一种具有高垂直度要求的钕铁硼小磁环的加工方法

摘要

本发明公开了一种具有高垂直度要求的钕铁硼小磁环的加工方法，采用无心磨磨削小磁柱步骤→钻内孔步骤→切割厚度步骤，制备得到钕铁硼小磁环半成品，然后采用高精密双面研磨机对钕铁硼小磁环半成品的上下两个表面进行平面精加工，接着采用高精度无心磨床对平面精加工后的钕铁硼小磁环的外径进行精加工，最后采用自动轴承内圆磨床对外径精加工后的钕铁硼小磁环的内径进行精加工，钕铁硼小磁环半成品预留了加工余量，通过加工将加工余量消除并最终使钕铁硼小磁环的内孔相对外径位置度小于0.015mm，以内孔为基准测量小磁环平面的垂直度为0.01mm～0.03mm；优点是采用成熟的自动化设备来实现，加工方法简单，可实现钕铁硼小磁环的批量生产，且其加工的钕铁硼小磁环可满足垂直度设计要求。

主权项

一种具有高垂直度要求的钕铁硼小磁环的加工方法，将钕铁硼小磁环的外径记为D，内径记为d，厚度记为H，钕铁硼小磁环的内径上公差记为a，钕铁硼小磁环的内径下公差记为b，其特征在于包括以下步骤：①采用无心磨磨削小磁柱步骤→钻内孔步骤→切割厚度步骤，制备得到钕铁硼小磁环半成品，将该钕铁硼小磁环半成品的外径记为D1，内径记为d1，厚度记为H1，其中D1＝D+0.1mm，d1＝d－0.1mm，H1＝H+0.05mm；②采用高精密双面研磨机对钕铁硼小磁环半成品的上下两个表面进行平面精加工，具体过程为为：②‑1用防锈液清洗高精密双面研磨机的上研磨盘和下研磨盘，去除上研磨盘和下研磨盘上粘附的磁粉与铁屑杂质；②‑2将清洗后的上研磨盘和下研磨盘擦干，在上研磨盘和下研磨盘上均匀涂抹碳化硼研磨膏与煤油；②‑3设定上研磨盘的压力为0.3～0.5MPa，开启高精密双面研磨机，上研磨盘下降与下研磨盘接触，上研磨盘和下研磨盘两者同步反向自转3min后上研磨盘向上提升与下研磨盘分离，关闭高精密双面研磨机，此时，上研磨盘和下研磨盘上的研磨膏分布均匀；②‑4将5张厚度为1mm的行星载盘沿一圈均布放置在下研磨盘上，将钕铁硼小磁环半成品装入行星载盘的通孔中；②‑5设定上研磨盘的压力为0.8～1.0MPa，开启高精密双面研磨机对钕铁硼小磁环半成品进行研磨，研磨时间为2min，研磨结束后得到平面精加工后的钕铁硼小磁环，将平面精加工后的钕铁硼小磁环的厚度记为H2，此时H2＝H，其两面平面度≤0.005mm；③采用高精度无心磨床对平面精加工后的钕铁硼小磁环的外径进行精加工，具体过程为：③‑1将直径为2mm的圆柱形铁棒依次穿入n个钕铁硼小磁环的内孔，得到成串钕铁硼小磁环，成串钕铁硼小磁环中每相邻两个钕铁硼小磁环贴合，其中n×H2大于等于1.5倍无心磨砂轮的厚度且小于等于1.7倍无心磨砂轮的厚度；③‑2对成串钕铁硼小磁环进行多次磨削：将高精度无心磨床的无心磨砂轮与导轮之间磨削距离记为L，每次磨削前调节高精度无心磨床的无心磨砂轮与导轮之间磨削距离，令L＝D1－0.003－(k－1)×A，其中A为0.003mm～0.006mm，k表示磨削次数，第一次磨削时k＝1，第二次磨削时k＝2，以此类推，直至满足条件D+a－0.006mm≤L≤D+a－0.002mm时，多次磨削完成；每次磨削时，保持铁棒水平将成串钕铁硼小磁环通过高精度无心磨床的V形支架进入机床砂轮与导轮之间进行磨削，在磨削过程中，操作员工用手握住铁棒保持铁棒的上表面与钕铁硼小磁环的上内侧面贴合，并用手始终顶住成串钕铁硼小磁环的尾部使每相邻两个钕铁硼小磁环保持贴合；当连续磨削多串成串钕铁硼小磁环时，手动推动后一串成串钕铁硼小磁环至其最前面的钕铁硼小磁环与前一串成串钕铁硼小磁环中最后一个钕铁硼小磁环贴合；多次磨削完成后得到外径精加工后的钕铁硼小磁环，将该钕铁硼小磁环的外径记为D2，此时，D2＝D，该钕铁硼小磁环圆度小于0.005mm，尺寸精度小于0.008mm，以钕铁硼小磁环上下平面为基准测量外径的垂直度小于0.005mm；④采用自动轴承内圆磨床对外径精加工后的钕铁硼小磁环的内径进行精加工，自动轴承内圆磨床具有两个纵向进给机构，将两个纵向进给机构分别称为第一纵向进给机构和第二纵向进给机构，第一纵向进给机构和第二纵向进给机构对称设置在成“品”字形分布的三个锥度导轮的两侧，具体过程为：④‑1选取直径为d2的研磨砂轮安装到自动轴承内圆磨床的第一纵向进给机构中，d2＝d－0.2mm，设定研磨砂轮的转速为4000～5000r/min；④‑2将锥度通规安装在第二纵向进给机构中，锥度通规为大头端和小头端的截面为圆形的锥体，将锥度通规小头端的直径记为Dz1，Dz1＝d－丨b丨，将锥度通规大头端的直径记为Dz2，Dz2＝d+a，锥度通规的高度记为Lz，40mm≤Lz≤50mm，锥度通规的表面粗糙度为Ra0.4，符号“丨 丨”为取绝对值符号；④‑3将钕铁硼小磁环送入自动轴承内圆磨床中成“品”字形分布的三个锥度导轮的中心处，此时锥度通规、钕铁硼小磁环和研磨砂轮三者同轴，开启自动轴承内圆磨床，研磨砂轮转动；三个锥度导轮转动带着钕铁硼小磁环以转速20～35r/min转动，研磨砂轮与钕铁硼小磁环转动方向相反；④‑4第一纵向进给机构驱动研磨砂轮做前后往复直线运动，第二纵向进给机构驱动锥度通规做前后往复直线运动：当研磨砂轮向前直线运动时，此时锥度通规同步向后直线运动，当研磨砂轮向后直线运动时，此时锥度通规同步向前直线运动；研磨砂轮向前直线运动时进入钕铁硼小磁环的内孔中对钕铁硼小磁环的内径进行研磨，研磨砂轮向后直线运动时研磨砂轮离开钕铁硼小磁环的内孔中；锥度通规向前直线运动时，锥度通规移动至与钕铁硼小磁环接触并尝试进入钕铁硼小磁环的内孔中，如果不能进入，锥度通规则向后直线运动离开钕铁硼小磁环，如果能够进入，则钕铁硼小磁环的内径精加工结束，此时研磨砂轮和锥度通规的前后往复直线运动停止，加工后的钕铁硼小磁环的内径满足d，钕铁硼小磁环的内孔相对外径位置度小于0.015mm，以内孔为基准测量小磁环平面的垂直度为0.01mm～0.03mm。