Μέθοδος κατασκευής και θερμική επεξεργασία σφυρηλάτησης άξονα

1. Μέθοδος κατασκευής και θερμική επεξεργασία σφυρηλατήσεων άξονα

(1) Υλικό

Στην παραγωγή μικρών παρτίδων ενός τεμαχίου, τα σφυρήλατα ακατέργαστου άξονα συχνά χρησιμοποιούν ράβδο θερμής έλασης.

Για κλιμακωτούς άξονες με μεγάλες διαφορές διαμέτρου, προκειμένου να εξοικονομηθούν υλικά και να μειωθεί η εργασία για τη μηχανική κατεργασία, χρησιμοποιούνται συχνά σφυρηλάτηση. Οι βαθμιδωτοί άξονες που παράγονται σε μικρές παρτίδες ενός μόνο τεμαχίου είναι γενικά ελεύθερη σφυρηλάτηση και η σφυρηλάτηση με μήτρα χρησιμοποιείται στη μαζική παραγωγή.

(2) Θερμική επεξεργασία

Για τον χάλυβα 45, μετά το σβήσιμο και το σκλήρυνση (235HBS), το τοπικό σβήσιμο υψηλής συχνότητας μπορεί να κάνει την τοπική σκληρότητα να φτάσει HRC62~65 και, στη συνέχεια, μετά την κατάλληλη επεξεργασία σκλήρυνσης, μπορεί να μειωθεί στην απαιτούμενη σκληρότητα (για παράδειγμα, καθορίζεται ο άξονας CA6140 ως HRC52).

Το 9Mn2V, που είναι ένας χάλυβας εργαλείων από κράμα μαγγανίου-βαναδίου με περιεκτικότητα σε άνθρακα περίπου 0.9%, έχει καλύτερη σκληρυνσιμότητα, μηχανική αντοχή και σκληρότητα από τον χάλυβα 45. Μετά από κατάλληλη θερμική επεξεργασία, είναι κατάλληλο για τις απαιτήσεις ακρίβειας διαστάσεων και σταθερότητας των αξόνων εργαλειομηχανών υψηλής ακρίβειας. Για παράδειγμα, ο κυλινδρικός μύλος γενικής χρήσης M1432A και ο άξονας του τροχού λείανσης χρησιμοποιούν αυτό το υλικό.

38CrMoAl, αυτός είναι ένας νιτρωμένος χάλυβας μεσαίου άνθρακα. Επειδή η θερμοκρασία εναζώτου είναι 540-550℃ χαμηλότερη από τη γενική θερμοκρασία σβέσης, η παραμόρφωση είναι μικρότερη και η σκληρότητα είναι επίσης υψηλή (HRC>65, κεντρική σκληρότητα HRC>28) και εξαιρετική. Ημιαυτόματος κυλινδρικός μύλος υψηλής ακρίβειας MBG1432 είναι κατασκευασμένος από αυτό το είδος χάλυβα.

Επιπλέον, για σφυρηλάτηση άξονα με μέτρια ακρίβεια και υψηλή ταχύτητα, χρησιμοποιούνται κυρίως κράμα δομικών χάλυβων όπως 40Cr. Μετά το σβήσιμο και το σκλήρυνση και το σβήσιμο υψηλής συχνότητας, αυτός ο τύπος χάλυβα έχει υψηλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες και μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις χρήσης. Ορισμένοι άξονες χρησιμοποιούν επίσης χάλυβα με ρουλεμάν όπως GCr15 και χάλυβα ελατηρίου όπως 66Mn. Μετά το σβήσιμο και το σκλήρυνση και το σβήσιμο της επιφάνειας, αυτοί οι χάλυβες έχουν εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη φθορά και αντοχή στην κόπωση. Όταν τα εξαρτήματα του άξονα απαιτείται να λειτουργούν υπό συνθήκες υψηλής ταχύτητας και βαρέως φορτίου, μπορούν να επιλεγούν χάλυβες που περιέχουν χρυσό χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, όπως 18CrMnTi και 20Mn2B. Αυτοί οι χάλυβες έχουν υψηλή σκληρότητα επιφάνειας, σκληρότητα κρούσης και αντοχή πυρήνα μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση, αλλά η παραμόρφωση που προκαλείται από τη θερμική επεξεργασία είναι μεγαλύτερη από αυτή του 38CrMoAl.

