(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112792719 A(43)申请公布日 2021.05.14
(21)申请号 202011587576.4(22)申请日 2020.12.28
(71)申请人 大连长丰实业总公司
地址 116038 辽宁省大连市甘井子区西北
路588号(72)发明人 王泽亮 孟庆国 仇红伟 牟津瑶 (74)专利代理机构 大连理工大学专利中心
21200
代理人 梅洪玉(51)Int.Cl.
B24B 29/04(2006.01)B24B 27/00(2006.01)B24B 41/04(2006.01)C25D 11/16(2006.01)C25D 11/18(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图1页
B23P 15/00(2006.01)
(54)发明名称
一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法
(57)摘要
一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法，属于机械加工技术领域。首先抛光使硬质阳极化前的铝合金活塞杆表面粗糙度满足Ra0.2；
之后通过改变然后进行活塞杆表面硬质阳极化；
抛光纸、车床主轴转速、工件外圆线速度、走刀量等参数依次进行粗抛光、半精抛光、精抛光、超精抛光；最后测量使得活塞杆表面粗糙度达满足Ra0.1。
CN 112792719 ACN 112792719 A
权 利 要 求 书
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1.一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法，其特征在于，步骤如下：第一步，硬质阳极化前的铝合金活塞杆表面粗糙度满足Ra0.2，将活塞杆两端顶起装夹在车床上，通过粗车加工、半精车加工和精车加工方式，留0.02‑0.03mm余量后抛光的方式，使硬质阳极化前的铝合金活塞杆表面粗糙度满足Ra0.2；
第二步，活塞杆表面硬质阳极化，氧化膜厚度在50‑60μm；第三步，将硬质阳极化后的活塞杆两端顶起在车床上，抛光工装安装在车床刀架上，抛光头弧面与活塞杆外圆垂直对正，活塞杆外圆与抛光头弧面接触；
第四步，粗抛光，将1200目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为700‑800转/min，此时工件外圆线速度为1.47‑1.68m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1‑0.2mm/r，抛光过程增加水冷却，抛光头从一端开始移动，走到末端后反向进给，返回起始点抛光点；
第五步，半精抛光，将2000目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为700‑800转/min，此时工件外圆线速度为1.47‑1.68m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1‑0.2mm/r，抛光过程增加水冷却，抛光头从一端开始移动，走到末端后反向进给，返回起始点抛光点；
第六步，精抛光，将4000目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为700‑800转/min，此时工件外圆线速度为1.47‑1.68m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1‑0.2mm/r，抛光头从一端开始移动，走到工件末端；
第七步，超精抛光，将8000目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为1000‑1200转/min，此时工件外圆线速度为2.09‑2.51m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量
抛光头从一端开始移动，走到工件末端；设置为0.5‑0.1mm/r，
第八步，测量活塞杆表面粗糙度达，如满足Ra0.1，抛光结束；如不满足，重复步骤七后继续测量，直至粗糙度满足Ra0.1或者外圆尺寸超差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所使用的镜面加工装置，包括抛光头(1)、芯轴(2)、壳体(3)、扭塞(4)、螺栓(7)、衬套(8)和抛光纸(9)；
所述壳体(3)为两端开孔的中空结构；
所述扭塞(4)和抛光头(1)均为一端大一端小的结构；所述芯轴(2)设置在所述壳体(3)的内部，一端与伸入所述壳体(3)一端的扭塞(4)的小端螺纹连接，另一端与伸入所述壳体(3)另一端的抛光头(1)的小端固定连接；所述芯轴(2)与抛光头(1)连接的一端设置有限位凸台；
