、内圆和端面磨削，达到加工要求。在实际磨削锥孔的过程中，虽然内圆磨头采用的是高速电主轴，转速可以达到24000r／min，但由于锥孔较小，一方面磨头直径仅有66mitt，刚性极差，在高速磨削过程中极其微弱的磨削力变化都会导致锥孔角度超差，导致磨削质量不稳定；另一方面砂轮的实际磨削线速度偏低，不超过8m／s，导致锥面的表面粗糙度值难以满足要求。在锥孔加工过程中，锥孔的检测也是一个问题，特别是孔口尺寸由11±0．05ram的检测．一方面孔L

7、轮廓线为锥孔的锥面与端面的交线构成的圆，在加工褚守云：小锥孔的精密加工与检测策略研究过程中无法实现在线检测；另一方面，由于锥

8、面加T质量的不稳定，特别是轮廓线以及表面粗糙度值难以达到质量要求，导致锥角尺寸的不稳定，使孔口尺寸更加难以检测。2Jjn-r、检测方案设计基于以上分析，笔者采取以下措施来解决小锥孔的加工与检测问题。2．1以车代磨，解决锥角加T难题基于前面的分析，若单纯采用提高数控磨床电主轴的转速来满足锥孔磨削问题实际上显得特别困难。也不经济：而采用高精度，高速数控车床也是一种选择，可通过选择合适的刀具以及切削参数来实现以车代磨。由于主轴的材料是合金钢，表面硬化处理后硬度超过65HRC，这就要求刀具材料必须具有较高的硬度、耐磨性、红硬性以及较低的摩擦因数，适合高速加工的需要。

9、能够满足该条件的月具材料目前有两种：陶瓷、立方氮化硼