專利名稱：：藍寶石噴嘴內錐面的加工方法
技術領域：
：本發明涉及一種藍寶石的加工方法，特別涉及一種藍寶石噴嘴內錐面的力口工方法。技術背景釆用人造藍寶石為材料制作的噴嘴具有硬度高，耐磨損，線膨脹系數小，抗壓強度高和耐酸堿腐蝕等特點，在工業領域的應用非常廣泛。但是，由于人造藍寶石的硬度達莫氏9級，僅次于天然鉆石，具有脆性大、晶體各向異性等特性，其加工難度也相當大，特別是藍寶石噴嘴的內錐面加工的難度就更大。目前，藍寶石噴嘴內錐面加工的方法通常是采用天然鉆石作為磨具，采用成形磨的加工方法進行加工，即把天然鉆石加工成具有與藍寶石噴嘴的內錐槽形狀相同的錐頭的成形磨鉆，磨削時，使成形的天然鉆石磨鉆與藍寶石噴嘴工件的已加工出的直孔保持在同一軸心線上，天然鉆石磨鉆和被加工的藍寶石噴嘴工件分別自轉，天然鉆石磨鉆的轉速10000-12000轉/分鐘，藍寶石噴嘴工件的轉速9000~10000轉/分鐘，通過天然鉆石磨鉆沿藍寶石噴嘴的直孔軸心線做軸向直線進給，利用天然鉆石磨鉆成形的錐面磨去直孔坯的余料，加工出藍寶石噴嘴的內錐面(見附圖1)。這種成形磨的加工方法使藍寶石噴嘴內錐的形狀、尺寸及加工精度完全由天然鉆石磨鉆的成形確定，所以對天然鉆石磨鉆的成形角度要求很高，一般成形后的錐面角度控制在土5。內，而且磨鉆的錐形形狀由人工修磨而成，加工不同錐度的工件所用的磨鉆錐角的角度大小也不同，因此需按產品要求修磨不同錐度形狀的磨鉆，對工人修磨角度的技術水平要求很高，一般的技術工人不能完成，并且由于加工天然鉆石磨鉆的錐形需用很長的時間，其效率低，且生產成本高。因此，現有的藍寶石噴嘴內錐面的成形磨加工方法存在以下方面不足1.由于天然鉆石的體積一般都很小，其制作出的磨鉆外形尺寸受限，由此決定了只能加工內錐口徑較小、錐形長度短的工件，一般只能加工錐底直徑小于4.0mm、錐深小于2.O隨的工件內錐；此外，天然鉆石只能修磨出60~120°的角度范圍的錐面，因此，采用天然鉆石磨鉆加工藍寶石內錐的范圍也受到4艮大的限制。2.由于天然鉆石的價格為1000-1500元/g,而天然鉆石磨鉆加工藍寶石噴嘴內錐消耗很快，一個天然鉆石磨鉆最多只能加工500件左右的藍寶石內錐就報廢，鉆石消耗大，而且需經常修磨，修磨工期長、效率低，造成加工成本很高，每件藍寶石噴嘴內錐的加工成本至少為2.0~3.0元。3.采用天然鉆石磨鉆加工藍寶石噴嘴內錐需要使用高精度的專用機床，機床的價格昂貴。同時用高精度的專用機床采用成形磨的加工方法加工一件藍寶石噴嘴需用20~30分鐘的時間，加工效率也不高。綜上所述，用天然鉆石磨鉆采用成形磨的加工方法加工藍寶石噴嘴內錐受到諸多限制，而且成本高、效率低。因此，寶石元件的加工企業一直希望有一種能夠提高藍寶石噴嘴內錐加工效率，又能降低生產成本的加工方法來解決上述技術問題。
發明內容本發明的目的是針對上述現有藍寶石噴嘴內錐面加工技術的不足，提供一種藍寶石噴嘴內錐面的加工方法，它能夠降低生產成本，提高生產效率，并且使一般的技術工人也能完成高標準的藍寶石噴嘴內錐面加工。本發明的目的是這樣實現的該加工方法用直徑小于被加工內錐的錐底直徑的具有錐頭的金剛石磨鉆，采用展成法對藍寶石噴嘴內錐面進行加工，其加工步驟如下首先采用粒度相對較粗的金剛石磨鉆，將已經加工出噴嘴直孔的藍寶石工件在三軸挖槽機上進行內錐粗加工，加工時，金剛石磨鉆自轉且同時由工件直孔的口端做徑向運動進刀，藍寶石工件自轉且同時向磨鉆方向做軸向進給，由此在噴嘴直孔的一端磨出一個留有少量余量的內錐；隨后采用粒度相對較細的金剛石磨鉆，將磨出內錐的藍寶石工件裝夾在鐘表車床上進行內錐面成形細加工，加工時，把車床的拖板按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