一种薄片镜面加工制备方法与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种薄片镜面加工制备方法。


背景技术：

2.微焦点x射线管是一种用于机械工程领域的特种检测仪器，被广泛应用于生物医学，工业无损检测等行业，其内部的铍窗压环零件中含有高质量表面的不锈钢薄片，当微焦点x射线管运作时，铍窗压环的不锈钢薄片会处在高真空度和高电压环境，因此需要满足镜面光滑和超薄的相关要求，以保证微焦点x射线管使用时的稳定性。
3.铍窗压环用不锈钢薄片成品的厚度通常需要保持在0.2mm左右，且表面粗糙度需要达到ra0.1μm以下，采用现有的加工和打磨抛光方式对不锈钢薄片进行加工，容易造成零件发生变形，导致最后成品抛光不均匀的问题，影响微焦点x射线管的使用效果。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明针对现有技术的不足，本发明提供了一种薄片镜面加工制备方法，解决了以传统加工和打磨抛光方式对不锈钢薄片进行加工时，容易造成零件严重变形，表面粗糙度不达标，导致最后成品抛光不均匀的问题。
5.技术方案：为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种薄片镜面加工制备方法，包括以下方法步骤：
7.s1、将不锈钢原始板材制备成接近标准零件尺寸的毛坯零件；
8.s2、将毛坯零件利用复平机构进行压紧，之后将模具放置在真空炉内进行真空退火，退火后保温一段时间，模具冷却后取出处理后的毛坯零件并检测其平行度；
9.s3、将经过热处理后的毛坯零件安装在辅助夹具机构上进行数控加工，得到加工后的薄片零件；
10.s4、将薄片零件放入研磨抛光机构内进行研磨加工，研磨步骤分为粗磨和细磨，加工结束后取出加工后的零件成品。
11.优选的，所述s2步骤中，真空退火前，复平底模及复平压模需用酒精进行清洗，真空炉的温度范围保持在1050℃～1075℃，真空退火后保温时间范围为30～45min。
12.优选的，所述s3步骤中，毛坯零件的具体加工步骤为：
13.a.将经过真空退火、复平后的毛坯零件放置在车削夹持座上，并通过压帽进行压紧；
14.b.机床卡盘夹持车削夹持座尾部，卡盘端面靠住车削夹持座台阶进行定位；
15.c.刀具通过压帽中间孔车削毛坯零件，待加工完成后旋开压帽，取出薄片零件进行检测。
16.优选的，所述s4步骤中，粗磨时研磨盘采用大理石盘，并采用直径7～9μm的氧化铝粉进行研磨，细磨时研磨盘采用羊毛绒盘，并采用直径2～3μm的氧化铝粉进行研磨。
17.优选的，所述s2步骤中，所述复平机构包括复平底模和若干个紧固螺钉，所述复平
底模的上部设置有复平压模，所述复平底模和复平压模通过紧固螺钉连接，所述紧固螺钉的螺纹端螺纹连接有紧固螺母。
18.优选的，所述s3步骤中，所述辅助夹具机构包括压帽，所述压帽的一端设置有车削夹持座。
19.优选的，所述s4步骤中，所述研磨抛光机构包括气动压盘和研磨盘，所述气动压盘的底端设置有海绵垫块，所述研磨盘的顶端外侧设置有研磨挡圈，所述研磨盘的顶端中部外侧设置有研磨限位圈，所述研磨限位圈的内部设置有研磨压块，所述研磨压块的内部设置有压模芯棒。
20.(一)有益效果
21.本发明提供了一种薄片镜面加工制备方法。具备以下有益效果：
22.1、本发明通过采用真空复平退火的加工方式，使得零件获得0.02以内的平行度，提高了不锈钢薄片的加工质量，同时在数控车削加工时采用辅助夹具机构，保证不锈钢薄片在加工厚度达到0.2mm时不产生变形，解决了采用传统加工方式导致薄片在加工过程中容易变形的问题。
23.2、本发明通过对薄片零件分步骤进行二次研磨，同时在研磨时使用不同大小范围的氧化铝粉，使最后得到的不锈钢薄片零件成品表面粗糙度ra＜0.1μm，表面均匀细腻，满足微焦点x射线管中所使用的不锈钢薄片材料质量要求。
附图说明
24.图1为本发明的电加工毛坯示意图；
25.图2为本发明的复平机构示意图；
26.图3为本发明的辅助夹具机构示意图；
27.图4为本发明的研磨抛光机构示意图。
