Cet article propose une nouvelleEn traitementméthode utilisant une rectifieuse de surface optique avec un outillage spécial fabriqué par nos soins, qui présente les avantages d'un taux de qualification élevé, d'une opération simple et d'une précision de traitement contrôlable, et résout le problème du traitement de minuscules pièces à rotule.



1 Préface
La balle peut être vue comme un arc de cercle tournant autour de son axe pour devenir une surface. Les pièces de classe à tête sphérique en raison de l'existence de surfaces complexes, utilisent donc généralement l'usinage CNC pour garantir la taille, la précision de la position et les exigences de qualité de surface. Avec l'amélioration continue des performances de la machine-outil et du matériau et des performances de l'outil, les pièces de la classe des têtes sphériques avec un diamètre de tête sphérique 8 mm et une dureté du matériau ‰¤64HRC peuvent être traitées par des méthodes traditionnelles, notamment : à l'aide d'un outil de tournage omnidirectionnel ou outil cycloïde pour le traitement de tour CNC. â‘¡ en utilisant le traitement de fraisage rotatif avec des exigences élevées pour le réglage de la position de l'outil. â‘¢Traitement par meulage de profil avec dispositif spécial de dressage de meule. â'£Méthode d'étalement du traitement de meulage avec des meules en forme de coupe personnalisées. â'¤ Traitement de limage de production en série à l'aide d'un bloc de broyage spécial (seuls les bouts d'arbre hémisphériques avec des formes régulières peuvent être traités).
Cependant, l'analyse des caractéristiques structurelles des minuscules pièces sphériques suggère qu'il est difficile de réaliser le traitement de formage de précision des minuscules pièces sphériques en utilisant la méthode de traitement traditionnelle.

2 caractéristiques des pièces de la tête micro sphérique
Les caractéristiques des pièces à tête sphérique micro: â'  dans l'extrémité de l'arbre a une structure de tête sphérique incurvée, divisée en petite structure semi-sphérique, hémisphérique et grande semi-sphérique, comme le montre la figure 1, la dureté d'environ 60HRC. Le diamètre de la boule est petit, le diamètre général de la boule est de 3,5 mm. â'¢ traitement de la section de transition de la bille par section de force radiale facile à casser. « La taille de la pièce est petite et la structure de l'outil a un plus grand impact sur le traitement de la pièce. ⑤ former le dressage de la meule est plus difficile.



D'après les caractéristiques des petites pièces de classe de tête sphérique, on peut voir que la méthode de traitement traditionnelle pour former la petite tête sphérique à l'extrémité de l'arbre semble être incompétente.

Pour un petit nombre d'exigences générales de précision des petites pièces de classe de tête sphérique, peut être utilisé sous l'usinage brut de sculpture et de fraisage à l'état doux, traitement thermique après polissage à réaliser. Mais pour les exigences de haute précision des petites pièces de classe de tête sphérique, il faut encore trouver une méthode de traitement plus appropriée.

En raison de la difficulté de l'usinage dur de précision de minuscules pièces en forme de boule, il n'est pas facile de réaliser un traitement par lots, donc selon le mécanisme de formation de l'extrémité sphérique de l'arbre (laissez le matériau de la barre tourner à grande vitesse, sous la forme d'enveloppe d'arc circulaire pour former une rotule) et le principe de traitement de l'équipement, a proposé une petite extrémité d'arbre de la grande méthode de traitement des pièces de boule en forme de demi-boule: la production d'outillage spécial, laissez la tige de rotation à grande vitesse, avec le point de consigne de la meuleuse de courbes optique en traitement en ligne Le principe est de traiter la rotule sous la forme d'une enveloppe pour un formage de précision.

3 Méthode de traitement de la rectifieuse à courbe optique
La rectifieuse de courbes optique est principalement composée d'un banc, d'une table de coordonnées, d'une table de meules et d'un système de projection. La table peut se déplacer dans les directions longitudinale, transversale et verticale ; la meule peut effectuer le mouvement principal de rotation et de mouvement linéaire sur le rail de guidage de la table de meule ; la table de meule peut effectuer un mouvement d'alimentation longitudinal et transversal et une rotation autour de l'axe X/Y/Z. Le meulage de surfaces multicirculaires, de surfaces logarithmiques ou de surfaces en spirale d'Archimède peut être réalisé.
Le traitement de la meuleuse de courbe optique utilise un système de grossissement par projection optique pour projeter le grossissement de la pièce sur l'écran contre l'image agrandie de la pièce sur l'écran, et actionne la meule pour meuler la pièce pour meuler l'excès de matériau au-delà de la ligne de contour de la l'image agrandie jusqu'à ce que le contour de l'image objet coïncide entièrement avec l'image agrandie. Il est possible de comparer un grossissement 25 fois ou 50 fois. Les types de structures de meules diamantées utilisées dans les meuleuses de courbes optiques sont les meules plates, les meules tranchantes, etc., comme le montre la figure 2.


Selon la structure de la meule, la meule affûtée illustrée à la Fig. 2b peut être utilisée avec le système de commande numérique pour meuler des surfaces d'un diamètre d'environ 0,2 mm. Si elle est combinée avec la rotation de la pièce, la surface rotative incurvée correspondante peut être façonnée et traitée.

