શાફ્ટ ફોર્જિંગની ઉત્પાદન પદ્ધતિ અને હીટ ટ્રીટમેન્ટ

1. શાફ્ટ ફોર્જિંગની ઉત્પાદન પદ્ધતિ અને હીટ ટ્રીટમેન્ટ

(1) સામગ્રી

સિંગલ-પીસ નાના બેચના ઉત્પાદનમાં, રફ શાફ્ટ ફોર્જિંગ ઘણીવાર હોટ-રોલ્ડ બાર સ્ટોકનો ઉપયોગ કરે છે.

મોટા વ્યાસના તફાવતો સાથે સ્ટેપ્ડ શાફ્ટ માટે, સામગ્રીને બચાવવા અને મશીનિંગ માટે મજૂરીની માત્રા ઘટાડવા માટે, ફોર્જિંગનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે. એક જ ટુકડાના નાના બેચમાં ઉત્પાદિત સ્ટેપ્ડ શાફ્ટ સામાન્ય રીતે ફ્રી ફોર્જિંગ હોય છે અને મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદનમાં ડાઇ ફોર્જિંગનો ઉપયોગ થાય છે.

(2) ગરમીની સારવાર

45 સ્ટીલ માટે, ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ (235HBS) પછી, સ્થાનિક ઉચ્ચ-આવર્તન ક્વેન્ચિંગ સ્થાનિક કઠિનતાને HRC62～65 સુધી પહોંચાડી શકે છે, અને પછી યોગ્ય ટેમ્પરિંગ ટ્રીટમેન્ટ પછી, તેને જરૂરી કઠિનતા સુધી ઘટાડી શકાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, CA6140 સ્પિન્ડલ સ્પષ્ટ થયેલ છે. HRC52 તરીકે).

9Mn2V, જે લગભગ 0.9% કાર્બન સામગ્રી સાથે મેંગેનીઝ-વેનેડિયમ એલોય ટૂલ સ્ટીલ છે, તે 45 સ્ટીલ કરતાં વધુ સારી કઠિનતા, યાંત્રિક શક્તિ અને કઠિનતા ધરાવે છે. યોગ્ય હીટ ટ્રીટમેન્ટ પછી, તે ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા મશીન ટૂલ સ્પિન્ડલ્સની પરિમાણીય ચોકસાઈ અને સ્થિરતા જરૂરિયાતો માટે યોગ્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સાર્વત્રિક નળાકાર ગ્રાઇન્ડર M1432A હેડસ્ટોક અને ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ સ્પિન્ડલ આ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે.

38CrMoAl, આ એક મધ્યમ-કાર્બન એલોય નાઇટ્રાઇડ સ્ટીલ છે. કારણ કે નાઈટ્રિડિંગ તાપમાન સામાન્ય ક્વેન્ચિંગ તાપમાન કરતા 540-550℃ ઓછું છે, વિકૃતિ નાની છે અને કઠિનતા પણ વધારે છે (HRC>65, કેન્દ્ર કઠિનતા HRC>28) અને ઉત્તમ તેથી, હેડસ્ટોક શાફ્ટ અને ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ શાફ્ટ ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા અર્ધ-સ્વચાલિત નળાકાર ગ્રાઇન્ડર MBG1432 આ પ્રકારના સ્ટીલના બનેલા છે.