所述壳体(3)上设置限位机构，该限位机构所述芯轴(2)只沿轴向运动；所述抛光纸(9)粘接在所述抛光头(1)上，用于和外部活塞杆(10)接触。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括弹簧(6)，所述弹簧(6)套设在所述芯轴(2)上，一端抵触所述芯轴(2)的限位凸台，另一端与所述壳体(3)的内壁面抵触。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述限位机构包括条形通孔、螺栓(7)和衬
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权 利 要 求 书
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套(8)；该条形通孔设置在所述壳体(3)上，其长度方向与所述芯轴(2)的轴向方向一致；衬套(8)为具有台阶的圆柱状，衬套(8)小端设置在条形通孔内，与条形通孔滑动配合，大端抵触在所述壳体(3)上；螺栓(7)穿过衬套(8)、抛光头(1)和芯轴(2)，将衬套(8)与抛光头(1)和芯轴(2)固定连接。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述抛光头(1)外端面上设置弧面凹槽，所述弧面凹槽与所述活塞杆(10)周向面接触。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括定位套(5)，所述定位套(5)设置在所述芯轴(2)上，一端与所述壳体(3)的内壁面抵触，另一端与所述弹簧(6)接触。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述条形通孔为U型，该U型的开口方向和所述壳体(3)与所述抛光头(1)相连的一端的开口方向一致。
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说 明 书
一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法
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技术领域
[0001]本发明属于机械加工技术领域，具体一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法。
背景技术
[0002]铝合金活塞杆类零件的外表面需要进行硬质阳极化处理，该硬质阳极化表面粗糙度要达到Ra0.1，属于一种镜面效果。活塞杆外表面在经过硬质阳极化处理后，表面粗糙度一般会下降1‑2个等级，机械加工领域的常规做法是提高硬质阳极化前表面的粗糙度等级。但受限铝合金的磨削性能不佳，通过采用车削加工外表面，但车削加工很难保证上述所需提高到的表面粗糙度要求，铝合金硬质阳极化后的抛光性也不佳。发明内容
[0003]有鉴于此，本发明提供了一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工工装和加工方法，可以克服现有技术的不足。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的：[0005]一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工装置，其特征在于，包括抛光头、芯轴、壳体、扭塞、螺栓、衬套和抛光纸；
[0006]所述壳体为两端开孔的中空结构；
[0007]所述扭塞和抛光头均为一端大一端小的结构；[0008]所述芯轴设置在所述壳体的内部，一端与伸入所述壳体一端的扭塞的小端螺纹连接，另一端与伸入所述壳体另一端的抛光头的小端固定连接；所述芯轴与抛光头连接的一端设置有限位凸台；
[0009]所述壳体上设置限位机构，该限位机构所述芯轴只沿轴向运动；[0010]所述抛光纸粘接在所述抛光头上，用于和外部活塞杆接触。[0011]作为一种优选方案，所述弹簧套设在所述芯轴上，一端抵触所述芯轴的限位凸台，另一端与所述壳体的内壁面抵触；[0012]作为一种优选方案，所述限位机构包括条形通孔、螺栓和衬套；该条形通孔设置在所述壳体上，其长度方向与所述芯轴的轴向方向一致；衬套为具有台阶的圆柱状，衬套小端设置在条形通孔内，与条形通孔滑动配合，大端抵触在所述壳体上；螺栓穿过衬套、抛光头和芯轴，将衬套与抛光头和芯轴固定连接。[0013]作为一种优选方案，所述抛光头外端面上设置弧面凹槽，所述弧面凹槽与所述活塞杆周向面接触。
[0014]作为一种优选方案，还包括定位套，所述定位套设置在所述芯轴上，一端与所述壳体的内壁面抵触，另一端与所述弹簧接触。[0015]作为一种优选方案，所述条形通孔为U型，该U型的开口方向和所述壳体与所述抛光头相连的一端的开口方向一致。
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说 明 书