4 Analyse d'exemple d'usinage
La structure d'une tige à rotule pour un certain type de produit est illustrée à la figure 3. La rugosité de surface de la surface sphérique est Ra = 0,4¼m, et la surface sphérique ne doit pas avoir de motifs de coupe évidents tels que des marques de joint ; la taille, la précision de position et la dureté de la pièce sphérique sont élevées, le diamètre de la section de transition entre la tête sphérique et l'arbre n'est que de 1,2 mm et la quantité d'usinage est de 500. Les difficultés suivantes existent dans le traitement de cette pièce : â' Exigences de précision dimensionnelle plus élevées pour la rotule et diamètre d'arbre plus petit de la pièce. Le diamètre de la section de transition de la rotule n'est que de 1,2 mm, la rigidité de traitement est faible et la force est facile à casser. â'¢ allocation de traitement, la technologie de traitement, la commodité de serrage, la stabilité et le faux-rond radial de rotation de la barre et d'autres aspects des exigences plus élevées. â‘£Exigences plus élevées pour la qualité de la rugosité de surface de la rotule.

Si la meuleuse de courbe optique est utilisée pour réaliser le traitement de formage de précision de la barre à tête sphérique, un outillage spécial doit également être fabriqué pour garantir que lorsque la meule se déplace le long du contour de la pièce, la barre à tête sphérique tourne autour de l'axe pour forment la structure de la tête sphérique. En raison de la petite taille de la tige à rotule, si la meule monte et descend le long du support de meule, cela réduira le temps de contact effectif entre la meule et la pièce en rotation. Par conséquent, afin d'améliorer l'efficacité du traitement, la position en hauteur de la meule est ajustée et fixée pendant le traitement de la pièce, et le mouvement alternatif de la meule le long du support de meule est annulé, de sorte que la meule est toujours en contact efficace avec la surface de la pièce lors de la rotation, et la meule ne se déplace que le long de la ligne de contour de formage lors de la rotation à grande vitesse.
5 Conception de l'outillage
Adoptez un petit moteur électrique (vitesse 1400 tr/min) et un petit mandrin de tour, fixez le mandrin sur la table de travail, utilisez le mandrin à ressort (peut serrer diverses pièces dans un diamètre de 10 mm) pour serrer la pièce. Ajustez la hauteur de la table de sorte que la distance focale de projection de la pièce se situe dans la plage de déplacement normale de la meule. Grâce à l'entraînement par poulie à courroie, la vitesse de serrage atteint 2000 tr/min et le sens de rotation est opposé au sens de rotation de la meule. Après le débogage, le faux-rond circulaire radial de la pièce est d'environ 0,005 mm et la structure de la pièce est illustrée à la figure 4.

6 Conception de processus
Compte tenu du nombre de pièces, de la tige à rotule et de la structure de la meule, en raison du petit angle rond de la meule pointue, la perte de traitement est importante, afin de réduire la perte de la meule pointue et d'améliorer l'efficacité du traitement, choisissez de utilisez le traitement de la meule plate lors de l'élimination du gros résidu, le processus de traitement étape par étape est illustré à la figure 5. Développez le processus de traitement de la tige à rotule comme suit.

(1) Usinage grossier de tige à rotule avec meule plate, laissant une marge de 0,02 mm pour les sections A et B et 0,1 mm pour la section C, avec une vitesse de translation de la meule de 3 mm/min et une vitesse de la meule de 12000r/ min.

2）Traitement du contour de la tige à rotule avec la meule tranchante, traitement des sections A et B pour contrôler la précision dimensionnelle, laissant une marge de 0,01 mm dans la section C, la vitesse de translation de la meule de 1,5 mm/min , et la vitesse de rotation de la meule de 12000r/min.

(3) Finition de la tête sphérique de la section C avec une meule tranchante, avec une vitesse de translation de la meule de 0,5 mm/min et une vitesse de rotation de la meule de 12 000 tr/min.

7 Contrôle de l'effet d'usinage
La tige à rotule est traitée par étapes et la qualité de surface du cylindre usiné est bonne car la meule plate a une fonction de réaffûtage automatique; la meule tranchante est principalement responsable de la finition, avec une petite tolérance d'usinage et une petite perte de meule. Au cours du processus d'usinage de 500 tiges sphériques, la meule tranchante a été réaffûtée 4 fois. Les pièces usinées sont illustrées à la figure 6 et les données d'essai des pièces sont illustrées au tableau 1. Les résultats des essais montrent que cette méthode d'usinage des tiges à rotule répond aux exigences de conception.



8 Conclusion
En raison de ses propres caractéristiques structurelles, les micro-pièces à bout sphérique ne peuvent pas être traitées par les pièces traditionnelles à bout sphérique à bout d'arbre. En utilisant la meuleuse de courbes optique avec l'outillage spécial fait maison et en concevant le pas à pasprocessus de traitement, la force radiale sur la tige à rotule est faible et la section de transition n'est pas facile à casser. La méthode de broyage a résolu le problème du traitement de pièces à rotule de petite taille avec les avantages d'un taux de qualification élevé, d'une opération simple, d'une précision de traitement contrôlable et d'une bonne cohérence du produit.