高精度深孔台阶轴类零件的加工方法技术

本发明专利技术属于机械加工领域，涉及一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，包括：1)精车零件全部达技术要求，在零件两端孔口车出内螺纹；2)制造螺纹堵头；3)对零件进行热处理；4)在零件的端部安装弹性垫圈以及螺纹堵头，夹持零件同一外圆加工两端螺纹堵头的中心孔；拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，对零件进行人工时效处理；5)成装螺纹堵头及弹性垫圈保证连接牢固，夹持零件同一外圆抛研两端中心孔，精磨各外圆达技术要求，拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，加工零件内孔达图纸要求。本发明专利技术提供了一种可提高轴类零件外圆的精加工质量以及提高了零件整体加工质量和效率的高精度深孔台阶轴类零件的加工方法。

Machining method of high precision deep hole step shaft parts

【技术实现步骤摘要】
高精度深孔台阶轴类零件的加工方法
本专利技术属于机械加工领域，涉及一种轴类零件的加工方法，尤其涉及一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法。
技术介绍
深孔台阶轴是一种常见的轴类零件结构，基于此结构衍生的各种高精度零件(如图1以及图2所示)广泛应用于各种工业产品的零部件中。这类零件的空心结构导致零件刚性不足，从而使零件在外磨砂轮径向磨削力作用下易弯曲，进而引起更大的转子离心作用导致零件振动加剧影响零件加工质量；而“一头沉”结构因不同直径外圆的离心力和线速度不同，不仅会对零件“大头”外圆精度造成影响，同时也会对其他较小直径的外圆精度造成影响。该类零件的孔和外圆往往具有很高的尺寸及形位精度，其外圆不仅作零件的工作部分也作内孔加工的基准。考虑零件不利的结构因素，该类零件的加工一般至少进行2道以上的外磨工序。而由于高精度深孔加工非常困难，因此其外圆加工一般选用两端孔口的60°锥孔作基准。使用该基准对零件进行精磨时，往往因为锥孔制造精度不足、热处理后变形无法通过修研修正而导致两孔相对位置精度不足，锥孔锥度、圆度不好而导致与外磨顶尖接触不良，进而导致零件外圆圆柱度和跳动精度误差。此外，选用60°锥孔作基准一般需要在零件一端面粘结“L”形拨杆以便机床带动零件轴向回转。胶水的凝固需要至少6小时的时间，如遇须在热处理前粗磨的零件还要在热处理前后分别进行去、粘拨杆的工序，费时费力。该类零件的圆柱度误差必须通过加大余量再进行研磨加工予以修正，这会加大研磨的加工难度和生产成本；而跳动(同轴度)误差则无法通过研磨修复，会直接导致零件报废。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可提高轴类零件外圆的精加工质量以及提高了零件整体加工质量和效率的高精度深孔台阶轴类零件的加工方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，其特征在于：所述高精度深孔台阶轴类零件的加工方法包括以下步骤：1)精车零件全部达技术要求，在零件两端孔口车出内螺纹；2)根据步骤1)车出的内螺纹制造螺纹堵头；3)对零件进行热处理，热处理后零件的变形量小于0.1mm，硬度符合图纸要求；4)在零件的端部安装弹性垫圈以及步骤2)制备得到的螺纹堵头，夹持零件同一外圆加工两端螺纹堵头的中心孔，粗磨零件各外圆留磨0.12-0.15mm，跳动小于0.01mm，圆柱度小于0.01mm；拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，对零件进行人工时效处理；5)成装螺纹堵头及弹性垫圈保证连接牢固，夹持零件同一外圆抛研两端中心孔，精磨各外圆达技术要求，拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，加工零件内孔达图纸要求。上述步骤1)中内螺纹的长度不少于5倍螺距，所述内螺纹小径不小于零件工作内孔孔径。上述步骤2)中制造螺纹堵头的具体实现方式是：按步骤1)中内螺纹实际尺寸配车螺纹及其余外圆，完成后淬回火，去除螺纹堵头表面毛刺。上述螺纹堵头的材料是45号钢，热处理硬度是HRC35-38。上述弹性垫圈是符合GB93-66/GB92-58的标准件或选用材料是65Mn或2Cr13按标准结构制造得到的加工件。上述高精度深孔台阶轴类零件的加工方法在步骤5)中精磨各外圆达技术要求之后还包括研磨加工工序，在研磨加工工序结束后拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，加工零件内孔达图纸要求。上述步骤4以及步骤5)中，施加预紧力的80％拆下螺纹堵头。上述内螺纹的牙形是普通螺纹牙形或其他便于连接的螺纹牙形。本专利技术的优点是：本专利技术提供了一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，包括精车零件全部达技术要求，在零件两端孔口车出内螺纹，车出的内螺纹制造螺纹堵头，对零件进行热处理，热处理后零件的变形量小于0.1mm，硬度符合图纸要求；在零件的端部安装弹性垫圈以及螺纹堵头，夹持零件同一外圆加工两端螺纹堵头的中心孔，粗磨零件各外圆留磨0.12-0.15mm，跳动小于0.01mm，圆柱度小于0.01mm；拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，对零件进行人工时效处理；成装螺纹堵头及弹性垫圈保证连接牢固，夹持零件同一外圆抛研两端中心孔，精磨各外圆达技术要求，拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，加工零件内孔达图纸要求。