一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型cbn砂輪的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，包括砂輪基體準(zhǔn)備、砂輪基體半精加工、砂輪基體精加工、CBN磨料電鍍等步驟；本發(fā)明通過(guò)高精度數(shù)控車床來(lái)加工砂輪基體的外圓輪廓，可以方便高效的在不同的型線輪廓間轉(zhuǎn)換，大幅降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，成型CBN砂輪可真正實(shí)現(xiàn)無(wú)銑削深磨加工，即不用傳統(tǒng)的車﹑銑等方法進(jìn)行預(yù)加工而直接從實(shí)體磨削開(kāi)出齒型。這樣節(jié)省了用于制造銑刀所需的大量時(shí)間和昂貴費(fèi)用，加快了新轉(zhuǎn)子型線的研發(fā)和生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磨料磨具行業(yè)中超硬磨具的加工技術(shù)，具體涉及一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廣泛應(yīng)用于空氣動(dòng)力、制冷設(shè)備領(lǐng)域中的螺桿壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、效率高等一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)子作為螺桿壓縮機(jī)的核心部件，其加工精度在很大程度上決定了壓縮機(jī)工作的可靠性、效率及噪聲，轉(zhuǎn)子齒形的型線非常復(fù)雜，加工要求很高，目前常用的加工方法有三種:盤型銑刀銑削法、展成滾制法和成型磨削法。
[0003]盤型銑刀銑削法加工轉(zhuǎn)子齒形時(shí)需要逐個(gè)分度銑削，屬于非連續(xù)加工，存在較大的分度誤差。因此，銑削法加工存在生產(chǎn)效率低和加工精度低的問(wèn)題，從而影響螺桿壓縮機(jī)的工作效率。
[0004]展成滾制法與盤型銑刀銑削法相比，可以一次走刀完成加工，無(wú)須分度，理論上無(wú)分度誤差，因而其生產(chǎn)率較高，加工齒形精度高，齒距誤差小，既能保證轉(zhuǎn)子的加工精度，又可節(jié)省加工時(shí)間，但也存在局限性，即螺桿的型線必須能用滾制法加工才行，型線局限于使用標(biāo)準(zhǔn)齒形，即對(duì)稱圓弧齒形和單邊不對(duì)稱擺線銷齒圓弧齒形兩種。由于單邊不對(duì)稱擺線銷齒圓弧齒形螺桿壓縮機(jī)具有功耗低、機(jī)器氣密性好等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)廠家?guī)缀跞坎捎眠@種型線螺桿。但由于其型面復(fù)雜，型面上存在尖點(diǎn)且為非對(duì)稱齒形，因此，滾刀的設(shè)計(jì)制造困難，故以滾代銑的螺桿滾制法難以得到推廣。
[0005]成型磨削法是將砂輪做成與轉(zhuǎn)子齒形輪廓相吻合的形狀進(jìn)行全面接觸磨削，此法可以克服盤型銑削法和展成滾制法存在的生產(chǎn)效率低、加工精度低和型線局限性等不足，有效保證轉(zhuǎn)子的精度和穩(wěn)定性，大幅提高加工效率，且適用于各種不同的轉(zhuǎn)子型線。
[0006]成型CBN砂輪以立方氮化硼為磨料，此磨料是硬度僅次于金剛石的超硬材料，它不但具有金剛石的許多優(yōu)良特性，而且有更高的熱穩(wěn)定性和對(duì)鐵族金屬及其合金的化學(xué)惰性，可有效降低被加工工件在磨削過(guò)程中的疲勞度，增加工件使用壽命，且自銳性好，磨削鋒利，不易堵塞和燒傷工件，適合高速磨削。CBN磨料通過(guò)電鍍法固結(jié)在經(jīng)過(guò)精密加工成型的鋼基體上，可對(duì)鋼件或鑄鐵件進(jìn)行硬磨削加工，而且可以很好的保持形狀精度。由于以上特性，成型CBN砂輪非常適合運(yùn)用在成型磨削法加工螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種磨削精度高、適合不同型線的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，包括以下步驟:
[0009]a、砂輪基體準(zhǔn)備:采用金屬鍛造件，胚料粗加工，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28?32，時(shí)效處理后經(jīng)過(guò)探傷確保無(wú)裂紋和砂眼等缺陷；[0010]b、砂輪基體半精加工:鍛造件半精車后在兩端面上均勻加工出通孔，磨床加工出兩端面和內(nèi)孔，待用；[0071]若N+N*l%≤Z < N+N*2%，則將所述通道概率調(diào)整為Ρ*0.8 ；
