Način izrade i toplinska obrada otkovaka vratila

1. Način izrade i toplinska 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 općenito su slobodno kovanje, a kovanje se koristi u masovnoj proizvodnji.

(2) Toplinska obrada

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

9Mn2V, which is a manganese-vanadium alloy tool steel with a carbon content of about 0.9%, has better hardenability, mechanical strength and hardness than 45 steel. After proper heat treatment, it is suitable for the dimensional accuracy and stability requirements of high-precision machine tool spindles. For example, the universal cylindrical grinder M1432A headstock and grinding wheel spindle use this material.

38CrMoAl, ovo je nitrirani čelik 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 izvrsna. Od ove vrste čelika izrađene su visokoprecizne poluautomatske cilindrične brusilice MBG1432.

Osim toga, za otkovke osovine srednje preciznosti i velike brzine uglavnom se koriste legirani konstrukcijski čelici poput 40Cr. Nakon kaljenja i kaljenja te 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 popuštanja te površinskog kaljenja, ovi čelici imaju izuzetno visoku otpornost na habanje i zamor. Kada su dijelovi osovine potrebni za rad u uvjetima velike brzine i velikog opterećenja, mogu se odabrati čelici s 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 veća je od one kod 38CrMoAl.

Za vretena koja zahtijevaju lokalno visokofrekventno gašenje, postupak kaljenja i otpuštanja treba dogovoriti u prethodnom postupku (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 tokanjem može eliminirati tijekom gašenja i temperiranja; kada je rub prazne ploče mali (kao što je šipka), kaljenje i kaljenje se mogu izvesti prije grubog tokarenja (ekvivalentno poluzavršnom tokanju otkovaka). Visokofrekventna obrada kaljenja općenito se postavlja nakon poluzavršnog tokarenja. Budući da se vreteno samo treba očvrsnuti lokalno, postoje određeni zahtjevi za točnost 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 visokoprecizna vretena potrebna je niskotemperaturna obrada starenjem nakon lokalnog gašenja i grubog brušenja, tako da metalografska struktura i stanje naprezanja vretena ostaju stabilni.

Otkovci osovine

Drugo, izbor datuma pozicioniranja

Za otkovke s čvrstim vratilom, fina referentna površina je središnja rupa, koja zadovoljava podudarnost datuma i ujednačenost datuma. Za šuplja vretena kao što je CA6140A, osim središnje rupe, postoji vanjska kružna površina čahure i dvije se koriste naizmjenično, služeći kao datum jedna drugoj.

Treće, podjela faza obrade

Svaki proces obrade i proces toplinske obrade u procesu obrade vretena proizvest će greške obrade i naprezanja u različitim stupnjevima, tako da se faze obrade moraju podijeliti. Obrada vretena u osnovi je podijeljena u sljedeće tri faze.

(1) Faza grube obrade

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

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

(2) Poluzavršna faza

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

2) Poluzavršno tokarenje konusna površina (pozicioniranje konusne rupe) poluzavršno tokarenje 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, grubog brušenja vanjskog kruga, glodanja utora za ključ i utora i urezivanja navoja prije završne obrade.

3) Finishing and grinding the outer circle and inner and outer cone surfaces to ensure the accuracy of the most important surface of the spindle.

Otkovci osovine

Četvrto, uređenje slijeda obrade i određivanje procesa

Za otkovke osovine sa karakteristikama šupljeg i unutarnjeg konusa, kada se razmatra slijed obrade glavnih površina kao što su potporni čepovi, opći čepovi i unutarnji konusi, postoji nekoliko opcija kako slijedi.

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

② Gruba obrada vanjske površine→ bušenje dubokih rupa→ gruba obrada konusnih rupa→ dorada konusnih rupa→ dorada vanjske površine;

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

Za slijed obrade vretena tokarilice CA6140, može se analizirati i usporediti na sljedeći način:

Prva shema: Tijekom grube obrade sužene rupe, preciznost i hrapavost vanjske kružne površine će se oštetiti jer se kao fina referentna površina koristi izvankružna površina koja je završno obrađena, pa ova shema nije prikladna.

Drugo rješenje: Prilikom dorade vanjske površine potrebno je ponovno umetnuti konusni čep, što će uništiti točnost konusnog otvora. Osim toga, neizbježno će doći do grešaka u obradi pri obradi konusnog otvora (uvjeti brušenja konusnog otvora su lošiji od vanjskih uvjeta brušenja, a sama pogreška konusnog čepa uzrokovat će razliku između vanjske kružne površine i unutarnje površina konusa, osovina, pa se ova shema ne smije 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; u isto vrijeme, konus Završna obrada rupe je u završnoj fazi obrade osovine, i malo utječe na točnost vanjske kružne površine. Uz slijed obrade ove sheme, vanjska kružna površina i suženi otvor mogu se koristiti naizmjenično, što može postupno poboljšati koaksijalnost. Potrošiti.

Kroz ovu usporedbu može se vidjeti da je slijed obrade otkovaka osovine kao što je CA6140 vreteno bolji od treće opcije.

Analizom i usporedbom shema može se vidjeti da je sekvencijalni redoslijed obrade svake površine otkovka osovine u velikoj mjeri povezan s pretvorbom pozicionog datuma. Kada su odabrani grubi i fini datumi za obradu dijela, slijed obrade može se grubo odrediti. Budući da se referentna površina pozicioniranja uvijek prvo obrađuje na početku svake faze, to jest, prvi proces mora pripremiti pozicioni datum koji se koristi za sljedeći proces. Na primjer, u procesu vretena CA6140, krajnja strana se gloda, a središnja rupa se probija od početka. Ovo je za pripremu referentne točke za pozicioniranje 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 referentnu točku za pozicioniranje za obradu prednje i stražnje konusne rupe. 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 postupku. površinski.

Otkovci osovine

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 organizirana je nakon grubog okretanja vanjske površine kako bi se imao točniji nosač kao referentna površina za pozicioniranje kako bi se osigurala ujednačena debljina stijenke tijekom obrade dubokih rupa.

2. Obradu svake površine treba odvojiti na grubu i finu, prvo grubu, a zatim finu, više puta kako bi se postupno poboljšala njezina točnost 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.

Kako bi se poboljšala mehanička svojstva otkovaka osovine i eliminirala unutarnja naprezanja, proces toplinske obrade, kao što je kaljenje i kaljenje, obrada starenjem, itd., općenito treba organizirati nakon grube obrade i prije završne obrade.