शाफ्ट फोर्जिंग की विनिर्माण विधि और गर्मी उपचार

1. शाफ्ट फोर्जिंग की विनिर्माण विधि और गर्मी उपचार

(१) सामग्री

सिंगल-पीस छोटे बैच के उत्पादन में, रफ शाफ्ट फोर्जिंग अक्सर हॉट-रोल्ड बार स्टॉक का उपयोग करते हैं।

बड़े व्यास के अंतर वाले स्टेप्ड शाफ्ट के लिए, सामग्री को बचाने और मशीनिंग के लिए श्रम की मात्रा को कम करने के लिए, अक्सर फोर्जिंग का उपयोग किया जाता है। एक टुकड़े के छोटे बैचों में उत्पादित स्टेप्ड शाफ्ट आम तौर पर मुक्त फोर्जिंग होते हैं, और बड़े पैमाने पर उत्पादन में मरने वाले फोर्जिंग का उपयोग किया जाता है।

(२) ऊष्मा का उपचार

45 स्टील के लिए, शमन और तड़के (235HBS) के बाद, स्थानीय उच्च-आवृत्ति शमन स्थानीय कठोरता को HRC62～65 तक पहुंचा सकता है, और फिर उचित तड़के के उपचार के बाद, इसे आवश्यक कठोरता तक कम किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, CA6140 धुरी निर्दिष्ट है) HRC52 के रूप में)।

9Mn2V, जो लगभग 0.9% कार्बन सामग्री के साथ एक मैंगनीज-वैनेडियम मिश्र धातु उपकरण स्टील है, में 45 स्टील की तुलना में बेहतर कठोरता, यांत्रिक शक्ति और कठोरता है। उचित गर्मी उपचार के बाद, यह उच्च परिशुद्धता मशीन टूल स्पिंडल की आयामी सटीकता और स्थिरता आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, यूनिवर्सल बेलनाकार ग्राइंडर M1432A हेडस्टॉक और ग्राइंडिंग व्हील स्पिंडल इस सामग्री का उपयोग करते हैं।

38CrMoAl, यह एक मध्यम कार्बन मिश्र धातु नाइट्राइड स्टील है। क्योंकि नाइट्राइडिंग तापमान सामान्य शमन तापमान से 540-550 ℃ कम है, विरूपण छोटा है और कठोरता भी अधिक है (एचआरसी> 65, केंद्र कठोरता एचआरसी> 28) और उत्कृष्ट इसलिए, हेडस्टॉक शाफ्ट और पीस व्हील शाफ्ट उच्च परिशुद्धता अर्ध-स्वचालित बेलनाकार चक्की MBG1432 इस प्रकार के स्टील से बनी होती है।

इसके अलावा, मध्यम परिशुद्धता और उच्च गति वाले शाफ्ट फोर्जिंग के लिए, मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स जैसे कि 40Cr का ज्यादातर उपयोग किया जाता है। शमन और तड़के और उच्च आवृत्ति शमन के बाद, इस प्रकार के स्टील में उच्च व्यापक यांत्रिक गुण होते हैं और उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। कुछ शाफ्ट बॉल बेयरिंग स्टील जैसे GCr15 और स्प्रिंग स्टील जैसे 66Mn का भी उपयोग करते हैं। शमन और तड़के और सतह शमन के बाद, इन स्टील्स में अत्यधिक उच्च पहनने का प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध होता है। जब शाफ्ट भागों को उच्च गति और भारी भार की स्थिति में काम करने की आवश्यकता होती है, तो 18CrMnTi और 20Mn2B जैसे कम कार्बन वाले सोने से युक्त स्टील का चयन किया जा सकता है। इन स्टील्स में उच्च सतह कठोरता, प्रभाव क्रूरता और कार्बराइजिंग और शमन के बाद कोर ताकत होती है, लेकिन गर्मी उपचार के कारण विरूपण 38CrMoAl से बड़ा होता है।