28.其中，1、不锈钢原始板材；2、毛坯零件；3、复平机构；301、复平底模；302、复平压模；303、紧固螺母；304、紧固螺钉；305、防粘垫片；4、辅助夹具机构；401、车削夹持座；402、压帽；5、研磨抛光机构；501、薄片零件；502、研磨限位圈；503、研磨压块；504、压模芯棒；505、海绵垫块；506、气动压盘；507、研磨挡圈；508、研磨盘。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
30.实施例一：
31.如图1-4所示，本发明实施例提供一种薄片镜面加工制备方法，包括以下方法步骤：
32.s1、将不锈钢原始板材1制备成接近标准零件尺寸的毛坯零件2，此步骤中，切割过程主要采用电加工线切割的方式，以保障切割时的精确性；
33.s2、将毛坯零件2利用复平机构3进行压紧，具体操作方式为：先将复平底模301和
复平压模302用酒精进行擦拭，再将清洗好的毛坯零件2放置在复平底模301和复平压模302之间，使用紧固螺钉304和紧固螺母303配合防粘垫片305将模具压紧，之后将模具放置在真空炉内进行真空退火，退火时温度控制在1050℃，同时保温30分钟，模具冷却后取出处理后的毛坯零件2并检测其平行度，平行度控制在0.02之内；
34.s3、将经过热处理后的毛坯零件2安装在辅助夹具机构4上进行数控加工，得到加工后的薄片零件501，在加工时，通过车削夹持座401和压帽402配合可以保证毛坯零件2在加工过程中最薄处0.02mm不会产生变形；
35.s4、将薄片零件501放入研磨抛光机构5内进行研磨加工，研磨步骤分为粗磨和细磨，具体研磨步骤为：将研磨挡圈507放置在研磨盘508上，再将研磨限位圈502放置在研磨挡圈507内，将薄片零件501需要抛光的一面朝上放于研磨压块503，将压模芯棒504与研磨压块503组合，再将组合好的研磨压块503放置于研磨限位圈502内，放上海绵垫块505，通过气动压盘506压紧，转动研磨盘508，研磨加工结束后取出加工后的零件成品。
36.s2步骤中，真空退火前，复平底模301及复平压模302需用酒精进行清洗，真空炉的温度保持在1050℃，真空退火后保温时间范围为30min。
37.s3步骤中，毛坯零件2的具体加工步骤为：
38.a.将经过真空退火、复平后的毛坯零件2放置在车削夹持座401上，并通过压帽402进行压紧，防止毛坯零件2在加工时发生晃动；
39.b.机床卡盘夹持车削夹持座401尾部，卡盘端面靠住车削夹持座401台阶进行定位；
40.c.刀具通过压帽402中间孔车削毛坯零件2，形成深度0.3mm的台阶孔，待加工完成后旋开压帽402，取出薄片零件501进行检测。
41.s4步骤中，粗磨时研磨盘508采用大理石盘，并采用直径7μm的氧化铝粉进行研磨，细磨时研磨盘508采用羊毛绒盘，并采用直径2μm的氧化铝粉进行研磨，通过对薄片零件501进行二次研磨，保障了薄片零件501的研磨效果，使薄片零件501台阶孔的端面表面粗糙度ra＜0.1。
42.s2步骤中，复平机构3包括复平底模301和若干个紧固螺钉304，复平底模301的上部设置有复平压模302，复平底模301和复平压模302通过紧固螺钉304连接，紧固螺钉304的螺纹端螺纹连接有紧固螺母303，紧固螺母303和紧固螺钉304配合，起到锁紧复平底模301和复平压模302的作用。
43.s3步骤中，辅助夹具机构4包括压帽402，压帽402的一端设置有车削夹持座401，压帽402与车削夹持座401配合，可以在对毛坯零件2进行加工时防止零件产生晃动而影响加工精度。
44.s4步骤中，研磨抛光机构5包括气动压盘506和研磨盘508，气动压盘506的底端设置有海绵垫块505，海绵垫块505的作用保护薄片零件501，防止薄片零件501产生变形，研磨盘508的顶端外侧设置有研磨挡圈507，研磨挡圈507的作用是对研磨盘508起到一定的限位作用，研磨盘508的顶端中部外侧设置有研磨限位圈502，研磨限位圈502的内部设置有研磨压块503，研磨压块503包括大量的研磨粒子，可以对薄片零件501进行高效研磨，研磨压块503的内部设置有压模芯棒504。
45.在本实施例中，通过真空炉进行材料复平退火处理，使得不锈钢薄片零件501获得
0.02以内的平行度，同时通过在数控车床加工过程中使用防变形的辅助夹具，保证薄片零件501在加工深度0.3mm台阶孔时不会产生变形，通过研磨装置气动压盘配合专用的夹具，实现对不锈钢薄片零件501进行高效研磨，形成了粗糙度ra＜0.1μm的高质量表面，提高了微焦点x射线管内部的铍窗压环零件所使用的不锈钢薄片质量。
