Način izrade i termička obrada otkovaka vratila

1. Način izrade i termička obrada otkovaka vratila

(1) Materijal

U jednodijelnoj maloserijskoj proizvodnji, grubi otkovci osovine često koriste toplo valjane šipke.

Za stepenaste osovine s velikim razlikama u promjeru, kako bi se uštedjeli materijali i smanjila količina rada za strojnu obradu, često se koriste otkovci. Stepenaste osovine proizvedene u malim serijama od jednog komada su uglavnom slobodno kovanje, a kovanje se koristi u masovnoj proizvodnji.

(2) Termička obrada

Za čelik 45, nakon kaljenja i otpuštanja (235HBS), lokalno visokofrekventno kaljenje može učiniti da lokalna tvrdoća dosegne HRC62～65, a zatim se nakon odgovarajućeg tretmana kaljenjem može smanjiti na potrebnu tvrdoću (na primjer, CA6140 vreteno je navedeno kao HRC52) .

9Mn2V, koji je alatni čelik od legure mangan-vanadijuma sa sadržajem ugljika od oko 0.9%, ima bolju otvrdljivost, mehaničku čvrstoću i tvrdoću od čelika 45. Nakon odgovarajuće termičke obrade, pogodan je za dimenzionalnu tačnost i zahtjeve stabilnosti vretena alatnih mašina visoke preciznosti. Na primjer, univerzalna cilindrična brusilica M1432A glava glave i vreteno brusnog točka koriste ovaj materijal.

38CrMoAl, ovo je nitrirani čelik od legure srednjeg ugljika. Budući da je temperatura nitriranja 540-550℃ niža od opće temperature gašenja, deformacija je manja, a tvrdoća je također visoka (HRC>65, središnja tvrdoća HRC>28) i odlična. Od ove vrste čelika izrađuju se visokoprecizne poluautomatske cilindrične brusilice MBG1432.

Osim toga, za otkovke osovine srednje preciznosti i velike brzine najčešće se koriste legirani konstrukcioni čelici poput 40Cr. Nakon kaljenja i kaljenja i visokofrekventnog kaljenja, ova vrsta čelika ima visoka sveobuhvatna mehanička svojstva i može zadovoljiti zahtjeve upotrebe. Neke osovine također koriste čelik s kugličnim ležajevima kao što je GCr15 i opružni čelik kao što je 66Mn. Nakon kaljenja i kaljenja i površinskog kaljenja, ovi čelici imaju izuzetno visoku otpornost na habanje i otpornost na zamor. Kada su dijelovi osovine potrebni za rad u uvjetima velike brzine i velikog opterećenja, mogu se odabrati čelici sa niskim sadržajem ugljika kao što su 18CrMnTi i 20Mn2B. Ovi čelici imaju visoku površinsku tvrdoću, udarnu žilavost i čvrstoću jezgre nakon karburizacije i gašenja, ali deformacija uzrokovana toplinskom obradom je veća od one kod 38CrMoAl.

Za vretena koja zahtijevaju lokalno visokofrekventno kaljenje, tretman kaljenja i popuštanja treba dogovoriti u prethodnom procesu (neki čelici su normalizirani). Kada je margina prazne površine velika (kao što su otkovci), kaljenje i kaljenje treba postaviti nakon grubog tokarenja. Prije završnog tokarenja, tako da se unutarnje naprezanje uzrokovano grubim struganjem može eliminirati tijekom kaljenja i temperiranja; kada je prazna margina mala (kao što je šipka), kaljenje i kaljenje se mogu izvesti prije grubog tokarenja (ekvivalentno poluzavršnom struganju otkovaka). Visokofrekventni tretman kaljenja se obično postavlja nakon poluzavršnog tokarenja. Budući da vreteno treba samo lokalno očvrsnuti, postoje određeni zahtjevi za preciznost i nikakva obrada dijelova za kaljenje, kao što su narezivanje navoja, glodanje utora i drugi procesi, ne organiziraju se u lokalnom kaljenju i gruboj obradi. Nakon mljevenja. Za vretena visoke preciznosti potreban je tretman starenjem na niskim temperaturama nakon lokalnog gašenja i grubog brušenja, tako da metalografska struktura i stanje naprezanja vretena ostaju stabilni.

Otkovci vratila

Drugo, izbor datuma pozicioniranja

Za otkovke sa čvrstim vratilom, fina referentna površina je središnji otvor, koji zadovoljava podudarnost podataka i ujednačenost datuma. Za šuplja vretena kao što je CA6140A, pored središnje rupe, postoji i vanjska kružna površina čahure i dva se koriste naizmjenično, služeći kao datum jedno drugom.

Treće, podjela faza obrade

Svaki proces obrade i proces termičke obrade u procesu obrade vretena će proizvesti greške obrade i naprezanja u različitom stepenu, tako da se faze obrade moraju podijeliti. Obrada vretena je u osnovi podijeljena u sljedeće tri faze.

(1) Faza grube obrade

1) Blank obrada. Priprema blanka, kovanje i normalizacija.

2) Gruba strojna pila za uklanjanje viška dijela, glodanje krajnjeg dijela, bušenje središnje rupe i vanjskog kruga auta za otpad, itd.

(2) Faza poluzavršne obrade

1) Toplinska obrada prije poluzavršne obrade općenito se koristi za čelik 45 za postizanje 220-240HBS.

2) Poluzavršno okretanje konusne površine (pozicioniranje konusnog otvora) poluzavršno okretanje krajnje strane vanjskog kruga i duboko bušenje rupa, itd.