વધુમાં, મધ્યમ ચોકસાઇ અને હાઇ સ્પીડવાળા શાફ્ટ ફોર્જિંગ માટે, એલોય સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલ્સ જેમ કે 40Cr મોટે ભાગે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ અને ઉચ્ચ-આવર્તન શમન પછી, આ પ્રકારના સ્ટીલમાં ઉચ્ચ વ્યાપક યાંત્રિક ગુણધર્મો છે અને તે ઉપયોગની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે. કેટલાક શાફ્ટ પણ બોલ બેરિંગ સ્ટીલનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે GCr15 અને સ્પ્રિંગ સ્ટીલ જેમ કે 66Mn. ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ અને સપાટી ક્વેન્ચિંગ પછી, આ સ્ટીલ્સમાં અત્યંત ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને થાક પ્રતિકાર હોય છે. જ્યારે શાફ્ટના ભાગોને હાઇ-સ્પીડ અને હેવી-લોડની સ્થિતિમાં કામ કરવા માટે જરૂરી હોય, ત્યારે 18CrMnTi અને 20Mn2B જેવા લો-કાર્બન ગોલ્ડ-સમાવતી સ્ટીલ્સ પસંદ કરી શકાય છે. આ સ્ટીલ્સમાં કાર્બ્યુરાઇઝિંગ અને ક્વેન્ચિંગ પછી ઉચ્ચ સપાટીની કઠિનતા, અસરની કઠિનતા અને મુખ્ય શક્તિ હોય છે, પરંતુ હીટ ટ્રીટમેન્ટને કારણે થતી વિકૃતિ 38CrMoAl કરતાં મોટી હોય છે.

સ્પિન્ડલ માટે કે જેને સ્થાનિક ઉચ્ચ-આવર્તન ક્વેન્ચિંગની જરૂર હોય છે, ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ ટ્રીટમેન્ટ અગાઉની પ્રક્રિયામાં ગોઠવવી જોઈએ (કેટલાક સ્ટીલ્સ સામાન્ય છે). જ્યારે ખાલી ગાળો મોટો હોય (જેમ કે ફોર્જિંગ), ત્યારે રફ ટર્નિંગ પછી ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ મૂકવું જોઈએ. વળાંક પૂરો કરતા પહેલા, જેથી રફ ટર્નિંગને કારણે થતા આંતરિક તણાવને શમન અને ટેમ્પરિંગ દરમિયાન દૂર કરી શકાય; જ્યારે ખાલી માર્જિન નાનું હોય (જેમ કે બાર સ્ટોક), ત્યારે રફ ટર્નિંગ (ફોર્જિંગના અર્ધ-ફિનિશિંગ ટર્નિંગની સમકક્ષ) પહેલાં ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ કરી શકાય છે. ઉચ્ચ-આવર્તન ક્વેન્ચિંગ ટ્રીટમેન્ટ સામાન્ય રીતે અર્ધ-ફિનિશિંગ ટર્નિંગ પછી મૂકવામાં આવે છે. સ્પિન્ડલને માત્ર સ્થાનિક રીતે સખત કરવાની જરૂર હોવાથી, ચોકસાઈ માટે અમુક આવશ્યકતાઓ છે અને કોઈ સખત ભાગની પ્રક્રિયા નથી, જેમ કે થ્રેડીંગ, કીવે મિલિંગ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ, સ્થાનિક ક્વેન્ચિંગ અને રફિંગમાં ગોઠવવામાં આવે છે. ગ્રાઇન્ડીંગ પછી. ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા સ્પિન્ડલ્સ માટે, સ્થાનિક ક્વેન્ચિંગ અને રફ ગ્રાઇન્ડીંગ પછી નીચા-તાપમાનની વૃદ્ધત્વની સારવાર જરૂરી છે, જેથી સ્પિન્ડલની ધાતુશાસ્ત્રીય રચના અને તાણની સ્થિતિ સ્થિર રહે.

શાફ્ટ ફોર્જિંગ

બીજું, પોઝિશનિંગ ડેટમની પસંદગી

નક્કર શાફ્ટ ફોર્જિંગ માટે, ફાઇન ડેટમ સપાટી એ મધ્ય છિદ્ર છે, જે ડેટમ સંયોગ અને ડેટમ એકરૂપતાને સંતોષે છે. CA6140A જેવા હોલો સ્પિન્ડલ્સ માટે, કેન્દ્રના છિદ્ર ઉપરાંત, જર્નલની બાહ્ય વર્તુળ સપાટી છે અને બંનેનો એકાંતરે ઉપયોગ થાય છે, જે એકબીજા માટે ડેટમ તરીકે સેવા આપે છે.