[0072]若Ν+Ν*2%≤Z < Ν+Ν*4%，則將所述通道概率調(diào)整為Ρ*0.6 ；
[0073]若Ν+Ν*4%≤Z < Ν+Ν*5%，則將所述通道概率調(diào)整為Ρ*0.4 ；
[0074]若Ν+Ν*5%≤Z ( Ν+Ν*10%，則將所述通道概率調(diào)整為Ρ*0.2 ；
[0075]若Z > Ν+Ν*10%,則將所述通道概率調(diào)整為O。
[0011]C、砂輪基體精加工:將磨削加工后的砂輪基體緊固在高精度數(shù)控車床的夾具上，效驗(yàn)孔跳動(dòng)≤0.0015mm，端面跳動(dòng)≤0.002mm，然后精車外圓輪廓，兩端面各精車出> 3mm的臺(tái)階，和外圓輪廓一次裝夾加工完成，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)基體外圓輪廓和形位公差;
[0012]d、鍍層:采用電鍍金屬原理通過(guò)金屬結(jié)合劑在砂輪基體表面的沉積，將CBN磨料均勻固結(jié)在砂輪基體外圓輪廓上；
[0013]e、電鍍后的砂輪在數(shù)控車床上裝夾校正，高轉(zhuǎn)速磨削仿形樣塊，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)樣塊輪廓,如有偏差則需對(duì)砂輪局部拋光修整；
[0014]f、修整好的砂輪做動(dòng)平衡達(dá)到G0.4標(biāo)準(zhǔn)，即得成品。
[0015]進(jìn)一步的,所述步驟a中砂輪基體采用45鋼、40Cr、35CrMo等材料制備。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟b中砂輪兩端面平行度要求< 0.002mm,粗糙度Ra值≤0.8 μ m，內(nèi)孔的圓度要求≤0.0Olmm,粗糙度Ra值≤0.4 μ m。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟c中精磨砂輪基體輪廓度要求< 0.005mm，粗磨砂輪基體輪廓度要求< 0.02mm。
[0018]進(jìn)一步的,所 述步驟d中金屬結(jié)合劑采用鎳合金。
[0019]進(jìn)一步的，所述步驟d中CBN顆粒的埋入率控制在30~50%之間。
[0020]進(jìn)一步的，所述步驟e中砂輪以> 5000r/min的速率磨削仿形樣塊。
[0021]本發(fā)明還提供一種利用上述方法制備的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023](I)CBN作為一種超硬材料，本身的特性使得磨削過(guò)程中的損耗很小，能保持鋒利性，加工過(guò)程中不需要修整，加工效率和使用壽命比成型銑刀輪提高一倍以上，比普通剛玉砂輪提高兩倍以上，批量加工時(shí)首件和末件的偏差可控制在0.005mm以內(nèi)。
[0024](2)成型CBN砂輪采用高強(qiáng)度的鋼基體，最高線速度可達(dá)125m/s，電鍍金屬結(jié)合劑對(duì)磨料的把持力也十分牢固，適合高速磨削，轉(zhuǎn)速越高，磨削質(zhì)量和效率越高，工件的表面粗糙度Ra值可達(dá)到0.4 μ m。
[0025](3)成型CBN砂輪可真正實(shí)現(xiàn)無(wú)銑削深磨加工，即不用傳統(tǒng)的車、銑等方法進(jìn)行預(yù)加工而直接從實(shí)體磨削開(kāi)出齒型。這樣節(jié)省了用于制造銑刀所需的大量時(shí)間和昂貴費(fèi)用，加快了新轉(zhuǎn)子型線的研發(fā)和生產(chǎn)。
[0026](4)本發(fā)明通過(guò)高精度數(shù)控車床來(lái)加工砂輪基體的外圓輪廓，可以方便高效的在不同的型線輪廓間轉(zhuǎn)換，大幅降低了生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明成型CBN砂輪的結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖2為圖1的C-C剖視圖。
[0030]圖中，1-砂輪基體、2-CBN磨料。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員詳細(xì)了解本發(fā)明的方法和技術(shù)效果，下面以具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步介紹本發(fā)明的應(yīng)用和技術(shù)效果。
[0032]實(shí)施例1
[0033]一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，包括以下步驟:
[0034]a、砂輪基體準(zhǔn)備:砂輪基體I采用45鋼鍛造件，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28~32，時(shí)效處理后經(jīng)過(guò)探傷確保無(wú)裂紋和砂眼等缺陷；
[0035]b、砂輪基體半精加工:鍛造件半精車后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，在兩端面上均勻加工出通孔，磨床加工出兩端面和內(nèi)孔，待用，砂輪兩端面平行度要求< 0.002_，粗糙度Ra值^ 0.8 μ m,內(nèi)孔的圓度要求≤0.0Olmm,粗糙度Ra值≤0.4 μ m ;
[0036]C、砂輪基體精加工:將磨削加工后的砂輪基體I緊固在高精度數(shù)控車床的夾具上，效驗(yàn)孔跳動(dòng)< 0.0015mm，端面跳動(dòng)< 0.002mm，然后精車外圓輪廓，精磨砂輪基體輪廓度要求< 0.005mm，粗磨砂輪基體輪廓度要求< 0.02mm，兩端面各精車出> 3mm的臺(tái)階，和外圓輪廓一次裝夾加工完成，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)基體外圓輪廓和形位公差；
[0037]d、鍍層:采用電鍍金屬原理通過(guò)金屬結(jié)合劑在砂輪基體表面的沉積，將CBN磨料2均勻固結(jié)在砂輪基體I外圓輪廓上，CBN顆粒的埋入率控制在35~40%之間；
[0038]e、電鍍后的砂輪在數(shù)控車床上裝夾校正，以> 5000r/min的速率磨削仿形樣塊，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)樣塊輪廓，如有偏差則需對(duì)砂輪局部拋光修整；
[0039]f、修整好的砂輪做動(dòng)平衡達(dá)到G0.4標(biāo)準(zhǔn)，即得成品。
[0040]實(shí)施例2
[0041]一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，包括以下步驟:
[0042]a、砂輪基體準(zhǔn)備:砂輪基體I采用40Cr鍛造件，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28~32，時(shí)效處理后經(jīng)過(guò)探傷確保無(wú)裂紋和砂眼等缺陷；
[0043]b、砂輪基體半精加工:鍛造件半精車后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，在兩端面上均勻加工出通孔，磨床加工出兩端面和內(nèi)孔，待用，砂輪兩端面平行度要求< 0.002_，粗糙度Ra值^ 0.8 μ m,內(nèi)孔的圓度要求≤0.0Olmm,粗糙度Ra值≤0.4 μ m ;
[0044]C、砂輪基體精加工:將磨削加工后的砂輪基體I緊固在高精度數(shù)控車床的夾具上，效驗(yàn)孔跳動(dòng)< 0.0015mm，端面跳動(dòng)< 0.002mm，然后精車外圓輪廓，精磨砂輪基體輪廓度要求< 0.005mm,粗磨砂輪基體輪廓度要求< 0.02mm兩端面各精車出> 3mm的臺(tái)階，和外圓輪廓一次裝夾加工完成，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)基體外圓輪廓和形位公差；
[0045]d、鍍層:采用電鍍金屬原理通過(guò)金屬結(jié)合劑在砂輪基體表面的沉積，將CBN磨料2均勻固結(jié)在砂輪基體I外圓輪廓上，CBN顆粒的埋入率控制在45~50%之間；
[0046]e、電鍍后的砂輪在數(shù)控車床上裝夾校正，以> 5000r/min的速率磨削仿形樣塊，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)樣塊輪廓，如有偏差則需對(duì)砂輪局部拋光修整；
[0047]f、修整好的砂輪做動(dòng)平衡達(dá)到G0.4標(biāo)準(zhǔn)，即得成品。
[0048]實(shí)施例3[0049]一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，包括以下步驟:
[0050]a、砂輪基體準(zhǔn)備:砂輪基體I采用35CrMo鍛造件，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28~32，時(shí)效處理后經(jīng)過(guò)探傷確保無(wú)裂紋和砂眼等缺陷；
[0051]b、砂輪基體半精加工:鍛造件半精車后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，在兩端面上均勻加工出通孔，磨床加工出兩端面和內(nèi)孔，待用，砂輪兩端面平行度要求≤0.002_，粗糙度Ra值≤0.8 μ m,內(nèi)孔的圓度要求≤0.0Olmm,粗糙度Ra值≤0.4 μ m ;