Για άξονες που απαιτούν τοπική απόσβεση υψηλής συχνότητας, η επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης θα πρέπει να διευθετηθεί στην προηγούμενη διαδικασία (ορισμένοι χάλυβες έχουν κανονικοποιηθεί). Όταν το τυφλό περιθώριο είναι μεγάλο (όπως σφυρηλάτηση), το σβήσιμο και το σκλήρυνση θα πρέπει να τοποθετούνται μετά το τραχύ γύρισμα. Πριν τελειώσετε το γύρισμα, έτσι ώστε η εσωτερική πίεση που προκαλείται από την τραχιά στροφή να μπορεί να εξαλειφθεί κατά το σβήσιμο και το σκλήρυνση. όταν το κενό περιθώριο είναι μικρό (όπως το υλικό ράβδου), η σβέση και η σκλήρυνση μπορούν να πραγματοποιηθούν πριν από την τραχιά στροφή (ισοδύναμο με ημιτελική στροφή σφυρηλάτησης). Η επεξεργασία σβέσης υψηλής συχνότητας τοποθετείται γενικά μετά από ημιτελική στροφή. Δεδομένου ότι η άτρακτος χρειάζεται να σκληρύνει μόνο τοπικά, υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για ακρίβεια και καμία επεξεργασία εξαρτημάτων σκλήρυνσης, όπως το σπείρωμα, το φρεζάρισμα με κλειδί και άλλες διεργασίες, δεν είναι διατεταγμένες σε τοπικό σβήσιμο και τραχύτητα. Μετά το άλεσμα. Για άξονες υψηλής ακρίβειας, απαιτείται επεξεργασία γήρανσης χαμηλής θερμοκρασίας μετά από τοπικό σβήσιμο και τραχιά λείανση, έτσι ώστε η μεταλλογραφική δομή και η κατάσταση τάσης της ατράκτου να παραμένουν σταθερές.

Σφυρηλάτηση άξονα

Δεύτερον, η επιλογή του σημείου τοποθέτησης

Για σφυρηλατήσεις συμπαγούς άξονα, η λεπτή επιφάνεια αναφοράς είναι η κεντρική οπή, η οποία ικανοποιεί τη σύμπτωση και την ομοιομορφία του σημείου αναφοράς. Για κοίλους άξονες όπως ο CA6140A, εκτός από την κεντρική οπή, υπάρχει μια εξωτερική κυκλική επιφάνεια του ημερολογίου και τα δύο χρησιμοποιούνται εναλλάξ, χρησιμεύοντας ως σημείο αναφοράς το ένα για το άλλο.

Τρία, η διαίρεση των σταδίων επεξεργασίας

Κάθε διαδικασία μηχανικής κατεργασίας και διαδικασία θερμικής επεξεργασίας στη διαδικασία κατεργασίας με άξονα θα παράγει σφάλματα μηχανικής κατεργασίας και καταπονήσεις σε διάφορους βαθμούς, επομένως οι φάσεις κατεργασίας πρέπει να διαιρεθούν. Η κατεργασία ατράκτου χωρίζεται βασικά στα ακόλουθα τρία στάδια.

(1) Στάδιο τραχιάς μηχανικής κατεργασίας

1) Λευκή επεξεργασία. Τυφλό προετοιμασία, σφυρηλάτηση και κανονικοποίηση.

2) Ακατέργαστο πριόνι μηχανικής κατεργασίας για την αφαίρεση του πλεονάζοντος τμήματος, φρεζάρισμα της ακραίας όψης, διάνοιξη της κεντρικής οπής και του εξωτερικού κύκλου του οχήματος απορριμμάτων κ.λπ.

(2) Στάδιο ημιτελικής επεξεργασίας

1) Η θερμική επεξεργασία πριν από την ημι-τελική επεξεργασία χρησιμοποιείται γενικά για χάλυβα 45 για να επιτευχθεί 220-240HBS.

2) Επιφάνεια κωνικής διαδικασίας στροφής ημι-τελικής στροφής (τρύπα κωνικής τοποθέτησης) ακραία όψη εξωτερικού κύκλου περιστροφής ημι-τελικής επεξεργασίας και διάτρηση βαθιάς οπής κ.λπ.