(3), završna faza

1) Toplinska obrada i lokalno visokofrekventno gašenje prije završetka.

2) Sve vrste grubog brušenja konusa za pozicioniranje, grubo brušenje vanjskog kruga, glodanje utora za klin i žljebove i narezivanje navoja prije završne obrade.

3) Završna obrada i brušenje vanjskog kruga i unutrašnjih i vanjskih površina konusa kako bi se osigurala tačnost najvažnije površine vretena.

Otkovci vratila

Četvrto, uređenje sekvence obrade i određivanje procesa

Za otkovke vratila sa karakteristikama šupljeg i unutrašnjeg konusa, kada se uzme u obzir redoslijed obrade glavnih površina kao što su potporni čepovi, opći čepovi i unutrašnji konusi, postoji nekoliko opcija kako slijedi.

① Gruba obrada vanjske površine→bušenje dubokih rupa→završna obrada vanjske površine→gruba obrada konusnih rupa→završna obrada konusnih rupa;

② Gruba obrada spoljne površine→ bušenje dubokih rupa→ gruba obrada konusnih rupa→ završna obrada konusnih rupa→ završna obrada spoljašnje površine;

③ Gruba obrada spoljne površine→ bušenje dubokih rupa→ gruba obrada konusnih rupa→ obrada spoljne površine→ završna obrada konusnih rupa.

Za sekvencu obrade vretena tokarilice CA6140, može se analizirati i uporediti na sljedeći način:

Prva šema: Tokom grube obrade konusne rupe, preciznost i hrapavost vanjske kružne površine će biti oštećene jer se kao fina referentna površina koristi izvankružna površina koja je završno obrađena, tako da ova shema nije prikladna.

Drugo rješenje: Prilikom dorade vanjske površine treba ponovo umetnuti konusni čep, što će uništiti tačnost konusnog otvora. Osim toga, neizbježno će doći do grešaka u strojnoj obradi prilikom obrade konusnog otvora (uslovi brušenja konusnog otvora su lošiji od vanjskih uvjeta brušenja, a greška samog konusnog čepa će uzrokovati razliku između vanjske kružne površine i unutrašnjeg konusna površina, osovina, pa ovu šemu ne treba usvojiti.

Treće rješenje: U završnoj obradi konusne rupe, iako se površina vanjskog kruga koja je završena mora koristiti kao referentna površina za završnu obradu; ali budući da je dopuštena obrada završne obrade konusne površine već mala, sila brušenja nije velika; istovremeno, konus. Završna obrada rupe je u završnoj fazi obrade osovine, i ima mali uticaj na tačnost vanjske kružne površine. Pored sekvence obrade ove šeme, vanjska kružna površina i konusni otvor mogu se koristiti naizmjenično, što može postupno poboljšati koaksijalnost. Potrošiti.

Kroz ovo poređenje može se vidjeti da je redoslijed obrade otkovaka vratila kao što je CA6140 vreteno bolji od treće opcije.

Analizom i poređenjem shema može se vidjeti da je sekvencijalni redoslijed obrade svake površine otkovaka osovine u velikoj mjeri povezan s konverzijom pozicionog datuma. Kada su odabrani grubi i fini datumi za obradu dijela, redoslijed obrade može se grubo odrediti. Budući da se referentna površina pozicioniranja uvijek prvo obrađuje na početku svake faze, odnosno, prvi proces mora pripremiti pozicioni datum koji se koristi za sljedeći proces. Na primjer, u procesu CA6140 vretena, krajnja strana se gloda, a središnja rupa se probija od početka. Ovo je za pripremu pozicione baze za vanjski krug grubog tokarenja i poluzavršnog tokarenja; vanjski krug poluzavršnog tokarenja priprema pozicioni datum za obradu dubokih rupa; vanjski krug poluzavršnog tokarenja također priprema pozicionu bazu za obradu prednjeg i stražnjeg konusnog otvora. Suprotno tome, prednje i stražnje konusne rupe su opremljene gornjom rupom nakon začepljenja konusa, a referentna točka za pozicioniranje je pripremljena za naknadnu poluzavršnu obradu i završnu obradu vanjskog kruga; a datum pozicioniranja za završno brušenje konusnog otvora je čep koji je brušen u prethodnom procesu. površine.

Otkovci vratila

5. Proces treba odrediti prema redoslijedu obrade i savladati dva principa:

1. Pozicionirajuću referentnu ravninu u procesu treba urediti prije procesa. Na primjer, obrada dubokih rupa je uređena nakon grubog okretanja na vanjskoj površini kako bi se imao precizniji nosač kao referentna površina za pozicioniranje kako bi se osigurala ujednačena debljina zida tokom obrade dubokih rupa.

2. Obradu svake površine treba odvojiti na grubu i finu, prvo grubu, a zatim finu, više puta da bi se postepeno poboljšala njena tačnost i hrapavost. Završnu obradu glavne površine treba urediti na kraju.

Kako bi se poboljšala struktura metala i performanse obrade, proces toplinske obrade, kao što je žarenje, normalizacija, itd., općenito bi trebao biti organiziran prije mehaničke obrade.

Da bi se poboljšala mehanička svojstva otkovaka osovine i eliminisala unutrašnja naprezanja, proces termičke obrade, kao što je kaljenje i kaljenje, tretman starenjem, itd., generalno treba da se organizuje nakon grube obrade i pre završne obrade.