[0052]C、砂輪基體精加工:將磨削加工后的砂輪基體I緊固在高精度數(shù)控車床的夾具上，效驗(yàn)孔跳動(dòng)≤ 0.0015mm，端面跳動(dòng)≤ 0.002mm，然后精車外圓輪廓，精磨砂輪基體輪廓度要求≤ 0.005mm,粗磨砂輪基體輪廓度要求≤ 0.02mm兩端面各精車出≥ 3mm的臺(tái)階，和外圓輪廓一次裝夾加工完成，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)基體外圓輪廓和形位公差；
[0053]d、鍍層:采用電鍍金屬原理通過(guò)金屬結(jié)合劑在砂輪基體表面的沉積，將CBN磨料2均勻固結(jié)在砂輪基體I外圓輪廓上，CBN顆粒的埋入率控制在40~45%之間；
[0054]e、電鍍后的砂輪在數(shù)控車床上裝夾校正，以> 5000r/min的速率磨削仿形樣塊，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)樣塊輪廓，如有偏差則需對(duì)砂輪局部拋光修整；
[0055]f、修整好的砂輪做動(dòng)平衡達(dá)到G0.4標(biāo)準(zhǔn)，即得成品。
[0056]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于，包括以下步驟: a、砂輪基體準(zhǔn)備:采用金屬鍛造件，胚料粗加工，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28~32，時(shí)效處理后經(jīng)過(guò)探傷確保無(wú)裂紋和砂眼等缺陷； b、砂輪基體半精加工:基體胚料半精車后在兩端面上均勻加工出通孔，磨床加工出兩端面和內(nèi)孔，待用； C、砂輪基體精加工:將磨削加工后的砂輪基體緊固在高精度數(shù)控車床的夾具上，效驗(yàn)孔跳動(dòng)≤0.0015mm，端面跳動(dòng)≤0.002mm，然后精車外圓輪廓，兩端面各精車出> 3mm的臺(tái)階，和外圓輪廓一次裝夾加工完成，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)基體外圓輪廓和形位公差； d、鍍層:采用電鍍金屬原理通過(guò)金屬結(jié)合劑在砂輪基體表面的沉積，將CBN磨料均勻固結(jié)在砂輪基體外圓輪廓上； e、電鍍后的砂輪在數(shù)控車床上裝夾校正，高轉(zhuǎn)速磨削仿形樣塊，用三坐標(biāo)檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)樣塊輪廓，如有偏差則需對(duì)砂輪局部拋光修整； f、修整好的砂輪做動(dòng)平衡達(dá)到G0.4標(biāo)準(zhǔn)，即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于:所述步驟a中砂輪基體采用45鋼、40Cr或35CrMo材料制備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于:所述步驟b中砂輪兩端面平行度要求< 0.002mm,粗糙度Ra值< 0.8 μ m,內(nèi)孔的圓度要求≤0.0Olmm,粗糙度Ra值≤0.4 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于:所述步驟c中精磨砂輪基體輪廓度要求< 0.005mm，粗磨砂輪基體輪廓度要求< 0.02mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于:所述步驟d中金屬結(jié)合劑采用鎳合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于:所述步驟d中CBN顆粒的埋入率控制在30~50%之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪的加工方法，其特征在于:所述步驟e中砂輪以> 5000r/min的轉(zhuǎn)速磨削仿形樣塊。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的加工方法制備的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子成型CBN砂輪。
【文檔編號(hào)】B24D18/00GK103991039SQ201410210236
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月18日
【發(fā)明者】趙東輝, 于彥 申請(qǐng)人:鄭州眾邦超硬工具有限公司