度cc偏角cc/2，藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，逐步包絡形成藍寶石噴嘴的內錐面；然后采用比細加工粒度細的金剛石磨鉆，仍在鐘表車床上進行內錐面成形精加工，加工時，把車床的拖板仍按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度a偏角a/2,藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，形成錐面角度公差控制在土O.5°內的藍寶石噴嘴內錐面。由于采用了上述方案，采用直徑小于被加工內錐的錐底直徑的具有錐頭的金剛石磨鉆，金剛石磨鉆的直徑小于被加工內錐的錐底直徑，有利于磨鉆在對藍寶石噴嘴進行內錐磨削加工時，在錐底直徑的范圍內進行徑向的往復運動，完成展成法加工。由于采用展成法加工，對金剛石磨鉆錐頭的錐度要求就不必十分精確，磨鉆圓錐頭的角度不受藍寶石噴嘴內錐面的限制，只要磨出一定的角度就可以通過展成法加工出符合設計要求的藍寶石噴嘴內錐面，降低了磨鉆的成形制作難度，一般的技術工人均能完成磨鉆錐頭的加工成形，而且磨鉆的人工修磨也極其容易，一般的技術工人均能完成，有利于一般技術工人參與磨鉆錐頭的修磨，提高生產效率。由于采用展成法對藍寶石噴嘴內錐面進行加工，其力口工步驟分為粗力口工、細力卩工、精加工三道工序，可以根據各道工序加工精度的要求，合理的統籌安排加工進度，使完成一件藍寶石噴嘴內錐面的加工總時縮短到8-10分鐘，極大的提高了生產效率。由于粗加工的目的是為了快速的去除工件的大部分余量，磨出藍寶石噴嘴的內錐，因而采用粒度相對較粗的，粒度為JR240~JR280的金剛石磨鉆，在三軸挖槽機上對藍寶石噴嘴進行內錐粗加工，通過粒度相對較粗的金剛石磨鉆自轉且同時由工件直孔的口端做徑向運動進刀，藍寶石工件自轉且同時向磨鉆方向做軸向進給，能夠快速在藍寶石噴嘴直孔的一端磨削出留有少量加工余量的內錐，為隨后的細加工提供條件，使細加工只進行少量的磨削。由于細加工的目的是內錐面成形，采用粒度相對較細的，粒度為JRW28~JRW14的金剛石磨鉆，將磨出內錐的藍寶石工件裝夾在鐘表車床上進行內錐面成形細加工，加工時，把車床的拖板按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度ct偏角a/2,通過藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，使藍寶石工件逐步包絡形成藍寶石噴嘴的內錐面。由于精加工的目的是通過精整加工，藍寶石噴嘴的內錐面達到產品圖紙要求的尺寸及表面粗糙度，采用比細加工粒度細的粒度為JRW4~JRW1.5的金剛石磨鉆，仍在鐘表車床上進行內錐面成形精加工，加工時，把車床的拖板仍按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度oc偏角a/2，藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，形成錐面角度公差控制在土O.5°內的藍寶石噴嘴內錐面，極大的提高了藍寶石噴嘴的內錐面的加工精度。這種通過拖板偏角來控制內錐面錐角的角度，既能夠用機床設備來保證內錐面錐角的精度，又避開了加工磨鉆錐頭的難度，使金剛石磨鉆只要具有一定的錐面就可以進行內錐面磨削加工，在磨削過程中，金剛石磨鉆因拖板偏角的控制與藍寶石工件發生磨擦，產生磨損，自動逐漸修磨成符合內錐面錐度的錐頭，而不必通過人工修磨來保證磨鉆錐頭的精度，使金剛石磨鉆錐頭的制作簡單化，效率得到極大的提高。