Bearbejdning af mikrosfæriske dele

2021/08/19


Dette papir foreslår en nyforarbejdningmetode ved hjælp af optisk overfladesliber med selvfremstillet specialværktøj, som har fordelene ved høj kvalifikationshastighed, enkel betjening og kontrollerbar bearbejdningsnøjagtighed og løser problemet med behandling af små kuglehoveddele.



1 Forord
Bolden kan ses som en cirkelbue, der roterer rundt om sin akse for at blive en overflade. Kuglehovedklassedele på grund af eksistensen af ​​komplekse overflader, så brug normalt CNC -bearbejdning for at sikre kravene til størrelse, positionsnøjagtighed og overfladekvalitet. Med den kontinuerlige forbedring af værktøjsmaskinens ydeevne og værktøjsmateriale og ydeevne kan kuglehovedklassedele med kuglehoveddiameter ‰ ¥ 8 mm og materialehårdhed ‰ ¤64HRC behandles ved traditionelle metoder, herunder: - ‘ved hjælp af rundstrålende drejeværktøj eller cycloid -værktøj til CNC -drejebænk. â ved hjælp af den roterende fræsning med høje krav til justering af værktøjsposition. â ‘¢ Forarbejdning ved profilslibning med speciel slibeskiveindretning. â '£ Spredningsmetode slibning med skræddersyede kopformede slibeskiver. ⑤ Masseproduktion arkiveringsbehandling ved hjælp af en speciel slibeblok (kun halvkugleformede skaftender med regelmæssige former kan behandles).
Analysen af ​​de strukturelle egenskaber ved de små sfæriske dele tyder imidlertid på, at det er svært at realisere præcisionsdannende bearbejdning af de bittesmå sfæriske dele ved hjælp af den traditionelle behandlingsmetode.

2 egenskaber ved mikrokuglehoved
Karakteristika for mikrokuglehoveddele: “i skaftenden har en buet kuglehovedstruktur, opdelt i små halvkugleformede, halvkugleformede og store halvkugleformede strukturer, som vist i figur 1, hårdheden på omkring 60HRC. “kuglediameteren er lille, den generelle kuglediameter â ‰ ¤ 3,5 mm. â ¢ behandling af kugleovergangssektion ved radial kraftsektion let at bryde. â € £ Delens størrelse er lille, og værktøjsstrukturen har en større indvirkning på emnets behandling. ⤤ at danne slibeskiveforbinding er vanskeligere.



Ud fra egenskaberne ved de små kuglehovedklassedele kan det ses, at den traditionelle behandlingsmetode til dannelse af det lille kuglehoved ved enden af ​​skaftet ser ud til at være inkompetent.

For et lille antal generelle præcisionskrav i de små kuglehovedklassedele, kan bruges under blød tilstand udskæring og fræsning af grov bearbejdning, varmebehandling efter polering for at opnå. Men for de høje præcisionskrav for de små kuglehovedklassedele skal du stadig finde en mere passende behandlingsmetode.

På grund af vanskeligheden ved præcision hård bearbejdning af små kugellignende dele er det ikke let at opnå batchbehandling, så ifølge formationsmekanismen for akselkugleenden (lad stangen materiale højhastighedsrotation i form af cirkelbue kuvert til at danne et kuglehoved) og udstyrets forarbejdningsprincip, foreslog en lille akselende af den store halv kugellignende kugledele behandlingsmetode: fremstilling af specialværktøj, lad stangen højhastighedsrotation, med setpunktet for optisk kurvekværn til liniebehandling Princippet er at behandle kuglehovedet i form af en konvolut til præcisionsformning.

3 Metode til bearbejdning af optisk kurveslibemaskine
Den optiske kurveslibemaskine består hovedsageligt af en seng, et koordinatbord, et slibeskive og et projektionssystem. Bordet kan bevæge sig i langsgående, tværgående og lodrette retninger; slibeskiven kan udføre hovedrotationen og den lineære bevægelse på slibeskivebordets styreskinne; slibeskivebordet kan foretage langsgående og tværgående fodringsbevægelse og rotation omkring X/Y/Z -aksen. Slibning af flercirkulære overflader, logaritmiske overflader eller arkimediske spiraloverflader kan realiseres.
Behandling af optisk kurveslibemaskine bruger et optisk projektionsforstørrelsessystem til at projicere emneforstørrelsen på skærmen mod det forstørrede billede af emnet på skærmen og betjener slibeskiven til at slibe emnet for at slibe det overskydende materiale ud over konturlinjen på skærmen forstørret billede, indtil objektbilledets kontur falder fuldstændigt sammen med det forstørrede billede. Det er muligt at sammenligne 25 eller 50 gange forstørrelse. Typerne af diamantslibeskivestrukturer, der bruges i optiske kurveslibere, er flade slibeskiver, skarpe slibeskiver osv., Som vist i figur 2.


I henhold til slibeskivens struktur kan det skarpe slibeskive, der er vist i fig. 2b, bruges sammen med det digitale kontrolsystem til at slibe overflader med en diameter på ‰ ¥ 0,2 mm. Hvis den kombineres med emnets rotation, kan den tilsvarende buede roterende overflade formes og behandles.

