專利名稱：一種用于工件上槽和窄縫光整的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及研磨拋光方法，尤其是一種用于工件上槽和窄縫光整的方法。
背景技術(shù)：
隨著模具行業(yè)的高速發(fā)展，模具型面越來越復(fù)雜，且加工精度要求也變得更高，如何對模具上的槽和窄縫進行光整，使其滿足各種設(shè)計要求，已經(jīng)越來越引起生產(chǎn)廠家的關(guān)注。同樣的問題也廣泛的存在于液壓缸內(nèi)表面的圓槽、軸承內(nèi)圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整等。這些槽和窄縫大多都尺寸較小(槽寬0.1mm 10mm，槽深0.1mm 8mm)，傳統(tǒng)研磨拋光工藝很難對其兩個側(cè)面、底面進行光整，尤其是位于工件內(nèi)表面上的槽和窄縫由于空間受限，致使很多光整設(shè)備和工具都無法觸及。若模具上的槽和窄縫等光整精度不夠，可能會引起制作產(chǎn)品的外觀缺陷；若軸承內(nèi)圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整精度低，則會導(dǎo)致傳動精度低、工作噪音大、緊固不牢等問題。磁力研磨光整加工具有柔性接觸、自適應(yīng)性好、自銳性強、溫升小且不需要進行工具磨損補償?shù)葍?yōu)點，已成功應(yīng)用于平面、外圓面、內(nèi)圓面等許多場合。結(jié)合磁力研磨工藝特點，合理設(shè)計磁場分布、磁極布局、關(guān)鍵工藝參數(shù)，實現(xiàn)對工件上槽和窄縫光整，從而滿足設(shè)計要求，改善表面粗糙度和機械物理性能，提高了零件產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于工件上槽和窄縫光整的方法，使工件上槽和窄縫的表面質(zhì)量得到明顯提高。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:采用一臺帶有動力旋轉(zhuǎn)主軸的機械設(shè)備，將環(huán)性永久磁石用夾具固定旋轉(zhuǎn)主軸上，用工件定位架固定工件。將磁性磨粒覆蓋在工件待光整槽或窄縫的表面上，將環(huán)形永久磁石對準待光整部位進行磁力研磨，徑向充磁的環(huán)形永久磁石吸附磁性磨粒，磁性磨粒被磁化，由于磁力的作用，磁性磨粒壓附在工件待光整槽或窄縫的表面，環(huán)形永久磁石在主軸電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300 3000r/min,磁性磨粒對工件上的槽或窄縫進行摩擦、擠壓，實現(xiàn)拋光、去毛刺，加工后槽和窄縫的底面粗糙度達到Ra0.05 μ m以下，側(cè)面達到Ra0.1 μ m 以下。所述環(huán)形永久磁石采用強磁性材料釹鐵硼制成，環(huán)形永久磁石直徑根據(jù)待光整工件上的槽或窄縫的結(jié)構(gòu)類型以及加工精度要求確定。當工件上槽或窄縫的寬度大于2mm時，環(huán)形永久磁石外周輪廓與槽或者窄縫底面形狀擬合。所述磁性磨粒是經(jīng)過壓塊、燒結(jié)、破碎和篩分工藝制備的鐵粒子和氧化鋁顆粒復(fù)合粒子，其規(guī)格為60 200目。本發(fā)明與現(xiàn)有同類方法相比較，其顯著的有益效果體現(xiàn)在:1.本發(fā)明需要的設(shè)備簡單，傳統(tǒng)機床改造即可實現(xiàn)使用功能，且改造成本低。
2.本發(fā)明適用范圍廣、方法簡潔、操作容易，不僅可以用于模具工件，而且還可以用于液壓缸內(nèi)表面的圓槽、軸承內(nèi)圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整等。3.因磁性磨粒按照磁力線矢量排列，所以在光整過程中，可以同步光整槽或窄縫的兩個側(cè)面和底面，加工效率高。4.磁性磨粒在對槽進行拋光和毛刺去除后，表面殘余壓應(yīng)力的存在提高了機械物理性能。5.該方法研磨升溫小、加工工件不易變形，且加工后無變質(zhì)層。


圖1是P20模具鋼工件矩形槽光整的方法示意圖。圖2是P20模具鋼工件弧形斜槽光整的方法示意圖。圖3是矩形花鍵槽光整的方法示意圖。圖4是P20模具鋼工件矩形槽光整前表面形貌圖。圖5是P20模具鋼工件矩形槽光整后表面形貌圖。圖1 3的標示編號為:1-工件；2_磁性磨粒；3_磁石夾頭；4_環(huán)形永久磁石。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖用實施例對本發(fā)明詳細說明。實施例1如圖1所示，P20模具鋼工件矩形槽光整的方法。(I)采用設(shè)備和材料采用改裝立式銑床一臺，其主軸轉(zhuǎn)速范圍為300 3000r/min，工件定位架采用Kll系列標準三爪自定心卡盤，其翻轉(zhuǎn)角度可調(diào)，由三相交流電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速為50 300r/min,能夠進行正反轉(zhuǎn)調(diào)整。環(huán)形永久磁石4材質(zhì)為釹鐵硼，經(jīng)過徑向充磁，尺寸為024-060x4 mm,由磁石夾頭3連接在立式銑床主軸上，并由主軸驅(qū)動其轉(zhuǎn)動。采用的磁性磨粒2是經(jīng)過壓塊、燒結(jié)、破碎和篩分工藝制備的鐵粒子和氧化鋁顆粒復(fù)合粒子。(2)操作步驟工件I帶有矩形環(huán)槽,環(huán)槽尺寸為0150-0156x6 mtn,工件I由定位架的三爪自定心卡盤固定，并調(diào)整卡盤角度為水平，以保證矩形環(huán)槽底面形成的柱面與機床主軸軸線垂直，先在永久磁石與工件I上的矩形槽之間充填60目磁性磨粒，然后調(diào)整永久磁石與工件上矩形槽位置，使永久磁石位于矩形槽的中間，且與槽底保持Imm的間隙，設(shè)定銑床主軸的轉(zhuǎn)速Ii1=UOOrAiin,工件定位架卡盤轉(zhuǎn)速n2=200r/min，研磨時間為15min。加工完畢清潔后，更換粒度為100目的磁性磨粒繼續(xù)加工30min。停止銑床主軸、工件定位架卡盤的轉(zhuǎn)動，調(diào)整永久磁石與工件位置，使其從矩形槽內(nèi)退出，拆下工件，并用超聲波清理磨料。光整加工前后，測得槽底面的表面粗糙度變化為Ra0.32 μ m-Ra0.05 μ m。實施例2