स्पिंडल के लिए जिन्हें स्थानीय उच्च-आवृत्ति शमन की आवश्यकता होती है, शमन और तड़के उपचार को पिछली प्रक्रिया में व्यवस्थित किया जाना चाहिए (कुछ स्टील्स सामान्यीकृत होते हैं)। जब खाली मार्जिन बड़ा हो (जैसे फोर्जिंग), तो शमन और तड़के को किसी न किसी मोड़ के बाद रखा जाना चाहिए। मोड़ खत्म करने से पहले, ताकि शमन और तड़के के दौरान किसी न किसी मोड़ के कारण होने वाले आंतरिक तनाव को समाप्त किया जा सके; जब खाली मार्जिन छोटा होता है (जैसे बार स्टॉक), तो रफ टर्निंग (फोर्जिंग के सेमी-फिनिशिंग टर्निंग के बराबर) से पहले शमन और तड़का लगाया जा सकता है। उच्च आवृत्ति शमन उपचार आम तौर पर अर्ध-परिष्करण मोड़ के बाद रखा जाता है। चूंकि स्पिंडल को केवल स्थानीय रूप से कठोर करने की आवश्यकता होती है, इसलिए सटीकता के लिए कुछ आवश्यकताएं होती हैं और कोई सख्त भाग प्रसंस्करण, जैसे थ्रेडिंग, कीवे मिलिंग और अन्य प्रक्रियाएं, स्थानीय शमन और खुरदरापन में व्यवस्थित नहीं होती हैं। पीसने के बाद। उच्च-सटीक स्पिंडल के लिए, स्थानीय शमन और खुरदरी पीसने के बाद कम तापमान वाले उम्र बढ़ने के उपचार की आवश्यकता होती है, ताकि स्पिंडल की मेटलोग्राफिक संरचना और तनाव की स्थिति स्थिर रहे।

दस्ता फोर्जिंग

दूसरा, पोजिशनिंग डेटम का चुनाव

ठोस शाफ्ट फोर्जिंग के लिए, ठीक डेटम सतह केंद्र छेद है, जो डेटा संयोग और डेटा एकरूपता को संतुष्ट करता है। CA6140A जैसे खोखले स्पिंडल के लिए, सेंटर होल के अलावा, जर्नल की एक बाहरी सर्कल सतह होती है और दोनों को वैकल्पिक रूप से उपयोग किया जाता है, जो एक दूसरे के लिए डेटम के रूप में कार्य करता है।

तीन, प्रसंस्करण चरणों का विभाजन

स्पिंडल मशीनिंग प्रक्रिया में प्रत्येक मशीनिंग प्रक्रिया और गर्मी उपचार प्रक्रिया मशीनिंग त्रुटियों और अलग-अलग डिग्री पर जोर देगी, इसलिए मशीनिंग चरणों को विभाजित किया जाना चाहिए। स्पिंडल मशीनिंग को मूल रूप से निम्नलिखित तीन चरणों में विभाजित किया गया है।

(1) किसी न किसी मशीनिंग चरण

1) खाली प्रसंस्करण। खाली तैयारी, फोर्जिंग और सामान्यीकरण।

2) किसी न किसी मशीनिंग ने अतिरिक्त भाग को हटाने के लिए देखा, अंत चेहरे को मिलिंग, केंद्र छेद और अपशिष्ट कार के बाहरी सर्कल आदि को ड्रिल किया।

(2) अर्ध-परिष्करण चरण

1) अर्ध-परिष्करण प्रसंस्करण से पहले गर्मी उपचार आमतौर पर 45-220HBS प्राप्त करने के लिए 240 स्टील के लिए उपयोग किया जाता है।

2) सेमी-फिनिशिंग टर्निंग प्रोसेस टेपर सरफेस (पोजिशनिंग टेंपर होल) सेमी-फिनिशिंग टर्निंग आउटर सर्कल एंड फेस और डीप होल ड्रिलिंग, आदि।

