Metode manufaktur dan perlakuan panas tempa poros

1. Metode manufaktur dan perlakuan panas tempa poros

(1) Bahan

Dalam produksi batch kecil satu bagian, tempa poros kasar sering menggunakan stok batang canai panas.

Untuk poros bertangga dengan perbedaan diameter besar, untuk menghemat bahan dan mengurangi jumlah tenaga kerja untuk pemesinan, tempa sering digunakan. Poros melangkah yang diproduksi dalam batch kecil dari satu bagian umumnya penempaan gratis, dan penempaan mati digunakan dalam produksi massal.

(2) Perlakuan panas

Untuk baja 45, setelah pendinginan dan temper (235HBS), pendinginan frekuensi tinggi lokal dapat membuat kekerasan lokal mencapai HRC62～65, dan kemudian setelah perlakuan temper yang tepat, dapat dikurangi menjadi kekerasan yang diperlukan (misalnya, poros CA6140 ditentukan sebagai HRC52).

9Mn2V, yang merupakan baja perkakas paduan mangan-vanadium dengan kandungan karbon sekitar 0.9%, memiliki kemampuan pengerasan, kekuatan mekanik, dan kekerasan yang lebih baik daripada baja 45. Setelah perlakuan panas yang tepat, alat ini cocok untuk akurasi dimensi dan persyaratan stabilitas spindel alat mesin presisi tinggi. Misalnya, headstock gerinda silinder universal M1432A dan spindel roda gerinda menggunakan bahan ini.

38CrMoAl, ini adalah baja nitridasi paduan karbon menengah. Karena suhu nitridasi 540-550℃ lebih rendah dari suhu pendinginan umum, deformasi lebih kecil dan kekerasannya juga tinggi (HRC> 65, kekerasan pusat HRC> 28) dan sangat baik Oleh karena itu, poros headstock dan poros roda gerinda dari penggiling silinder semi-otomatis presisi tinggi MBG1432 terbuat dari baja jenis ini.

Selain itu, untuk tempa poros dengan presisi sedang dan kecepatan tinggi, baja struktural paduan seperti 40Cr banyak digunakan. Setelah pendinginan dan tempering dan pendinginan frekuensi tinggi, jenis baja ini memiliki sifat mekanik komprehensif yang tinggi dan dapat memenuhi persyaratan penggunaan. Beberapa poros juga menggunakan baja bantalan bola seperti GCr15 dan baja pegas seperti 66Mn. Setelah pendinginan dan tempering dan pendinginan permukaan, baja ini memiliki ketahanan aus dan ketahanan lelah yang sangat tinggi. Ketika bagian poros diperlukan untuk bekerja di bawah kondisi kecepatan tinggi dan beban berat, baja yang mengandung emas karbon rendah seperti 18CrMnTi dan 20Mn2B dapat dipilih. Baja ini memiliki kekerasan permukaan yang tinggi, ketangguhan impak dan kekuatan inti setelah karburasi dan pendinginan, tetapi deformasi yang disebabkan oleh perlakuan panas lebih besar daripada 38CrMoAl.

Untuk spindel yang memerlukan pendinginan frekuensi tinggi lokal, perlakuan pendinginan dan temper harus diatur dalam proses sebelumnya (beberapa baja dinormalisasi). Ketika margin kosong besar (seperti tempa), pendinginan dan temper harus ditempatkan setelah putaran kasar. Sebelum menyelesaikan pembubutan, sehingga tegangan internal yang disebabkan oleh pembubutan kasar dapat dihilangkan selama pendinginan dan temper; ketika margin kosong kecil (seperti stok batang), pendinginan dan temper dapat dilakukan sebelum pembubutan kasar (setara dengan pembubutan setengah jadi pada tempa). Perlakuan pendinginan frekuensi tinggi umumnya ditempatkan setelah putaran semi-finishing. Karena spindel hanya perlu dikeraskan secara lokal, ada persyaratan tertentu untuk akurasi dan tidak ada pemrosesan bagian pengerasan, seperti threading, penggilingan alur pasak, dan proses lainnya, diatur dalam pendinginan dan pengasaran lokal. Setelah penggilingan. Untuk spindel presisi tinggi, perawatan penuaan suhu rendah diperlukan setelah pendinginan lokal dan penggilingan kasar, sehingga struktur metalografi dan keadaan tegangan spindel tetap stabil.