ત્રણ, પ્રક્રિયાના તબક્કાઓનું વિભાજન

સ્પિન્ડલ મશીનિંગ પ્રક્રિયામાં દરેક મશીનિંગ પ્રક્રિયા અને હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા મશીનિંગની ભૂલો અને વિવિધ ડિગ્રીઓ પર તણાવ પેદા કરશે, તેથી મશીનિંગ તબક્કાઓ વિભાજિત થવી આવશ્યક છે. સ્પિન્ડલ મશીનિંગ મૂળભૂત રીતે નીચેના ત્રણ તબક્કામાં વહેંચાયેલું છે.

(1) રફ મશીનિંગ સ્ટેજ

1) ખાલી પ્રક્રિયા. ખાલી તૈયારી, ફોર્જિંગ અને સામાન્યકરણ.

2) ખરબચડી મશિનિંગ સો દ્વારા વધારાના ભાગને દૂર કરવા, અંતિમ ચહેરાને પીસવા, કેન્દ્રના છિદ્ર અને નકામા કારના બાહ્ય વર્તુળને ડ્રિલિંગ વગેરે.

(2) અર્ધ-ફિનિશિંગ સ્ટેજ

1) સેમી-ફિનિશિંગ પ્રોસેસિંગ પહેલાં હીટ ટ્રીટમેન્ટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે 45-220HBS હાંસલ કરવા માટે 240 સ્ટીલ માટે થાય છે.

2) સેમી-ફિનિશિંગ ટર્નિંગ પ્રોસેસ ટેપર સરફેસ (પોઝિશનિંગ ટેપર હોલ) સેમી-ફિનિશિંગ ટર્નિંગ આઉટર સર્કલ એન્ડ ફેસ અને ડીપ હોલ ડ્રિલિંગ વગેરે.

(3), અંતિમ તબક્કો

1) સમાપ્ત થતાં પહેલાં હીટ ટ્રીટમેન્ટ અને સ્થાનિક ઉચ્ચ આવર્તન શમન.

2) તમામ પ્રકારના પોઝિશનિંગ કોનનું રફ ગ્રાઇન્ડિંગ, બહારના વર્તુળનું રફ ગ્રાઇન્ડિંગ, કીવે અને સ્પ્લિન ગ્રુવનું મિલિંગ અને ફિનિશિંગ પહેલાં થ્રેડિંગ.

3) સ્પિન્ડલની સૌથી મહત્વપૂર્ણ સપાટીની ચોકસાઈને સુનિશ્ચિત કરવા માટે બાહ્ય વર્તુળ અને આંતરિક અને બાહ્ય શંકુ સપાટીને સમાપ્ત અને ગ્રાઇન્ડીંગ કરો.

શાફ્ટ ફોર્જિંગ

ચોથું, પ્રક્રિયાના ક્રમની ગોઠવણી અને પ્રક્રિયાનું નિર્ધારણ

હોલો અને આંતરિક શંકુ લાક્ષણિકતાઓ સાથેના શાફ્ટ ફોર્જિંગ માટે, જ્યારે સહાયક જર્નલ્સ, સામાન્ય જર્નલ્સ અને આંતરિક શંકુ જેવી મુખ્ય સપાટીઓના પ્રોસેસિંગ ક્રમને ધ્યાનમાં લેતા, નીચે પ્રમાણે ઘણા વિકલ્પો છે.

①બાહ્ય સપાટીની ખરબચડી મશીનિંગ → ઊંડા છિદ્રો ડ્રિલિંગ → બાહ્ય સપાટીની સમાપ્તિ → ટેપર હોલની રફિંગ → ટેપર હોલની સમાપ્તિ;

②આઉટર સરફેસ રફિંગ→ડ્રિલિંગ ડીપ હોલ→ટેપર હોલ રફિંગ→ટેપર હોલ ફિનિશિંગ→આઉટર સરફેસ ફિનિશિંગ;

③બાહ્ય સપાટી રફિંગ→ડ્રિલિંગ ડીપ હોલ→ટેપર હોલ રફિંગ→આઉટર સરફેસ ફિનિશિંગ→ટેપર હોલ ફિનિશિંગ.

