深圳精密机械加工之零配件的精密球面加工_机械五金加工_加工

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仪器中的金属材料精密球形零件有球轴、薄壁球、球轴尖等，见图2-46。轴的一部分呈球形称球轴（图a )。球形部分是气浮轴承的轴颈。以某仪器的球轴为例s球形部分轮廓度小于0.002m m 。粗糙度值小于H o s w n ，球心与轴线位置度小于0.005mm。山合金钢（M C r M o A l A )制成，热处理后硬度7 0 H R C。

        阁b 为球形零件，薄壳结构，壁厚0 .5〜l.5m m ，球径<|>20 m m〜0l2o m m。由铝合金制成。它们是导航仪器的核心零件。球形轮廓度小于0.01〜0 .002m m 。精度IT6〜IT5，粗糙度K-0.4〜0.01 2邮。内、外球面位置度小于0.005〜0.0005mm。
        图c 头部呈球形的轴尖称球轴尖，它们是某些精密仪器的支承零件。球形轴尖部分和宝石轴承的配合间隙仅有0 .0015〜0 .001m m 。球径0 .4〜0 .3m m 。由NiCrAl合金制造。球形度小于0.0005mm，粗糙度RoO.025Wn。
        球轴制造的难点是如何加工高精度球面，并且确保球心落在其他重要轴颈的轴线上。钢质球磨削在精化外圆磨床上进行。球轴是空心轴，无法直接支承在顶尖间磨削，两端预先精确地配入工艺堵头，仔细研磨堵头上的顶尖孔，利用堵头顶尖孔支承工件。磨削完毕取出堵头。
        磨削球面的筒形砂轮见图2-47。砂瓦2粘在筒形砂轮3 槽内。联接套4 与磨床砂轮轴连结，砂瓦端面与内壁交接圆周是磨削工作面。筒形砂轮髙速旋转时磨削速度17m/s。由于磨削工作面窄，球轴1 的圆周进给必须慢速，为1〜7r/min。半精磨粗糙度达扎0.2(im，精磨/?。0 .05即1。磨削深度由砂轮架横向送进。半精磨0 .0025m m 。精磨0 .0 0丨5 m m。最后尚须无进给光磨长达2h。
        有色合金高精度空心球形零件，加C 时先个:削内半球面，两个半球组合成整球再车削外球面。
        把半球套在心轴上，心轴支持在顶尖间，外半个球合拢固定。在车床顶尖间车削外球面，保证内、外球面同心。高精度空心球，内球面精车完毕，两个半球组合焊成整体，不能穿心轴，无法按内球面调整。因此车内腔时，就把半球面球心所在端面引伸车削成肩面。组合成整球后依据肩面调整车床加工外球面，以获得内、外球面比较高的同心度。进一步提高同心度须做静平衡试验找出球心偏移方向，再修车外球面。
        车削球面需要两个运动，工件绕水平轴线旋转，车刀绕垂直轴线旋转，两轴线正交。刀尖在工件表面上按球轨迹运动。
        加工精密球面的车床主轴由气浮或液浮静压轴承支承，实现径向跳动仅有0.1〜0.4WH的高精度旋转。车刀装在多环导轨转台上，绕垂直轴线低速回转。多环导轨转台的结构见图2-48。分上下两层，下盘固定在车床滑板（或床身上)，纵横两个方向可以微量调节，使转台轴线与车床主轴轴线垂直正交。上下盘之间四条环形导轨啮合。导轨截面呈60° (90°)三角形。制造时配对研磨，回转径向圆跳动小于0.5Wn。
       球轴尖的球径只有0 .3m m , 颈部更细（0 .2m m )，直接车削极易折断。把毛坯颈部直径放大到0.35m m ，先车成图2_4帥的形状。球形部分车削方法见图2-49b。弹性夹头夹持工件旋转，刀具切削部分做成管状，管端面与内壁交线— 圆周为切削刃。刀具压向工件并摇动挤切轴尖。当摇动到任何位置轴尖头部都能进入管内，球形已车成。刀具内径衂.4m m ，车得球径0 .35m m , 球部车成;R 再精车轱径到规定尺寸0.2m m 。

经热处理工件材料硬度提高到6 7 H R C，研磨球部。研具材质必须软而均匀，任何材质不均匀出现硬点会划伤工件表面。一般多选用紫铜材料，且做成管状，内孔小，工件不进入研具内孔。选用W 1 〜W 5 金刚石微粉磨料。工件高速旋转（6000r/min)，研具往复摆动并“捨转”，使磨料在工件表面按复杂轨迹运动。

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