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一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法，步骤如下：
[0017]第一步，硬质阳极化前的铝合金活塞杆表面粗糙度满足Ra0.2，将活塞杆两端顶起装夹在车床上，通过粗车加工、半精车加工和精车加工方式，留0.02‑0.03mm余量后抛光的方式，使硬质阳极化前的铝合金活塞杆表面粗糙度满足Ra0.2；[0018]第二步，活塞杆表面硬质阳极化，氧化膜厚度在50‑60μm；[0019]第三步，将硬质阳极化后的活塞杆两端顶起在车床上，抛光工装安装在车床刀架上，抛光头弧面与活塞杆外圆垂直对正，活塞杆外圆与抛光头弧面接触；[0020]第四步，粗抛光，将1200目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为700‑800转/min，优选750转/min，此时工件外圆线速度为1.47‑1.68m/s，优选1.57m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1‑0.2mm/r，优选0.1mm/r，抛光过程增加水冷却，抛光头从一端开始移动，走到末端后反向进给，返回起始点抛光点；[0021]第五步，半精抛光，将2000目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为700‑800转/min，优选750转/min，此时工件外圆线速度为1.47‑1.68m/s，优选1.57m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1‑0.2mm/r，优选0.1mm/r，抛光过程增加水冷却，抛光头从一端开始移动，走到末端后反向进给，返回起始点抛光点；[0022]第六步，精抛光，将4000目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为700‑800转/min，优选750转/min，此时工件外圆线速度为1.47‑1.68m/s，优选1.57m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1‑0.2mm/r，优选0.1mm/r，抛光头从一端开始移动，走到工件末端；[0023]第七步，超精抛光，将8000目的3M抛光纸粘贴到抛光头上，车床主轴旋转带动活塞杆转动，车床主轴转速为1000‑1200转/min，优选1000转/min，此时工件外圆线速度为2.09‑2.51m/s，优选2.09m/s，旋转扭塞使抛光头弧面与活塞杆外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.5‑0.1mm/r，优选0.1mm/r，抛光头从一端开始移动，走到工件末端；[0024]第八步，测量活塞杆表面粗糙度达，如满足Ra0.1，抛光结束；如不满足，重复步骤七后继续测量，直至粗糙度满足Ra0.1或者外圆尺寸超差。[0025]本发明的有益效果：本发明的方法可以使铝合金活塞杆类零件的外表面的硬质阳极化表面粗糙度达到Ra0.1以上。
附图说明
[0026]图1为本发明专利整体结构的示意图。[0027]图2为本发明专利工作原理示意图。[0028]其中，1抛光头，2芯轴，3壳体，4扭塞，5定位套，6弹簧，7螺栓，8衬套，9抛光纸，10活塞杆。
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具体实施方式
[0029]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。[0030]本实施例提供了一种活塞杆外圆抛光装置，能够方便活塞杆的表面抛光，保证活塞杆的表面抛光的粗糙度均匀，提高产品的合格率。[0031]如图1和图2所示，该抛光装置包括抛光头1、芯轴2、壳体3、扭塞4、定位套5、弹簧6、螺栓7、衬套8、抛光纸9；
[0032]所述壳体3为两端开孔的中空结构；
[0033]扭塞4和抛光头1均为一端大一端小的结构；[0034]所述芯轴2为台阶轴，所述芯轴2设置在壳体3的内部，芯轴2的一端与伸入壳体3一端的扭塞4的小端螺纹连接，芯轴2的另一端和伸入壳体3另一端的抛光头1的小端固定连接，使抛光头1的头部和扭塞4的头部分别抵触壳体3的两端，在芯轴2与抛光头1连接的一端设置限位凸台，该限位凸台位于壳体3内部；
[0035]定位套5和弹簧6穿过芯轴2安装在壳体3内部，定位套5抵触壳体3的内壁面，其外周与壳体3空腔的内壁面配合接触，弹簧6一端抵触芯轴2的限位凸台，另一端抵触定位套5；[0036]在壳体3与抛光头1抵触的一端的壁面上设置限位机构，该限位机构包括条形通孔、衬套8和螺栓7，条形通孔设置在壳体3与抛光头1抵触的一端的壁面上，该条形通孔为U型，该U型的条形通孔与壳体3的内部空腔贯通且U型的开口与壳体3和抛光头1抵触的一端开口方向一致，衬套8为具有一个台阶的圆柱状，衬套8的小端设置在条形通孔内，其大端抵触在壳体3上，螺栓7穿过衬套8、抛光头1和芯轴2，将衬套8与抛光头1和芯轴2固定连接成整体，当放松螺栓7时，限位机构抛光头1沿芯轴2的轴向运动，当压紧螺栓7时，限位机构固定在所述壳体3上；