(3), στάδιο φινιρίσματος

1) Θερμική επεξεργασία και τοπική απόσβεση υψηλής συχνότητας πριν από το φινίρισμα.

2) Όλα τα είδη τραχιάς λείανσης του κώνου τοποθέτησης, τραχιάς λείανσης του εξωτερικού κύκλου, φρεζαρίσματος της αυλάκωσης κλειδαριάς και αυλάκωσης και νήμα πριν από το φινίρισμα.

3) Φινίρισμα και λείανση του εξωτερικού κύκλου και των εσωτερικών και εξωτερικών επιφανειών κώνου για να διασφαλιστεί η ακρίβεια της πιο σημαντικής επιφάνειας του άξονα.

Σφυρηλάτηση άξονα

Τέταρτον, η διάταξη της ακολουθίας επεξεργασίας και ο προσδιορισμός της διαδικασίας

Για σφυρηλάτηση άξονα με χαρακτηριστικά κοίλου και εσωτερικού κώνου, όταν εξετάζεται η ακολουθία επεξεργασίας των κύριων επιφανειών, όπως οι βάσεις στήριξης, οι γενικοί στροφείς και οι εσωτερικοί κώνοι, υπάρχουν διάφορες επιλογές ως εξής.

① Τραχιά κατεργασία εξωτερικής επιφάνειας→ διάνοιξη βαθιών οπών→ φινίρισμα εξωτερικής επιφάνειας→ τραχύτητα κωνικής οπής→ φινίρισμα κωνικής οπής.

②Ατρίχωση εξωτερικής επιφάνειας→ διάνοιξη βαθιάς οπής→ τραχύτητα κωνικής οπής→ φινίρισμα κωνικής οπής→ φινίρισμα εξωτερικής επιφάνειας.

③ Τραχύτητα εξωτερικής επιφάνειας→ διάνοιξη βαθιάς οπής→ τραχύτητα κωνικής οπής→ φινίρισμα εξωτερικής επιφάνειας→ φινίρισμα κωνικής οπής.

Για την ακολουθία επεξεργασίας του άξονα τόρνου CA6140, μπορεί να αναλυθεί και να συγκριθεί ως εξής:

Το πρώτο σχήμα: Κατά τη διάρκεια της σκληρής κατεργασίας της κωνικής οπής, η ακρίβεια και η τραχύτητα της επιφάνειας του εξωτερικού κύκλου θα καταστραφούν επειδή η επιφάνεια του κύκλου που έχει υποστεί φινίρισμα χρησιμοποιείται ως λεπτή επιφάνεια αναφοράς, επομένως αυτό το σχήμα δεν είναι κατάλληλο.

Η δεύτερη λύση: Κατά το φινίρισμα της εξωτερικής επιφάνειας, θα πρέπει να τοποθετηθεί ξανά το κωνικό πώμα, το οποίο θα καταστρέψει την ακρίβεια της κωνικής οπής. Επιπλέον, θα υπάρξουν αναπόφευκτα σφάλματα μηχανικής κατεργασίας κατά την επεξεργασία της κωνικής οπής (οι συνθήκες λείανσης της κωνικής οπής είναι χειρότερες από τις εξωτερικές συνθήκες λείανσης και το σφάλμα του ίδιου του κωνικού βύσματος θα προκαλέσει τη διαφορά μεταξύ της εξωτερικής κυκλικής επιφάνειας και της εσωτερικής κωνική επιφάνεια.Άξονας, επομένως αυτό το σχήμα δεν πρέπει να υιοθετηθεί.

Η τρίτη λύση: Στο φινίρισμα της κωνικής οπής, αν και η επιφάνεια του εξωτερικού κύκλου που έχει τελειώσει πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως επιφάνεια αναφοράς φινιρίσματος. αλλά επειδή το περιθώριο κατεργασίας του φινιρίσματος της κωνικής επιφάνειας είναι ήδη μικρό, η δύναμη λείανσης δεν είναι μεγάλη. ταυτόχρονα, το κωνικό Το φινίρισμα της οπής βρίσκεται στο τελικό στάδιο της κατεργασίας άξονα, και έχει μικρή επίδραση στην ακρίβεια της εξωτερικής κυκλικής επιφάνειας. Εκτός από την ακολουθία επεξεργασίας αυτού του σχήματος, η εξωτερική κυκλική επιφάνεια και η κωνική οπή μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλάξ, γεγονός που μπορεί σταδιακά να βελτιώσει την ομοαξονικότητα. Δαπανούν.