4 Bearbejdningseksempelanalyse
Strukturen af ​​et kuglehovedstang til en bestemt produkttype er vist i figur 3. Overfladeruheden af ​​den sfæriske overflade er Ra = 0,4μm, og den kugleformede overflade bør ikke have indlysende skæremønstre såsom ledmærker; størrelsen, positionsnøjagtigheden og hårdheden af ​​den sfæriske del er høj, diameteren på overgangssektionen mellem det sfæriske hoved og akslen er kun 1,2 mm, og bearbejdningsmængden er 500. Følgende vanskeligheder eksisterer ved behandlingen af ​​denne del: “Højere krav til dimensionel nøjagtighed for kuglehovedet og mindre akseldiameter på delen. Diameteren på kuglehovedets overgangssektion er kun 1,2 mm, bearbejdningsstivheden er lav, og kraften er let at bryde. â ¢ behandlingstillæg, behandlingsteknologi, bekvemmelighed ved fastspænding, stabilitet og stangrotation radial udløb og andre aspekter af de højere krav. “Højere krav til kuglehovedets overfladeruhedskvalitet.

Hvis den optiske kurveslibemaskine bruges til at realisere den præcisionsformende behandling af kuglehovedstangen, skal der også laves specielt værktøj for at sikre, at når slibeskiven bevæger sig langs emnets kontur, roterer kuglehovedstangen rundt om aksen for at danne kuglehovedstrukturen. På grund af kuglehovedstangens lille størrelse vil det, hvis slibeskiven bevæger sig op og ned langs slibehjulsholderen, reducere den effektive kontakttid mellem slibeskiven og det roterende emne. For at forbedre bearbejdningseffektiviteten justeres og fastgøres slibehjulets højdeposition under emnets behandling, og slibeskivets frem- og tilbagegående bevægelse langs slibehjulsholderen annulleres, så slibeskiven altid er i effektiv kontakt med overfladen af ​​emnet ved rotation, og slibeskiven bevæger sig kun langs den formende konturlinje, når den roterer ved høj hastighed.
5 Værktøjsdesign
Vedtag en lille motor (hastighed 1400r/min) og en lille drejepatron, fastgør borepatronen på arbejdsbordet, brug fjederpatronen (kan klemme forskellige emner inden for en diameter på 10 mm) til at fastspænde emnet. Juster bordhøjden, så projektionsfokalafstanden for emnet er inden for slibehjulets normale bevægelsesområde. Gennem remskive -drevet når chuck -hastigheden 2000 r/min, og rotationsretningen er modsat slibeskivets rotationsretning. Efter fejlfinding er emnet den radiale cirkulære udløb på ‰ ¤0,005 mm, og emnets struktur er vist i figur 4.

6 Procesdesign
I betragtning af antallet af emner, kuglehovedstang og slibeskivestruktur på grund af den lille runde vinkel på det skarpe slibeskive er behandlingstabet stort for at reducere tabet af det skarpe slibeskive og forbedre behandlingseffektiviteten, vælg at brug forarbejdning af fladt slibeskive, når du fjerner den store resterende trin-for-trin-proces, der er vist i figur 5. Udvikl kuglehovedstangbehandlingsprocessen som følger.

(1) Grov bearbejdning af kuglehovedstang med fladt slibeskive, der efterlader en margen på 0,02 mm for A- og B -sektioner og 0,1 mm for C -sektion, med en slibeskive -oversættelseshastighed på 3 mm/min og en slibeskivehastighed på 12000r/ min.

2ï¼ ‰ Behandling af kuglehovedstangens kontur med det skarpe slibeskive, bearbejdning af A- og B-sektionerne for at kontrollere dimensionens nøjagtighed, hvilket efterlader en margin på 0,01 mm i C-sektionen, slibehjulets oversættelseshastighed på 1,5 mm/min , og slibehjulets rotationshastighed på 12000r/min.

(3) Færdiggørelse af kuglehovedet i C -sektionen med et skarpt slibeskive, med en slibehjuls oversættelseshastighed på 0,5 mm/min og en slibehjuls rotationshastighed på 12000 r/min.

7 Inspektion af bearbejdningseffekt
Kuglehovedstangen behandles i trin, og overfladekvaliteten af ​​den bearbejdede cylinder er god, fordi det flade slibeskive har automatisk genslibningsfunktion; det skarpe slibeskive er hovedsageligt ansvarligt for efterbehandling, med lille bearbejdningstillæg og lille tab af slibeskive. Under bearbejdningen af ​​500 kuglestænger blev det skarpe slibeskive spidset 4 gange. De bearbejdede dele er vist i fig. 6, og testdataene for delene er vist i tabel 1. Det kan ses af testresultaterne, at denne metode til bearbejdning af kuglehovedstænger opfylder designkravene.



8 Konklusion
På grund af sine egne strukturelle egenskaber kan mikrokugle-spidsdelene ikke behandles af de traditionelle aksel-ende-kuglespidsdele. Ved at bruge den optiske kurvesliber med det hjemmelavede specialværktøj og designe trin-for-trinbehandlingsproces, den radiale kraft på kuglehovedstangen er lille, og overgangssektionen er ikke let at bryde. Slibemetoden har løst problemet med forarbejdning af små kugledele med fordelene ved høj kvalifikationshastighed, enkel betjening, kontrollerbar bearbejdningsnøjagtighed og god produktkonsistens.