一种用于加工陀螺电机凸半球的掩模及其加工方法技术

本发明专利技术提供一种用于加工陀螺电机凸半球的掩模及其加工方法，解决现有凸半球的加工工装无法保证凸半球的加工精度、进而对陀螺电机性能产生影响的问题。该用于加工陀螺电机凸半球的掩模包括安装套筒、半球壳体和延伸套筒；安装套筒、半球壳体和延伸套筒依次同轴设置，半球壳体上沿周向设置有多条与凸半球的对数曲线螺旋槽形状相匹配的对数曲线螺旋孔；本发明专利技术提供的用于加工陀螺电机凸半球的掩模的加工方法，包括以下步骤：步骤一、初步加工；步骤二、加工定位芯轴和定位夹具；步骤三、加工外球面；步骤四、数控铣削加工对数曲线螺旋孔；步骤五、去外球面毛刺；步骤六、分离掩模加工件和定位芯轴；步骤七、去内球面毛刺。去内球面毛刺。去内球面毛刺。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工陀螺电机凸半球的掩模及其加工方法


[0001]本专利技术属于陀螺电机领域，具体涉及一种用于加工陀螺电机凸半球的掩模及其加工方法，特别是一种用于动压气浮轴承陀螺电机凸半球螺旋槽离子刻蚀的掩模及其加工方法。

技术介绍

[0002]三浮陀螺是目前国内外机电陀螺中精度最高、寿命最长的小型陀螺仪，主要应用于卫星、载人与货运飞船、空间站等惯性导航宇领域，动压陀螺电机是三浮陀螺的“心脏”，对三浮陀螺的性能和寿命起着至关重要的作用。
[0003]动压陀螺电机中动压气浮轴承是关键零部件，动压气浮轴承的动压效应和气膜刚度对陀螺电机的性能具有重要影响。凸半球是动压气浮轴承的关键零件，其材料通常为高硬度GT35硬质合金，尺寸形位精度和表面粗糙度要求较高，具体要求半球面圆度为0.3μm、表面粗糙度Ra0.012μm，半球面上均布12条对数曲线螺旋槽，对数曲线螺旋槽的深度为4μm
±
0.5μm，12条对数曲线螺旋槽的槽形一致性不大于0.01mm，槽底面表面粗糙度为Ra0.1μm，该对数曲线螺旋槽的加工精度对动压气浮轴承的动压效应和气膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加工陀螺电机凸半球的掩模，其特征在于：包括安装套筒（1）、半球壳体（2）和延伸套筒（3）；所述安装套筒（1）、半球壳体（2）和延伸套筒（3）依次同轴设置，所述半球壳体（2）的小端与安装套筒（1）连接，大端与延伸套筒（3）连接，且半球壳体（2）的直径与延伸套筒（3）的直径相同，所述半球壳体（2）上沿周向设置有多条与凸半球的对数曲线螺旋槽形状相匹配的对数曲线螺旋孔（21）；所述半球壳体（2）和延伸套筒（3）的壁厚为0.1～0.2mm；所述安装套筒（1）、半球壳体（2）和延伸套筒（3）的材料膨胀系数小于或等于凸半球的材料膨胀系数，所述半球壳体（2）的内球面与凸半球为2～5μm的过盈配合。2.根据权利要求1所述的用于加工陀螺电机凸半球的掩模，其特征在于：所述安装套筒（1）、半球壳体（2）和延伸套筒（3）的材料为TC4钛合金材料。3.一种权利要求1所述的用于加工陀螺电机凸半球的掩模的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、初步加工；掩模坯料选用圆棒料，对圆棒料依次进行退火、粗车、去应力、半精车、去应力处理，使得安装套筒（1）的外周面、半球壳体（2）的内球面和外球面留有加工余量，其他加工面加工至设计尺寸，得到掩模加工件；随后，将掩模加工件装夹在机床上，对半球壳体（2）的内球面进行精车，使得半球壳体（2）与凸半球的配合过盈量为2～5μm；步骤二、加工定位芯轴和定位夹具（9）；所述定位芯轴包括依次连接的安装段（4）、半球基座（5）、过渡段（6）、定位段（7）和夹持段（8），所述过渡段（6）的直径小于半球基座（5）的直径以及定位段（7）的直径；所述安装段（4）上设置有外螺纹；所述定位芯轴上设置有从安装段（4）延伸至过渡段（6）的轴向切割孔（11）；所述半球基座（5）、过渡段（6）上设置有多个沿轴向延伸、周向均布的径向槽（10），所述径向槽（10）的槽底与定位芯轴中心轴线的最小距离H大于轴向切割孔（11）的半径R；所述定位夹具（9）内部设置有与半球壳体（2）形状和尺寸相匹配的球形凹槽（16），所述球形凹槽（16）的槽底设置有与安装套筒（1）形状和尺寸相匹配的盲孔（17），所述盲孔（17）的底端设置有螺纹孔（18）；步骤三、加工外球...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵荔宁，翁长志，尹栋，王鹏宇，何亚飞，柳亚楠，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：