46.实施例二：
47.如图1-4所示，本发明实施例提供一种薄片镜面加工制备方法，包括以下方法步骤：
48.s1、将不锈钢原始板材1制备成接近标准零件尺寸的毛坯零件2，此步骤中，切割过程主要采用电加工线切割的方式，以保障切割时的精确性；
49.s2、将毛坯零件2利用复平机构3进行压紧，具体操作方式为：先将复平底模301和复平压模302用酒精进行擦拭，再将清洗好的毛坯零件2放置在复平底模301和复平压模302之间，使用紧固螺钉304和紧固螺母303配合防粘垫片305将模具压紧，之后将模具放置在真空炉内进行真空退火，退火时温度控制在1065℃，同时保温35分钟，模具冷却后取出处理后的毛坯零件2并检测其平行度，平行度控制在0.02之内；
50.s3、将经过热处理后的毛坯零件2安装在辅助夹具机构4上进行数控加工，得到加工后的薄片零件501，在加工时，通过车削夹持座401和压帽402配合可以保证毛坯零件2在加工过程中最薄处0.02mm不会产生变形；
51.s4、将薄片零件501放入研磨抛光机构5内进行研磨加工，研磨步骤分为粗磨和细磨，具体研磨步骤为：将研磨挡圈507放置在研磨盘508上，再将研磨限位圈502放置在研磨挡圈507内，将薄片零件501需要抛光的一面朝上放于研磨压块503，将压模芯棒504与研磨压块503组合，再将组合好的研磨压块503放置于研磨限位圈502内，放上海绵垫块505，通过气动压盘506压紧，转动研磨盘508，研磨加工结束后取出加工后的零件成品。
52.s2步骤中，真空退火前，复平底模301及复平压模302需用酒精进行清洗，真空炉的温度保持在1050℃，真空退火后保温时间范围为35min。
53.s3步骤中，毛坯零件2的具体加工步骤为：
54.a.将经过真空退火、复平后的毛坯零件2放置在车削夹持座401上，并通过压帽402进行压紧，防止毛坯零件2在加工时发生晃动；
55.b.机床卡盘夹持车削夹持座401尾部，卡盘端面靠住车削夹持座401台阶进行定位；
56.c.刀具通过压帽402中间孔车削毛坯零件2，形成深度0.3mm的台阶孔，待加工完成后旋开压帽402，取出薄片零件501进行检测。
57.s4步骤中，粗磨时研磨盘508采用大理石盘，并采用直径8μm的氧化铝粉进行研磨，细磨时研磨盘508采用羊毛绒盘，并采用直径3μm的氧化铝粉进行研磨，通过对薄片零件501进行二次研磨，保障了薄片零件501的研磨效果，使薄片零件501台阶孔的端面表面粗糙度ra＜0.1。
58.s2步骤中，复平机构3包括复平底模301和若干个紧固螺钉304，复平底模301的上部设置有复平压模302，复平底模301和复平压模302通过紧固螺钉304连接，紧固螺钉304的螺纹端螺纹连接有紧固螺母303，紧固螺母303和紧固螺钉304配合，起到锁紧复平底模301和复平压模302的作用。
59.s3步骤中，辅助夹具机构4包括压帽402，压帽402的一端设置有车削夹持座401，压帽402与车削夹持座401配合，可以在对毛坯零件2进行加工时防止零件产生晃动而影响加工精度。
60.s4步骤中，研磨抛光机构5包括气动压盘506和研磨盘508，气动压盘506的底端设置有海绵垫块505，海绵垫块505的作用保护薄片零件501，防止薄片零件501产生变形，研磨盘508的顶端外侧设置有研磨挡圈507，研磨挡圈507的作用是对研磨限位圈502起到一定的限位作用，研磨盘508的顶端中部外侧设置有研磨限位圈502，研磨限位圈502的内部设置有研磨压块503，研磨压块503包括大量的研磨粒子，可以对薄片零件501进行高效研磨，研磨压块503的内部设置有压模芯棒504。
61.在本实施例中，通过真空炉进行材料复平退火处理，使得不锈钢薄片零件501获得0.02以内的平行度，同时通过在数控车床加工过程中使用防变形的辅助夹具，保证薄片零件501在加工深度0.3mm台阶孔时不会产生变形，通过研磨装置气动压盘配合专用的夹具，实现对不锈钢薄片零件501进行高效研磨，形成了粗糙度ra＜0.1μm的高质量表面，提高了微焦点x射线管内部的铍窗压环零件所使用的不锈钢薄片质量。
62.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。