(3), परिष्करण चरण

1) परिष्करण से पहले गर्मी उपचार और स्थानीय उच्च आवृत्ति शमन।

2) पोजीशनिंग कोन की सभी प्रकार की रफ ग्राइंडिंग, बाहरी सर्कल की रफ ग्राइंडिंग, की-वे और स्पलाइन ग्रूव की मिलिंग और फिनिशिंग से पहले थ्रेडिंग।

3) धुरी की सबसे महत्वपूर्ण सतह की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए बाहरी सर्कल और आंतरिक और बाहरी शंकु सतहों को खत्म करना और पीसना।

दस्ता फोर्जिंग

चौथा, प्रसंस्करण अनुक्रम की व्यवस्था और प्रक्रिया का निर्धारण

खोखले और आंतरिक शंकु विशेषताओं वाले शाफ्ट फोर्जिंग के लिए, मुख्य सतहों जैसे सहायक पत्रिकाओं, सामान्य पत्रिकाओं और आंतरिक शंकुओं के प्रसंस्करण अनुक्रम पर विचार करते समय, निम्नानुसार कई विकल्प हैं।

बाहरी सतह की रफ मशीनिंग → डीप होल की ड्रिलिंग → बाहरी सतह की फिनिशिंग → टेंपर होल का खुरदरापन → टेपर होल की फिनिशिंग;

बाहरी सतह खुरदरापन → ड्रिलिंग डीप होल → टेपर होल रफिंग → टेपर होल फिनिशिंग → बाहरी सतह परिष्करण;

आउटर सरफेस रफिंग → ड्रिलिंग डीप होल → टेंपर होल रफिंग → आउटर सरफेस फिनिशिंग → टेपर होल फिनिशिंग।

CA6140 खराद तकला के प्रसंस्करण अनुक्रम के लिए, इसका विश्लेषण और तुलना इस तरह की जा सकती है:

पहली योजना: पतला छेद के किसी न किसी मशीनिंग के दौरान, बाहरी सर्कल की सतह की सटीकता और खुरदरापन क्षतिग्रस्त हो जाएगा क्योंकि मशीनी खत्म होने वाली बाहरी सतह को ठीक संदर्भ सतह के रूप में उपयोग किया जाता है, इसलिए यह योजना उपयुक्त नहीं है।

दूसरा उपाय: बाहरी सतह को खत्म करते समय, टेपर प्लग को फिर से डाला जाना चाहिए, जो टेपर होल की सटीकता को नष्ट कर देगा। इसके अलावा, टेपर होल को संसाधित करते समय अनिवार्य रूप से मशीनिंग त्रुटियां होंगी (टेपर होल की पीसने की स्थिति बाहरी पीसने की स्थिति से भी बदतर होती है, और टेपर प्लग की त्रुटि बाहरी गोलाकार सतह और आंतरिक के बीच अंतर का कारण बनती है। शंकु सतह शाफ्ट, इसलिए इस योजना को नहीं अपनाया जाना चाहिए।

तीसरा समाधान: टेपर होल के परिष्करण में, हालांकि बाहरी सर्कल की सतह जो समाप्त हो चुकी है, को परिष्करण संदर्भ सतह के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए; लेकिन क्योंकि टेपर सतह के परिष्करण का मशीनिंग भत्ता पहले से ही छोटा है, पीसने वाला बल बड़ा नहीं है; उसी समय, टेपर छेद का परिष्करण शाफ्ट मशीनिंग के अंतिम चरण में है, और बाहरी गोलाकार सतह की सटीकता पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इस योजना के प्रसंस्करण अनुक्रम के अलावा, बाहरी गोलाकार सतह और पतला छेद वैकल्पिक रूप से उपयोग किया जा सकता है, जो धीरे-धीरे समाक्षीयता में सुधार कर सकता है। बिताना।

इस तुलना के माध्यम से, यह देखा जा सकता है कि सीए 6140 स्पिंडल जैसे शाफ्ट फोर्जिंग का प्रसंस्करण अनुक्रम तीसरे विकल्प से बेहतर है।