如圖2所示，P20模具鋼工件弧形斜槽光整的方法。( I)采用的采用設(shè)備和材料同實施例1。(2)操作步驟:工件I帶有弧形環(huán)槽，弧曲率半徑r=l.2mm,弧頂直徑為084 mm, Γ件I由定位架的卡盤固定，并由電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n2=300r/min。永久磁石4材質(zhì)為銣鐵硼,環(huán)形，內(nèi)面直徑為016 mm，外面為半圓弧面，曲率半徑r=l.2mm,弧頂直徑為040 mm,厚度為1.5mm。永久磁石4由磁石夾頭3連接在統(tǒng)床主軸上，并由主軸驅(qū)動轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速nfOOOr/min。調(diào)整定位架角度，使得永久磁石圓弧面與工件上弧形環(huán)槽面間隙保持為1mm，采用粒度為100目的磁性磨粒2光整加工，時間為25min。光整加工前后，測得槽底面的表面粗糙度變化為Ra0.54 μ m-Ra0.05 μ m。實施例3如附圖3所示，工件上矩形花鍵槽光整的方法。( I)采用的采用設(shè)備和材料同實施例1。(2)操作步驟:工件I為矩形花鍵軸，其材質(zhì)為45鋼，尺寸為6_20X25X6mm，工件I由定位架的卡盤固定，并由定位架驅(qū)動沿軸向其往復(fù)移動，移動速度v=lmm/s。永久磁石4材質(zhì)為銣鐵硼，環(huán)形，內(nèi)面直徑為06 mm.外面為半圓弧面，曲率半徑r = 10mm，其厚度為4mm。永久磁石4由磁石夾頭3連接在統(tǒng)床主軸上，并由主軸驅(qū)動其轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速n=1300r/min。調(diào)整定位架角度，使其與工 件I花鍵槽底和花鍵兩側(cè)均保持Imm間隙，采用粒度為60目的磁性磨料粒2光整加工，時間為20min。光整加工前后，測得槽底面的表面粗糙度變化為Ra0.8 μ m-Ra0.1 μ m。
權(quán)利要求
1.一種用于工件上槽和窄縫光整的方法，其特征是:采用一臺帶有動力旋轉(zhuǎn)主軸的機械設(shè)備，將環(huán)性永久磁石用夾具固定旋轉(zhuǎn)主軸上，用工件定位架固定工件，將磁性磨粒覆蓋在工件待光整槽或窄縫的表面上，將環(huán)形永久磁石對準待光整部位進行磁力研磨，徑向充磁的環(huán)形永久磁石吸附磁性磨粒，磁性磨粒被磁化，由于磁力的作用，磁性磨粒壓附在工件待光整槽或窄縫的表面，環(huán)形永久磁石在主軸電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300 3000r/min，磁性磨粒對工件上的槽或窄縫進行摩擦、擠壓，實現(xiàn)拋光、去毛刺，加工后槽和窄縫的底面粗糙度達到Ra0.05 μ m以下,側(cè)面達到Ra0.1 μ m以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工件上槽和窄縫光整的方法，其特征是:所說的環(huán)形永久磁石采用強磁性材料釹鐵硼制成，當工件上槽或窄縫的寬度大于2mm時，環(huán)形永久磁石外周輪廓與槽或者窄縫底面形狀擬合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于工件上槽和窄縫光整的方法，其特征是:所說的磁性磨粒是經(jīng)過壓塊、燒結(jié)、破碎和篩分工藝制備的鐵粒子和氧化鋁顆粒復(fù)合粒子，其規(guī)格為60 200目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于工件上槽和窄縫光整的方法，使工件上槽和窄縫的表面質(zhì)量得到明顯提高。本發(fā)明采用一臺帶有動力旋轉(zhuǎn)主軸的機械設(shè)備，將環(huán)性永久磁石用夾具固定旋轉(zhuǎn)主軸上，用工件定位架固定工件。將磁性磨粒覆蓋在工件待光整槽或窄縫的表面上，將環(huán)形永久磁石對準待光整部位進行磁力研磨，由于磁力的作用，磁性磨粒壓附在工件待光整槽或窄縫的表面，環(huán)形永久磁石在主軸電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，磁性磨粒對工件上的槽或窄縫進行摩擦、擠壓，實現(xiàn)拋光、去毛刺。本發(fā)明適用范圍廣、方法簡潔、操作容易，不僅可以用于模具工件，而且還可以用于液壓缸內(nèi)表面的圓槽、軸承內(nèi)圈表面、精密花鍵鍵槽表面、細小螺栓和螺母的螺紋表面光整。
文檔編號B24B1/04GK103111918SQ20131001778
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者陳燕, 焦安源, 曲濤, 王顯康, 郭龍文, 李宗澤 申請人:遼寧科技大學(xué)