本专利技术为了解决高精度深孔台阶轴零件外圆精加工质量不好的问题，尤其是当60°锥孔的形位精度无法通过一般机加手段提高时，提出了一种新的外磨基准选用思路及对应的零件加工方法，使堵头与零件连接牢固，两端中心孔获得良好的形位精度，进而提高零件外圆的精加工质量，提高了零件的加工质量和效率，降低零件的制造成本。同时采用弹簧垫圈的使用可吸收零件振动产生的能力，使螺纹连接牢固，且避免堵头和零件端面的硬压产生的应力，简化零件的受力来源。螺纹堵头结构简单、材料普遍、制造方便，弹簧垫圈为标准件，易获取。螺纹堵头及弹簧垫圈的使用不仅保证了零件的加工质量，而且达到低成本的效果。热处理后安排粗磨-时效-精磨的工序，使(特别是大尺寸外圆端)中心孔因使用造成的磨损得到及时修正，使零件残余的热处理和加工应力得到释放，使零件更容易保证和保持尺寸及形位精度。附图说明图1是现有技术中待加工的深孔台阶轴零件的结构示意图；图2是现有技术中另一个待加工的深孔台阶轴零件的结构示意图；图3是本专利技术所采用的螺纹堵头的结构示意图；图4是本专利技术所采用的弹性垫圈的结构示意图；图5是图4的侧视结构示意图。具体实施方式良好的外磨基准是高精度外圆加工的必要保证，而零件两端60°锥孔的圆度、锥度和位置度往往很难保证，因此加工该类零件外圆时必须考虑其他基准形式。其中带中心孔的光面堵头基准可提高零件外磨加工质量，但光面堵头装卸困难，易引起零件尺寸变化，且不适合内孔尺寸过大或过小的零件，此外与之配合零件内孔必须为整圆。因此，光面堵头并不适合作为高精度深孔台阶零件的外磨基准。而新的外磨基准应保留中心孔以获得与外磨顶尖良好的接触质量；而又要避免光面压合的连接方式。因此，可考虑带中心孔的螺纹堵头作外磨基准，通过改变堵头与零件的连接方式改变零件堵头部分的受力方式，减少零件变形且便于装卸、连接牢固，同时保留中心孔作高精度外磨基准提高外圆加工质量。基于如上分析及研究，本专利技术提供了一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，该方法包括：A、精车零件全部达技术要求，在零件两端孔口车出长度不少于5倍螺距的内螺纹，内螺纹小径必须大于等于工作内孔孔径，零件的制造工艺应考虑加工等方法保证内螺纹的制造；B、制造螺纹堵头(如图3所示)：按零件内螺纹实际尺寸配车螺纹及其余外圆(中心孔不车)，淬回火，去毛刺；C、对零件热处理：淬火、回火、吹砂、时效、变形＜0.1mm，硬度符图；D、成装螺纹堵头和弹性垫圈(如图4以及图5所示)，使之连接牢固；E、车工夹持零件同一外圆加工两端堵头中心孔；F、粗磨零件各外圆留磨0.12-0.15mm，跳动＜0.01mm，圆柱度＜0.01mm；G、拆下螺纹堵头及弹性垫圈；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，其特征在于：所述高精度深孔台阶轴类零件的加工方法包括以下步骤：/n1)精车零件全部达技术要求，在零件两端孔口车出内螺纹；/n2)根据步骤1)车出的内螺纹制造螺纹堵头；/n3)对零件进行热处理，热处理后零件的变形量小于0.1mm，硬度符合图纸要求；/n4)在零件的端部安装弹性垫圈以及步骤2)制备得到的螺纹堵头，夹持零件同一外圆加工两端螺纹堵头的中心孔，粗磨零件各外圆留磨0.12-0.15mm，跳动小于0.01mm，圆柱度小于0.01mm；拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，对零件进行人工时效处理；/n5)成装螺纹堵头及弹性垫圈保证连接牢固，夹持零件同一外圆抛研两端中心孔，精磨各外圆达技术要求，拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，加工零件内孔达图纸要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，其特征在于：所述高精度深孔台阶轴类零件的加工方法包括以下步骤：
1)精车零件全部达技术要求，在零件两端孔口车出内螺纹；
2)根据步骤1)车出的内螺纹制造螺纹堵头；
3)对零件进行热处理，热处理后零件的变形量小于0.1mm，硬度符合图纸要求；
4)在零件的端部安装弹性垫圈以及步骤2)制备得到的螺纹堵头，夹持零件同一外圆加工两端螺纹堵头的中心孔，粗磨零件各外圆留磨0.12-0.15mm，跳动小于0.01mm，圆柱度小于0.01mm；拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，对零件进行人工时效处理；
5)成装螺纹堵头及弹性垫圈保证连接牢固，夹持零件同一外圆抛研两端中心孔，精磨各外圆达技术要求，拆下螺纹堵头及弹性垫圈后，加工零件内孔达图纸要求。


2.根据权利要求1所述的高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，其特征在于：所述步骤1)中内螺纹的长度不少于5倍螺距，所述内螺纹小径不小于零件工作内孔孔径。


3.根据权利要求2所述的高精度深孔台阶轴类零件的加工方法，其特征在于：所述步骤2)中制造螺纹堵头的具体实现方式是：按步...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭扬，刘昆，张赞，陈耀武，贾双良，徐辰，
申请(专利权)人：中国航发西安动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61