योजनाओं के विश्लेषण और तुलना के माध्यम से, यह देखा जा सकता है कि शाफ्ट फोर्जिंग की प्रत्येक सतह का अनुक्रमिक प्रसंस्करण क्रम काफी हद तक पोजिशनिंग डेटम के रूपांतरण से संबंधित है। जब पार्ट प्रोसेसिंग के लिए रफ और फाइन डेटम चुने जाते हैं, तो प्रोसेसिंग सीक्वेंस मोटे तौर पर निर्धारित किया जा सकता है। क्योंकि पोजीशनिंग डेटम सरफेस को हमेशा प्रत्येक चरण की शुरुआत में पहले प्रोसेस किया जाता है, यानी पहली प्रक्रिया को बाद की प्रक्रिया के लिए उपयोग की जाने वाली पोजिशनिंग डेटम तैयार करनी चाहिए। उदाहरण के लिए, CA6140 स्पिंडल की प्रक्रिया में, अंत चेहरा मिल जाता है और केंद्र छेद शुरू से ही छिद्रित होता है। यह रफ टर्निंग और सेमी-फिनिशिंग टर्निंग के बाहरी सर्कल के लिए पोजिशनिंग डेटम तैयार करना है; सेमी-फिनिशिंग टर्निंग का बाहरी सर्कल डीप होल मशीनिंग के लिए पोजिशनिंग डेटम तैयार करता है; सेमी-फिनिशिंग टर्निंग का बाहरी सर्कल भी फ्रंट और बैक टेंपर होल मशीनिंग के लिए पोजिशनिंग डेटम तैयार करता है। इसके विपरीत, आगे और पीछे के टेपर होल को टेपर प्लगिंग के बाद शीर्ष छेद से सुसज्जित किया जाता है, और बाहरी सर्कल के बाद के सेमी-फिनिशिंग और फिनिशिंग के लिए पोजिशनिंग डेटम तैयार किया जाता है; और टेपर होल के अंतिम पीस के लिए पोजिशनिंग डेटम वह पत्रिका है जिसे पिछली प्रक्रिया में ग्राउंड किया गया है। सतह।

दस्ता फोर्जिंग

5. प्रक्रिया को प्रसंस्करण अनुक्रम के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए, और दो सिद्धांतों में महारत हासिल होनी चाहिए:

1. प्रक्रिया में पोजिशनिंग डेटम प्लेन को प्रक्रिया से पहले व्यवस्थित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, गहरे छेद प्रसंस्करण के दौरान एक समान दीवार मोटाई सुनिश्चित करने के लिए स्थिति संदर्भ सतह के रूप में अधिक सटीक जर्नल रखने के लिए बाहरी सतह पर किसी न किसी मोड़ के बाद गहरे छेद प्रसंस्करण की व्यवस्था की जाती है।

2. प्रत्येक सतह के प्रसंस्करण को खुरदुरी और महीन के लिए अलग किया जाना चाहिए, पहले खुरदरा और फिर महीन, कई बार धीरे-धीरे इसकी सटीकता और खुरदरापन में सुधार करने के लिए। मुख्य सतह के परिष्करण को अंत में व्यवस्थित किया जाना चाहिए।

धातु संरचना और प्रसंस्करण प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, गर्मी उपचार प्रक्रिया, जैसे कि एनीलिंग, सामान्यीकरण, आदि को आम तौर पर यांत्रिक प्रसंस्करण से पहले व्यवस्थित किया जाना चाहिए।

शाफ्ट फोर्जिंग के यांत्रिक गुणों में सुधार करने और आंतरिक तनाव को खत्म करने के लिए, गर्मी उपचार प्रक्रिया, जैसे शमन और तड़के, उम्र बढ़ने के उपचार, आदि को आमतौर पर किसी न किसी मशीनिंग के बाद और परिष्करण से पहले व्यवस्थित किया जाना चाहिए।