[0037]抛光头1的外端面上设置弧面凹槽，弧面直径稍大于外部设备活塞杆10的外径，使得活塞杆10和弧面凹槽面接触，将抛光纸9粘贴在抛光头1弧面凹槽位置。[0038]具体地：活塞杆10装夹在普通车床上，车床驱动活塞杆10转动。[0039]当抛光头1未限定在壳体3上的条形通孔内时，通过转动扭塞4带动芯轴2转动，进而联动抛光头1转动，使抛光头1的弧面凹槽与活塞杆10相对，便于抛光头1向活塞杆10运动时，抛光头1的弧面凹槽与活塞杆10面接触。[0040]当螺栓7穿过衬套8、抛光头1和芯轴2，将衬套8与抛光头1和芯轴2固定连接成整体时，放松螺栓7时，抛光头1的运动方向被螺栓7和衬套8限定在壳体3上的条形通孔内，此时，逆时针旋转扭塞4，推动芯轴2运动，进而带动抛光头1向活塞杆10运动使二者面接触；当活塞杆10在机床的驱动下转动被抛光头1抛光时，活塞杆10反作用力传给抛光头1，此时，顺时针旋转扭塞4拉动芯轴2并压缩弹簧6，弹簧6的弹性力推动芯轴2带动抛光头1持续向活塞杆10运动，转动扭塞4可以维持抛光头1及其上的抛光纸9和活塞杆10持续接触，即可进行均匀的抛光。
[0041]一种铝合金硬质阳极化表面的镜面加工方法：[0042]第一步，硬质阳极化前的铝合金活塞杆10表面粗糙度满足Ra0.2，将活塞杆10两端顶起装夹在车床上，通过粗车加工、半精车加工和精车加工方式，留0.025mm余量后抛光的方式，使硬质阳极化前的铝合金活塞杆表面粗糙度满足Ra0.2；[0043]第二步，活塞杆表面硬质阳极化，氧化膜厚度在55μm；
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第三步，将硬质阳极化后的活塞杆10两端顶起在车床上，抛光工装安装在车床刀
架上，抛光头弧面1与活塞杆10外圆垂直对正，活塞杆10外圆与抛光头1弧面接触；[0045]第四步，粗抛光，将1200目的3M抛光纸9粘贴到抛光头1上，车床主轴旋转带动活塞杆10转动，车床主轴转速约750转/min，此时工件外圆线速度约1.57m/s，旋转扭塞4使抛光头1弧面与活塞杆10外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞4，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1mm/r，抛光过程增加水冷却，抛光头1从一端开始移动，走到末端后反向进给，返回起始点抛光点，结束；[0046]第五步，半精抛光，将2000目的3M抛光纸9粘贴到抛光头1上，车床主轴旋转带动活塞杆10转动，车床主轴转速约750转/min，此时工件外圆线速度约1.57m/s，旋转扭塞4使抛光头1弧面与活塞杆10外圆轻轻接触，进一步旋转4扭塞，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1mm/r，抛光过程增加水冷却，抛光头1从一端开始移动，走到末端后反向进给，返回起始点抛光点，结束；[0047]第六步，精抛光，将4000目的3M抛光纸9粘贴到抛光头1上，车床主轴旋转带动活塞杆10转动，车床主轴转速约750转/min，此时工件外圆线速度约1.57m/s，旋转扭塞4使抛光头1弧面与活塞杆10外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞4，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1mm/r，抛光头1从一端开始移动，走到工件末端；[0048]第七步，车床主轴旋转带动活超精抛光，将8000目的3M抛光纸9粘贴到抛光头上，塞杆10转动，车床主轴转速约1000转/min，此时工件外圆线速度约2.09m/s，旋转扭塞4使抛光头1弧面与活塞杆10外圆轻轻接触，进一步旋转扭塞4，提供一定的抛光力，与此同时走刀量设置为0.1mm/r，抛光头1从一端开始移动，走到工件末端；[0049]第八步，测量活塞杆10表面粗糙度达，如满足Ra0.1，抛光结束；如不满足，重复步骤七后继续测量，直至粗糙度满足Ra0.1或者外圆尺寸超差。[0050]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
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说 明 书 附 图
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图2
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