空气静压电主轴系统中前套筒磨削工装设计

郭忠华

（中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京 065201）

前套筒作为空气静压轴承的支撑定位零件，是空气静压电主轴系统的关键核心零件之一。磨削精度是零件能否合格的关键[1]。由于该零件磨削内孔的装夹基准属于不规则的非完整圆，无法用通用的三爪或四爪卡盘装夹，因此设计了一套磨削内孔和外圆的专业夹具，成功解决了问题。

1 前套筒图纸分析

该前套筒材料为2Cr13 马氏体不锈钢，全长为 211 mm。如图1 所示，它的整体结构大体为一带台阶的空心轴类，轴的外圆表面为非完整圆。它的主要精度指标包括两个方面：一方面，中间内孔Φ360+0.01mm、 Φ390+0.01mm 尺寸公差，粗糙度要求Ra0.4 μm，圆柱度要求0.004 mm；另一方面，外圆尺寸公差，粗糙度Ra0.8 μm，与内孔的同轴度为Φ0.008 mm。

2 工艺流程的制定及难点分析

2.1 工艺流程的制定

零件材料为2Cr13 马氏体不锈钢，有极为良好的塑性和较高的强度[2]。切削时，加工硬化严重，切削抗力大，温度升高快，刀具磨损严重，因此增加了停机时间和机床调整时间，降低了生产效率。该材料容易粘刀，产生积屑瘤，引起工件尺寸变化，导致工件尺寸精度和形位公差不易保证。切屑不易折断和弯曲，易损伤工件已加工表面，影响表面粗糙度，使工件表面质量不易保证。综上分析，为达到工件的精度要求，必须粗、精加工分开，中间穿插热处理工序，以磨削达到要求的工件精度。

具体大致工艺流程如图2 所示[3]。采用Φ85 mm 型材棒料先粗车外圆及内孔且均留精车余量，然后进行调质处理增强工件的综合机械性能，并进行外圆及内孔精车留磨削余量。……