故采用展成法加工藍寶石噴嘴內錐面，即使一般的技術工人也能完成高標準的藍寶石噴嘴內錐面加工，而且加工一件藍寶石噴嘴僅需用8~10分鐘的時間，生產效率大為4^高。本發明因采用金剛石磨鉆和通過機床設備的拖板偏角來控制加工的內錐面錐角的角度，使藍寶石工件能夠實現錐角在30~150°、錐底直徑擴大到<20mm、錐深擴大到<12mm的內錐面加工，擴大了藍寶石內錐成形的范圍。同時，由于采用金剛石磨鉆替代天然鉆石作為磨具，因金剛石磨鉆的成本大致為2元/根，又極大的降低了磨具成本，使每件產品的加工成本僅為0.50~0.70元，大幅度降低了加工成本。采用本發明的加工方法，加工過程中金剛石磨鉆自轉的轉速為8000-10000轉/分鐘，藍寶石工件自轉的轉速為6000~7000轉/分鐘，使用通常的三軸挖槽機和鐘表車床即可完成加工，不需添置藍寶石噴嘴內錐加工的專用機床，可為企業節省添置專用機床的經費。從下面的對照表可得出展成法比成形法有更高的加工效率和加工精度。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。圖1為現有技術中采用成形法加工寶石噴嘴內錐面的示意圖；圖2為本發明采用展成法加工藍寶石噴嘴內錐面的示意圖。具體實施方式參見圖2,把藍寶石材料先經過劃軸向，按照成品尺寸，留出0.5~0.7訓左右的加工余量，下沖+切割成四方柱體形毛坯；然后4巴四方柱體毛坯用150~240#金剛石鉆粉在磨圓機上通過粗磨和精磨，將毛坯磨成圓柱形，要求圓柱度和圓度誤差小于0.Olmm;并用從粗到細的磨料在磨盤上粗、細、精研磨藍寶石噴嘴兩端面；然后在圓柱形藍寶石坯的軸向打出直孔，并用粒度JRW28~JRW10金剛石鉆粉細擴孔，再用JRW3.5JRW1.0金剛石鉆粉拋光內孔，得到具有軸向直孔的藍寶石噴嘴工件2。然后用直徑小于被加工內錐的錐底直徑的具有錐頭的金剛石磨鉆1,金剛石磨鉆的直徑大約為內錐的錐底直徑的二分之一，金剛石磨鉆的錐頭的錐度不受內錐錐度的限制，具有一定錐度或大約接近內錐的錐度都可以，采用展成法對藍寶石噴嘴內錐面進行磨削加工，其加工步驟如下首先采用粒度為JR240~JR280的粒度相對較粗的金剛石磨鉆，將已經加工出噴嘴直孔的藍寶石工件2在三軸挖槽機上進行內錐粗加工，采用粒度為JR280的金剛石磨鉆效果最好。把金剛石磨鉆通過燒結方式固定在三軸挖槽機的上主軸，把藍寶石工件通過夾具固定在三軸挖槽機的下主軸上。加工時，金剛石磨鉆1自轉且同時由工件直孔的口端做徑向運動進刀，藍寶石工件2自轉且同時向磨鉆方向做軸向進給，由此在藍寶石工件的噴嘴直孔的一端去除工件的大部分余量，磨出一個留有少量余量的內錐。隨后采用粒度為JRW28-JRW14的粒度相對較細的金剛石磨鉆，將磨出內錐的藍寶石工件裝夾在鐘表車床上進行內錐面成形細加工，采用粒度為JRW28的金剛石磨鉆效果最好。把磨出有內錐藍寶石工件通過裝夾工具固定在鐘表車床上的主軸上，4巴金剛石磨鉆通過燒結方式固定在鐘表車床的拖板上的與主軸相對的軸套內。加工時，把車床的拖板按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度oc偏角cc/2,藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，逐步磨去內錐的余量，包絡形成藍寶石噴嘴的內錐面。然后采用比細加工粒度細的粒度為化W4~JRW1.5金剛石磨鉆，仍在鐘表車床上進行內錐面成形精加工，采用粒度為JRW4金剛石磨鉆效果最好。加工時，把車床的拖板仍按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度oc偏角oc/2，藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內^f故軸向和徑向往復運動進刀，形成錐面角度公差控制在土O.5°內的藍寶石噴嘴內錐面。