For the processing sequence of the CA6140 lathe spindle, it can be analyzed and compared like this:

પ્રથમ સ્કીમ: ટેપર્ડ હોલના રફ મશીનિંગ દરમિયાન, બાહ્ય વર્તુળની સપાટીની ચોકસાઇ અને ખરબચડીને નુકસાન થશે કારણ કે પરિમાણ સપાટી કે જે ફિનિશ મશીનિંગ કરવામાં આવી છે તેનો ઉપયોગ બારીક સંદર્ભ સપાટી તરીકે થાય છે, તેથી આ યોજના યોગ્ય નથી.

બીજો ઉકેલ: બાહ્ય સપાટીને સમાપ્ત કરતી વખતે, ટેપર પ્લગ ફરીથી દાખલ કરવો જોઈએ, જે ટેપર છિદ્રની ચોકસાઈને નષ્ટ કરશે. આ ઉપરાંત, ટેપર હોલ પર પ્રક્રિયા કરતી વખતે મશીનિંગની ભૂલો અનિવાર્યપણે હશે (ટેપર હોલની ગ્રાઇન્ડીંગની સ્થિતિ બાહ્ય ગ્રાઇન્ડીંગની સ્થિતિ કરતાં વધુ ખરાબ છે, અને ટેપર પ્લગની ભૂલ પોતે જ બાહ્ય ગોળાકાર સપાટી અને આંતરિક વચ્ચેના તફાવતનું કારણ બનશે. શંકુ સપાટી. શાફ્ટ, તેથી આ યોજના અપનાવવી જોઈએ નહીં.

ત્રીજો ઉકેલ: ટેપર હોલના ફિનિશિંગમાં, જોકે બહારના વર્તુળની સપાટી કે જે સમાપ્ત થઈ ગઈ છે તેનો ઉપયોગ અંતિમ સંદર્ભ સપાટી તરીકે થવો જોઈએ; પરંતુ કારણ કે ટેપર સપાટીના ફિનિશિંગનું મશીનિંગ ભથ્થું પહેલેથી જ નાનું છે, ગ્રાઇન્ડીંગ ફોર્સ મોટી નથી; તે જ સમયે, ટેપર છિદ્રનું ફિનિશિંગ શાફ્ટ મશીનિંગના અંતિમ તબક્કામાં છે, અને બાહ્ય ગોળાકાર સપાટીની ચોકસાઈ પર ઓછી અસર કરે છે. આ સ્કીમના પ્રોસેસિંગ સિક્વન્સ ઉપરાંત, બાહ્ય ગોળાકાર સપાટી અને ટેપર્ડ હોલનો વૈકલ્પિક રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે, જે ધીમે ધીમે સમકક્ષતામાં સુધારો કરી શકે છે. ખર્ચ કરો.

આ સરખામણી દ્વારા, તે જોઈ શકાય છે કે CA6140 સ્પિન્ડલ જેવા શાફ્ટ ફોર્જિંગનો પ્રોસેસિંગ ક્રમ ત્રીજા વિકલ્પ કરતાં વધુ સારો છે.