Μέσω αυτής της σύγκρισης, μπορεί να φανεί ότι η ακολουθία επεξεργασίας σφυρηλατήσεων άξονα όπως ο άξονας CA6140 είναι καλύτερη από την τρίτη επιλογή.

Μέσω της ανάλυσης και σύγκρισης των σχημάτων, μπορεί να φανεί ότι η σειρά διαδοχικής επεξεργασίας κάθε επιφάνειας σφυρηλάτησης άξονα σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με τη μετατροπή του δεδομένου τοποθέτησης. Όταν επιλέγονται τα πρόχειρα και λεπτά δεδομένα για μερική επεξεργασία, η ακολουθία επεξεργασίας μπορεί να προσδιοριστεί χονδρικά. Επειδή η επιφάνεια αναφοράς τοποθέτησης επεξεργάζεται πάντα πρώτη στην αρχή κάθε σταδίου, δηλαδή, η πρώτη διαδικασία πρέπει να προετοιμάσει το σημείο αναφοράς θέσης που χρησιμοποιείται για την επόμενη διαδικασία. Για παράδειγμα, στη διαδικασία της ατράκτου CA6140, η ακραία όψη αλέθεται και η κεντρική οπή τρυπιέται από την αρχή. Αυτό γίνεται για να προετοιμαστεί το σημείο αναφοράς θέσης για τον εξωτερικό κύκλο της τραχιάς στροφής και της ημιτελικής στροφής. ο εξωτερικός κύκλος στροφής ημι-τελικής επεξεργασίας προετοιμάζει το δεδομένο τοποθέτησης για κατεργασία βαθιάς οπής. ο εξωτερικός κύκλος στροφής ημι-τελικής στροφής προετοιμάζει επίσης το δεδομένο τοποθέτησης για την κατεργασία της μπροστινής και πίσω κωνικής οπής. Αντίθετα, η μπροστινή και η πίσω κωνική οπή είναι εξοπλισμένες με την επάνω οπή μετά την κωνική απόφραξη και το σημείο τοποθέτησης προετοιμάζεται για το επόμενο ημιτελικό φινίρισμα και φινίρισμα του εξωτερικού κύκλου. και το σημείο αναφοράς θέσης για την τελική λείανση της κωνικής οπής είναι το ημερολόγιο που έχει αλεσθεί στην προηγούμενη διαδικασία. επιφάνεια.

Σφυρηλάτηση άξονα

5. Η διαδικασία θα πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με τη σειρά επεξεργασίας και πρέπει να τηρούνται δύο αρχές:

1. Το επίπεδο αναφοράς τοποθέτησης στη διεργασία θα πρέπει να τακτοποιηθεί πριν από τη διαδικασία. Για παράδειγμα, η επεξεργασία βαθιάς οπής διευθετείται μετά από τραχύ γύρισμα στην εξωτερική επιφάνεια προκειμένου να έχουμε ένα πιο ακριβές ημερολόγιο ως επιφάνεια αναφοράς τοποθέτησης για να διασφαλιστεί ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος κατά την επεξεργασία βαθιάς οπής.

2. Η επεξεργασία κάθε επιφάνειας πρέπει να διαχωρίζεται για τραχιά και λεπτή, πρώτα τραχιά και μετά λεπτή, πολλές φορές για να βελτιωθεί σταδιακά η ακρίβεια και η τραχύτητά της. Το φινίρισμα της κύριας επιφάνειας θα πρέπει να τακτοποιηθεί στο τέλος.

Προκειμένου να βελτιωθεί η μεταλλική δομή και η απόδοση επεξεργασίας, η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, όπως η ανόπτηση, η κανονικοποίηση κ.λπ., θα πρέπει γενικά να διευθετηθεί πριν από τη μηχανική επεξεργασία.

Προκειμένου να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες των σφυρηλατήσεων άξονα και να εξαλειφθεί η εσωτερική καταπόνηση, η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας, όπως σβήσιμο και σκλήρυνση, επεξεργασία γήρανσης κ.λπ., θα πρέπει γενικά να διευθετηθεί μετά την σκληρή κατεργασία και πριν από το φινίρισμα.