通過精整加工，使藍寶石噴嘴的內錐面達到產品圖紙要求的尺寸及表面粗糙度。藍寶石噴嘴內錐面經過展成法加工成形后，最后采用雙軸立式磨平機對藍寶石噴嘴進行端面拋光，即先把藍寶石工件粘結在玻璃上，然后把工件放在拋光盤上，拋光盤帶動工件做相對運動和摩擦，同時在拋光盤上噴氧化鉻綠粉對工件進行端面拋光，完成藍寶石噴嘴的加工。上述工序加工時，金剛石磨鉆自轉的轉速為8000~10000轉/分鐘，藍寶石工件自轉的轉速為6000~7000轉/分鐘。采用上述的展成法對藍寶石噴嘴的內錐面進行加工，可以得到內錐面的錐角為30~150°，錐底直徑《20mm,錐深《12mm的藍寶石噴嘴。本發明所采用的金剛石磨鉆1，可釆用以金剛石粉為磨料，通過結合劑制成的自制磨具。權利要求1.一種藍寶石噴嘴內錐面的加工方法，其特征在于該加工方法用直徑小于被加工內錐的錐底直徑的具有錐頭的金剛石磨鉆，采用展成法對藍寶石噴嘴內錐面進行加工，其加工步驟如下首先采用粒度相對較粗的金剛石磨鉆，將已經加工出噴嘴直孔的藍寶石工件在三軸挖槽機上進行內錐粗加工，加工時，金剛石磨鉆自轉且同時由工件直孔的口端做徑向運動進刀，藍寶石工件自轉且同時向磨鉆方向做軸向進給，由此在噴嘴直孔的一端磨出一個留有少量余量的內錐；隨后采用粒度相對較細的金剛石磨鉆，將磨出內錐的藍寶石工件裝夾在鐘表車床上進行內錐面成形細加工，加工時，把車床的拖板按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度α偏角α/2，藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，逐步包絡形成藍寶石噴嘴的內錐面；然后采用比細加工粒度細的金剛石磨鉆，仍在鐘表車床上進行內錐面成形精加工，加工時，把車床的拖板仍按藍寶石噴嘴的內錐面所要求的錐角角度α偏角α/2，藍寶石工件自轉，金剛石磨鉆自轉且同時在藍寶石工件的內錐內做軸向和徑向往復運動進刀，形成錐面角度公差控制在±0.5°內的藍寶石噴嘴內錐面。2.根據權利要求1所述的藍寶石噴嘴內錐面的加工方法，其特征在于所述金剛石磨鉆的粒度為，粗加工采用粒度為JR240~JR280的金剛石磨鉆，細加工采用粒度為JRW28-JRW14的金剛石磨鉆，精加工采用粒度為JM4~J證.5的金剛石磨鉆。3.根據權利要求1或2所述的藍寶石噴嘴內錐面的加工方法，其特征在于所述金剛石磨鉆為圓柱形的人造金剛石磨具，磨鉆的圓錐頭由人工磨成，磨鉆圓錐頭的角度不受藍寶石噴嘴內錐面的限制。4.根據權利要求1所述的藍寶石噴嘴內錐面的加工方法，其特征在于所述金剛石磨鉆自轉的轉速為8000~10000轉/分鐘，藍寶石工件自轉的轉速為60007GQ0轉/分鐘。全文摘要本發明公開了一種藍寶石噴嘴內錐面的加工方法，該加工方法用直徑小于被加工內錐的錐底直徑的具有錐頭的金剛石磨鉆，采用展成法對藍寶石噴嘴內錐面進行加工，其加工步驟為首先采用粒度相對較粗的金剛石磨鉆，將已經加工出噴嘴直孔的藍寶石工件在三軸挖槽機上進行內錐粗加工，隨后采用粒度相對較細的金剛石磨鉆，將磨出內錐的藍寶石工件裝夾在鐘表車床上進行內錐面成形細加工，然后采用比細加工粒度細的金剛石磨鉆，仍在鐘表車床上進行內錐面成形精加工。它能夠降低生產成本，提高生產效率，并且使一般的技術工人也能完成高標準的藍寶石噴嘴內錐面加工。文檔編號B24B9/06GK101157191SQ20071009271公開日2008年4月9日申請日期2007年9月18日優先權日2007年9月18日發明者軍傅,向久林,李杰英,柏教林,鄧遠東申請人:重慶川儀總廠有限公司