一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法
阅读说明：本技术 一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法 (Excircle fine super-grinding process method of precision micro-motor bearing ) 是由 郝子成 王颢 魏伟 周伦文 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法,包括以下步骤：S1、添加切削液；S2、粗研；S3、精研；本发明中使用水溶性切削液在外圈粗研和精研加工过程中,不会产生油雾,改善加工环境；废液产生率低,并能够循环使用,降低加工成本；本发明中,粗研步骤中可以降低轴承外圈或内圈的外圆尺寸,并在精研步骤中修复轴承外圈的外圆表面,最终得到外观无划伤有明显光亮丝路,尺寸集中度为2um,圆度≤0.3um,粗糙度≤0.05um的高精度轴承外圈。(The invention discloses an excircle fine lapping process method of a precision micro motor bearing, which comprises the following steps: s1, adding cutting fluid; s2, coarse grinding; s3, fine grinding; in the invention, water-soluble cutting fluid is used in the processing processes of rough grinding and fine grinding of the outer ring, so that oil mist is not generated, and the processing environment is improved; the waste liquid generation rate is low, and the waste liquid can be recycled, so that the processing cost is reduced; according to the invention, the size of the outer circle of the bearing outer ring or the outer circle of the bearing inner ring can be reduced in the rough grinding step, and the surface of the outer circle of the bearing outer ring is repaired in the fine grinding step, so that the high-precision bearing outer ring which is free from scratches in appearance, has an obvious bright thread path, is 2um in size concentration, is less than or equal to 0.3um in roundness and is less than or equal to 0.05um in roughness is finally obtained.)
技术领域
本发明属于轴承磨削技术领域，涉及一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法。
背景技术
微电机轴承主要由外圈、内圈、滚动体、保持架、防尘盖以及油脂等组成，其中外圈和内圈的外圆需要进行磨削加工，现有的磨削加工中基本上都采用以矿物油为基础的非水溶性油剂，非水溶性油剂虽然具有良好的润滑性，但是也存在易燃、产生油雾、造成废液处理、成本高等诸多弊病；当前市场上还存在少数用于轴承加工的水溶性磨削液，但是采用水溶性磨削液的加工工艺制造出来的轴承的尺寸精度以及粗糙度不达标，不能满足微电机轴承的加工性能要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法，很好的解决了现有技术中加工成本高、产生油雾废液、加工精度不达标的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法，包括以下步骤：
S1、添加切削液：将稀释的水溶性切削液加入到外圆超精机的循环冷却箱中，开启外圆超精机循环水溶性切削液；
S2、粗研：通过外圆超精机的刀具架夹持目数为800目～1500目、粒度为25～30的粗油石，外圆超精机的导轮以1800～2000rpm的转速带动工件转动，操作夹具架使得粗油石压于工件表面以减小工件外圆尺寸，同时循环冷却箱排出水溶性切削液冲洗工件磨削区域；
S3、精研：导轮以S2步骤中同样转速继续转动，循环冷却箱中继续排出水溶性切削液继续冲洗S2步骤中工件磨削区域，将刀具架上的粗油石更换为目数为5000目～7000目、粒度为8～12的精油石，操作夹具架使得精油石压于工件表面以修复步骤S2中粗研后的工件外圆表面。
进一步的，所述水溶性切削液采用水进行稀释，水溶性切削液和水的体积比为1∶5～1∶10。
进一步的，所述水溶性切削液稀释后搅拌均匀并于循环冷却箱中静置30min，开启外圆超精机循环水溶性切削液5min。
进一步的，所述水溶性切削液是由以下重量百分比的原料组成：水溶性聚合脂3％～6％、聚醚5％～10％、醇胺17％～25％、防锈剂6％～12、增溶剂3％～5％、沉降剂0.2％～1％、抑泡剂0.3％～1％。
进一步的，所述外圆超精机上接通有10～15个对准磨削区域的流通管，流通管中的水溶性切削液的流量为5L/min。