સ્કીમ્સના વિશ્લેષણ અને સરખામણી દ્વારા, તે જોઈ શકાય છે કે શાફ્ટ ફોર્જિંગની દરેક સપાટીનો ક્રમિક પ્રોસેસિંગ ક્રમ મોટે ભાગે પોઝિશનિંગ ડેટમના રૂપાંતર સાથે સંબંધિત છે. જ્યારે પાર્ટ પ્રોસેસિંગ માટે રફ અને ફાઈન ડેટમ પસંદ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રોસેસિંગ સિક્વન્સ લગભગ નક્કી કરી શકાય છે. કારણ કે પોઝિશનિંગ ડેટમ સપાટી હંમેશા દરેક તબક્કાની શરૂઆતમાં પ્રથમ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, એટલે કે, પ્રથમ પ્રક્રિયાએ અનુગામી પ્રક્રિયા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પોઝિશનિંગ ડેટમ તૈયાર કરવી આવશ્યક છે. ઉદાહરણ તરીકે, CA6140 સ્પિન્ડલની પ્રક્રિયામાં, અંતનો ચહેરો મિલ્ડ કરવામાં આવે છે અને મધ્ય છિદ્રને શરૂઆતથી પંચ કરવામાં આવે છે. આ રફ ટર્નિંગ અને સેમી-ફિનિશિંગ ટર્નિંગના બાહ્ય વર્તુળ માટે પોઝિશનિંગ ડેટમ તૈયાર કરવાનું છે; અર્ધ-ફિનિશિંગ ટર્નિંગનું બાહ્ય વર્તુળ ડીપ હોલ મશીનિંગ માટે પોઝિશનિંગ ડેટમ તૈયાર કરે છે; અર્ધ-ફિનિશિંગ ટર્નિંગનું બાહ્ય વર્તુળ આગળ અને પાછળના ટેપર હોલ મશીનિંગ માટે પોઝિશનિંગ ડેટમ પણ તૈયાર કરે છે. તેનાથી વિપરીત, ટેપર પ્લગિંગ પછી આગળ અને પાછળના ટેપર છિદ્રો ટોચના છિદ્રથી સજ્જ છે, અને બાહ્ય વર્તુળના અનુગામી અર્ધ-ફિનિશિંગ અને ફિનિશિંગ માટે પોઝિશનિંગ ડેટમ તૈયાર કરવામાં આવે છે; અને ટેપર હોલના અંતિમ ગ્રાઇન્ડીંગ માટે પોઝિશનિંગ ડેટમ એ જર્નલ છે જે અગાઉની પ્રક્રિયામાં ગ્રાઉન્ડ કરવામાં આવી છે. સપાટી

શાફ્ટ ફોર્જિંગ

5. પ્રક્રિયા પ્રક્રિયા ક્રમ અનુસાર નક્કી થવી જોઈએ, અને બે સિદ્ધાંતોમાં નિપુણતા હોવી જોઈએ:

1. પ્રક્રિયામાં પોઝિશનિંગ ડેટમ પ્લેન પ્રક્રિયા પહેલા ગોઠવાયેલ હોવું જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, ડીપ હોલ પ્રોસેસિંગ દરમિયાન દિવાલની સમાન જાડાઈ સુનિશ્ચિત કરવા માટે સ્થિતિ સંદર્ભ સપાટી તરીકે વધુ સચોટ જર્નલ મેળવવા માટે બાહ્ય સપાટી પર રફ ટર્નિંગ પછી ડીપ હોલ પ્રોસેસિંગ ગોઠવવામાં આવે છે.

2. દરેક સપાટીની પ્રક્રિયાને રફ અને ઝીણી માટે અલગ કરવી જોઈએ, પ્રથમ રફ અને પછી ઝીણી, ઘણી વખત તેની ચોકસાઈ અને ખરબચડાપણું સુધારવા માટે. મુખ્ય સપાટીની સમાપ્તિને અંતે ગોઠવવી જોઈએ.

મેટલ સ્ટ્રક્ચર અને પ્રોસેસિંગ કામગીરીને સુધારવા માટે, હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા, જેમ કે એનલીંગ, નોર્મલાઇઝિંગ વગેરે, સામાન્ય રીતે યાંત્રિક પ્રક્રિયા પહેલાં ગોઠવવી જોઈએ.

શાફ્ટ ફોર્જિંગના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા અને આંતરિક તાણને દૂર કરવા માટે, હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા, જેમ કે ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ, એજિંગ ટ્રીટમેન્ટ વગેરે, સામાન્ય રીતે રફ મશીનિંગ પછી અને ફિનિશિંગ પહેલાં ગોઠવવી જોઈએ.