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    高精度零件垂直度修正的技巧
    2013-7-11  來源:  作者:中國工程物理研究院 易忠全 周林

          在有垂直度公差要求的加工中,對于一般要求的工件,常采用的一些測量方法是控制其在某個范圍之內即達要求,而對于微米級精度要求的工件,如何直接反映垂直度誤差值大小及方向,以便有效控制誤差修正值大小和準確確定修正位置,則是一個非常棘手的問題。

     

    1 工藝分析

     

          零件如圖1 所示,材料為淬火鋼。零件100 mm內孔有很高的圓度和圓柱度要求; 上端面A 具有很高的平面度要求( 1 μm) 和相對于100 內孔的垂直度要求( 1. 5 μm) 。

     

     

         首先采用平磨對面A 進行精密磨削,然后以面A為基準在外圓磨床上進行內孔磨削。平磨精密磨削過后,面A 平面度5 μm; 外圓磨以面A 為基準精密磨削內孔后,面A 與內孔面B 垂直度為11 μm。

     

         由于無法滿足圖紙要求。因此,采用研磨面A 來保證A 面的平面度和相對于內孔面B 的垂直度。

     

    2 研磨工藝

         研磨是一種局部或者微量去除工藝。要通過研磨修整面A 相對于內孔面B 的垂直度,則必須先找到面A 相對于內孔面B 垂直度的高低點分布以及大小,然后才能有的放矢; 同時,在研磨過程中需要對材料去除量進行測量和控制,以便達到圖紙要求。具體研磨修整工藝如下:

     

         ( 1) 首先對面A 進行精密研磨,控制面A 平面度達到或者高于圖紙要求。經過精密研磨,面A 平面度控制在0. 8 μm 以內。

     

         ( 2) 在外圓磨床上A 面為基準磨削臺階面C,使面C 平面度控制在5 μm 以內。

     

         ( 3) 將面A 均分為12 等份,并在200 mm 外圓上用電筆在相應的等分線位置刻上標記。

     

         ( 4) 用三座標測量面A 相對于內孔B 的垂直度:以100 mm 孔軸線為基準,并在面A 上取一點高度值設置基準平面,然后在面A 上分別測出130、150、170、190 對應12 等份位置標記的平面度相對于基準平面的高度值差。如圖2 所示。

     

     

          ( 5) 采用Mar 數顯千分尺( 精度為1 μm) 手工測量基準面A 與臺階面C 在190 圓上對應12 等分點處的厚度值并記錄。結合上一步測量數據計算出需修正的誤差值,確定面A 各點在修正后相對于面C 的厚度。

     

          ( 6) 研磨面A,時刻關注各特征點處相對面C 厚度數據的變化。在各點相應去除量準確的前提下,保證面A 平面度達到要求。

     

    3 結論

     

          經實踐證明,此方法由于以內孔短軸線( 長度127 mm) 為基準測定平面A ( 200 mm) 的垂直度,相對誤差更大,因而在平面A 上得到的平面修正值更直觀和準確,在加工現場能實時獲得誤差修正值以及方向,為垂直度精度要求為微米級的工件加工提供了保證。通過這種工藝,面A 與內孔面B 的垂直度修整到1 μm。

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