进一步的，所述S2步骤中粗油石对工件外圆的压力为0.15～0.2MPa，导轮转速为1800rpm，粗油石目数为1000目、粒度为28。
进一步的，所述S3步骤中精油石对工件外圆的压力为0.05～0.1MPa，导轮转速为1800rpm，粗油石目数为6000目、粒度为10。
进一步的，所述粗油石和精油石均采用CBN材料。
进一步的，经过S3步骤精研后的工件外观无划伤有明显光亮丝路，尺寸集中度为2um，圆度≤0.3um，粗糙度≤0.05um。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，使用水溶性切削液在外圈粗研和精研加工过程中，不会产生油雾，改善加工环境；废液产生率低，并能够循环使用，降低加工成本。
本发明中，粗研步骤中可以降低轴承外圈或内圈的外圆尺寸，并在精研步骤中修复轴承外圈的外圆表面，最终得到外观无划伤有明显光亮丝路，尺寸集中度为2um，圆度≤0.3um，粗糙度≤0.05um的高精度轴承外圈。
附图说明
图1为本发明实施例2中非水溶性油剂切削液加工工件表面外观图；
图2为本发明实施例2中水溶性切削液加工工件表面外观图；
图3为本发明实施例2中非水溶性油剂切削液和水溶性切削液加工工件表面外观对比图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提出了一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法，包括以下步骤：
S1、添加切削液：将稀释的水溶性切削液加入到外圆超精机的循环冷却箱中，开启外圆超精机循环水溶性切削液；
S2、粗研：通过外圆超精机的刀具架夹持目数为800目～1500目、粒度为25～30的粗油石，外圆超精机的导轮以1800～2000rpm的转速带动工件转动，操作夹具架使得粗油石压于工件表面以减小工件外圆尺寸，同时循环冷却箱排出水溶性切削液冲洗工件磨削区域；
S3、精研：导轮以S2步骤中同样转速继续转动，循环冷却箱中继续排出水溶性切削液继续冲洗S2步骤中工件磨削区域，将刀具架上的粗油石更换为目数为5000目～7000目、粒度为8～12的精油石，操作夹具架使得精油石压于工件表面以修复步骤S2中粗研后的工件外圆表面。
本实施例中，所述工件有轴承外圈和内圈，外圈的外径为φ8mm，内径为φ6.8mm，沟曲率为R0.44mm，宽度尺寸为4mm；内圈2内径尺寸为φ3mm，外径尺寸为φ4.1mm，宽度尺寸为4mm。
优选的，所述水溶性切削液稀释后搅拌均匀并于循环冷却箱中静置30min，使得水溶性切削液混合均匀，静置时将水溶性切削液中的杂质沉淀于循环冷却箱的底部；开启外圆超精机循环水溶性切削液5min，将原来存在与管路中的杂质排出；避免进入到磨削区域降低工件外圆加工的粗糙度以及圆度。
优选的，所述外圆超精机上接通有10～15个对准磨削区域的流通管，流通管中的水溶性切削液的流量为5L/min；保证水溶性切削液有足够的范围覆盖到工件的磨削区域，并具有足够的冲刷力，将磨削区域内产生的碎屑冲刷掉。
优选的，所述粗油石和精油石均采用CBN材料，提高粗油石和精油石的使用寿命。
优选的，所述水溶性切削液采用水进行稀释，水溶性切削液和水的体积比为1∶5～1∶10；所述水溶性切削液是由以下重量百分比的原料组成：水溶性聚合脂3％～6％、聚醚5％～10％、醇胺17％～25％、防锈剂6％～12、增溶剂3％～5％、沉降剂0.2％～1％、抑泡剂0.3％～1％。稀释后的水溶性切削液呈乳白色，折光仪稀释液浓度6％-8％，PH值9.0-9.5，具有良好的散热性能、沉降性能、清洗性能、润滑性能。
通过上述技术方案的加工，经过S3步骤精研后的工件外观无划伤有明显光亮丝路，尺寸集中度为2um，圆度≤0.3um，粗糙度≤0.05um。
对通过上述技术方案加工的工件进行四组锈蚀测试，其锈蚀测试试验结果见下表表1，试验条件如下：
试验条件1：20℃/50％相对湿度；
试验条件2：38.5℃/50％相对湿度；
试验条件3：20℃/90％相对湿度；
试验条件4：8.5℃/90％相对湿度；
表1：
从表1中可以看出，试验条件在不同温度和湿度情况下，轴承外圈或内圈的表面均可以达到48h防锈试验，远超于生产线流转时间，正常加工流程中可满足防锈要求，具有良好的防锈效果。
实施例2
本发明提出了一种精密微电机轴承的外圆精超研工艺方法，包括以下步骤：
S1、添加切削液：将稀释的水溶性切削液加入到外圆超精机的循环冷却箱中，开启外圆超精机循环水溶性切削液；
S2、粗研：通过外圆超精机的刀具架夹持目数为1000目、粒度为28的粗油石，外圆超精机的导轮以1800rpm的转速带动工件转动，操作夹具架使得粗油石以0.15～0.2MPa压力压于工件表面以减小工件外圆尺寸，同时循环冷却箱排出水溶性切削液冲洗工件磨削区域；
S3、精研：导轮以S2步骤中同样转速继续转动，循环冷却箱中继续排出水溶性切削液继续冲洗S2步骤中工件磨削区域，将刀具架上的粗油石更换为目数为6000目、粒度为10的精油石，操作夹具架使得精油石以0.05～0.1MPa压力压于工件表面以修复步骤S2中粗研后的工件外圆表面。
本实施例中，所述工件有轴承外圈和内圈，外圈的外径为φ8mm，内径为φ6.8mm，沟曲率为R0.44mm，宽度尺寸为4mm；内圈2内径尺寸为φ3mm，外径尺寸为φ4.1mm，宽度尺寸为4mm。
通过上述技术方案的加工，经过S3步骤精研后的工件外观无划伤有明显光亮丝路，尺寸集中度为2um，圆度≤0.3um，粗糙度≤0.05um。
在本实施中采用相同的加工参数，并将水溶性切削液替换为非水溶性油剂切削液，加工10万次该工件；并与本实施例中的加工参数加工的10万次该工件进行对比，其对比项目以及结果如下表表2所示：
表2：
结合表2以及图1、图2和图3中可以看出，水溶性切削液加工时油石需要更小的压力，并且可以有较深的加工深度，而且10万只工件的粗糙度平均值分别为0.065um、0.050um，使用水溶性切削液明显提高了表面加工质量以及表面粗糙度。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。