[发明专利]一种精密活门轴的加工方法

权利要求书

1.一种精密活门轴的加工方法，其特征在于，加工工艺路线为：棒料→粗车外圆→粗车大端工艺台→精车外圆及端面槽→真空热处理→对研顶尖孔→磨大端面及工艺台→粗磨基准外圆和锥面→粗磨小端外圆→磨环形槽→磨大端倒角→磨四方→飞秒激光加工异型槽→对研顶尖孔→精磨小端外圆→精磨基准外圆和锥面→线切割小端工艺台→磨小端工艺台→线切割大端工艺台→电加工大端型槽→最终检验→磁力探伤；所述粗磨基准外圆和锥面工序中，将定位基准和测量基准转换为两端顶尖孔，后续一切表面的磨削皆采用同一基准，并将形位公差进行相应地转换，将基准外圆的圆柱度转换为相对于两顶尖孔的圆跳动，将锥面相对于基准外圆的圆跳动0.008mm转换为相对于两顶尖孔的圆跳动0.004mm，其形位公差的数值与基准外圆相对于两顶尖孔的圆跳动的数值之和为设计要求的0.008mm；采用斯图特S21精密数控外圆磨床，采用两顶尖装夹，为保证零件的尺寸精度和形位公差，采用白刚玉、中1硬度、牌号为M10V300W、粒度100#的砂轮进行磨削，加工参数为：工件速度v_w：16m/min,纵向进给量f_a：3.5mm/r，磨削深度a_p：0.005mm/dst，加工时间5min/件，本工序给精磨基准外圆和锥面工序外圆单面留0.015mm的加工余量，形位公差采用偏摆仪进行测量。

2.根据权利要求1所述的精密活门轴的加工方法，其特征在于，所述粗磨小端外圆工序中，以两顶尖孔为基准，将小端外圆相对于基准外圆的同轴度0.02转换为小端外圆相对于两顶尖孔的圆跳动不大于0.01mm；采用斯图特S21精密数控外圆磨床，采用两顶尖装夹，为保证零件的尺寸精度和形位公差，采用白刚玉、中1硬度、牌号为M10V300W、粒度100#的砂轮进行磨削，加工参数为：工件速度v_w：3m/min，纵向进给量f_a：1.5mm/r，磨削深度a_p：0.005mm/dst，形位公差采用偏摆仪进行测量。

3.根据权利要求1所述的精密活门轴的加工方法，其特征在于，所述飞秒激光加工异型槽工序中，在飞秒激光加工设备上配置测距传感器和CCD旁轴检测系统，采用夹具装夹零件，将夹具安放到设备转台上，夹具下面的四个螺钉与转台上的四个螺纹孔相配；以小端端面和小端外圆定位，夹紧小端外圆；设置对壁保护工艺件，防止激光加工放电的火花伤到零件内壁，对壁保护工艺件小端120°内锥面与零件端面槽内锥面贴合，小端顶到零件端面槽内锥面上，大端与夹具上端面贴合；对壁保护工艺件外圆上设有四个槽，用于排出激光加工过程中吹下来的气体及飞屑；所述测距传感器和CCD旁轴检测系统用于零件的找正和准确定位，以保证异型槽的轴向位置尺寸L5±0.01；飞秒激光采用沿轮廓分层加工的方式，加工参数：激光器的输出功率为额定功率的95％，重复频率为100kHz；进给速度设置为15mm/min，单层进给量设置为0.01mm，扫描层数设置为120层；加工的锥度较小，在壁厚为1mm的情况下，锥度在0.02mm以内；在加工中采用超景深显微镜进行测量，最后提交检验用复合三坐标进行测量，两者的测量误差在0.01mm以内。

4.根据权利要求3所述的精密活门轴的加工方法，其特征在于，所述夹具包括底座、定位台、定位块、支座和压紧杆，所述定位台固定设置在所述底座上，所述定位块固定设置在所述定位台的侧面且固定设置在所述底座的中心线上，两个所述支座固定设置在所述底座上且分别与所述定位台、定位块相对设置，两个所述压紧杆分别与两个所述支座螺接在一起，零件通过两个所述压紧杆紧固在所述定位台及定位块上。

5.根据权利要求1所述的精密活门轴的加工方法，其特征在于，所述精磨小端外圆工序中，精磨的加工余量为单面0.015mm，采用斯图特S21精密数控外圆磨床，以两顶尖孔定位，将小端外圆相对于基准外圆的同轴度0.02转换为小端外圆相对于两顶尖孔的圆跳动不大于0.01mm，采用白刚玉砂轮，粒度：100砂轮，加工参数为：工件速度v_w：3m/min，纵向进给量f_a：1.0mm/r，磨削深度a_p：0.002mm/dst，形位公差采用偏摆仪进行测量。

6.根据权利要求1所述的精密活门轴的加工方法，其特征在于，所述精磨基准外圆和锥面工序中，外圆和锥面的表面粗糙度为Ra0.2，外圆增加设计图要求的圆柱度不大于0.004mm的要求，外圆相对于两顶尖孔的圆跳动压缩为0.002mm，单面加工余量为0.015mm，采用斯图特S21精密数控外圆磨床，以两顶尖孔定位，采用白刚玉砂轮，粒度：100砂轮，加工参数为：工件速度v_w：15m/min，纵向进给量f_a：2.5mm/r，磨削深度a_p：0.002mm/dst，外圆的圆柱度采用圆度仪进行测量。