Penempaan poros

Kedua, pilihan posisi datum

Untuk tempa poros padat, permukaan datum halus adalah lubang tengah, yang memenuhi kebetulan datum dan keseragaman datum. Untuk spindel berongga seperti CA6140A, selain lubang tengah, ada permukaan lingkaran luar jurnal dan keduanya digunakan secara bergantian, berfungsi sebagai datum untuk satu sama lain.

Tiga, pembagian tahap pemrosesan

Setiap proses pemesinan dan proses perlakuan panas pada proses pemesinan spindel akan menghasilkan kesalahan pemesinan dan tegangan dengan derajat yang bervariasi, sehingga fase pemesinan harus dibagi. Pemesinan spindel pada dasarnya dibagi menjadi tiga tahap berikut.

(1) Tahap pemesinan kasar

1) Pemrosesan kosong. Persiapan kosong, penempaan dan normalisasi.

2) Gergaji mesin kasar untuk menghilangkan bagian berlebih, menggiling permukaan ujung, mengebor lubang tengah dan lingkaran luar mobil bekas, dll.

(2) Tahap semi-finishing

1) Perlakuan panas sebelum pemrosesan semi-finishing umumnya digunakan untuk baja 45 untuk mencapai 220-240HBS.

2) Proses balik semi-finishing permukaan lancip (memposisikan lubang lancip) semi-finishing memutar permukaan ujung lingkaran luar dan pengeboran lubang dalam, dll.

(3), tahap akhir

1) Perlakuan panas dan pendinginan frekuensi tinggi lokal sebelum finishing.

2) Semua jenis penggilingan kasar kerucut pemosisian, penggilingan kasar lingkaran luar, penggilingan alur pasak dan alur spline, dan threading sebelum finishing.

3) Menyelesaikan dan menggiling lingkaran luar dan permukaan kerucut dalam dan luar untuk memastikan keakuratan permukaan poros yang paling penting.

Penempaan poros

Keempat, pengaturan urutan pemrosesan dan penentuan proses

Untuk poros tempa dengan karakteristik berongga dan kerucut dalam, bila mempertimbangkan urutan pemrosesan permukaan utama seperti jurnal pendukung, jurnal umum dan kerucut dalam, ada beberapa opsi sebagai berikut.

Pemesinan kasar pada permukaan luar → pengeboran lubang dalam → penyelesaian permukaan luar → pengasaran lubang lancip → penyelesaian lubang lancip;

Pengkasaran permukaan luar→pengeboran lubang dalam→pengerasan lubang lancip→penyelesaian lubang lancip→penyelesaian permukaan luar;

Pengkasaran permukaan luar→pengeboran lubang dalam→pengerasan lubang lancip→penyelesaian permukaan luar→penyelesaian lubang lancip.

Untuk urutan pemrosesan spindel bubut CA6140, dapat dianalisis dan dibandingkan seperti ini:

Skema pertama: Selama pemesinan kasar lubang tirus, presisi dan kekasaran permukaan lingkaran luar akan rusak karena permukaan luar lingkaran yang telah selesai dikerjakan digunakan sebagai permukaan referensi halus, sehingga skema ini tidak sesuai.

Solusi kedua: Saat menyelesaikan permukaan luar, sumbat lancip harus dimasukkan lagi, yang akan merusak keakuratan lubang lancip. Selain itu, pasti akan ada kesalahan pemesinan saat memproses lubang lancip (kondisi penggilingan lubang lancip lebih buruk daripada kondisi penggilingan eksternal, dan kesalahan sumbat lancip itu sendiri akan menyebabkan perbedaan antara permukaan lingkaran luar dan dalam permukaan kerucut Poros, jadi skema ini tidak boleh diadopsi.

Solusi ketiga: Pada finishing lubang lancip, meskipun permukaan lingkaran luar yang telah selesai harus digunakan sebagai permukaan referensi finishing; tetapi karena kelonggaran pemesinan untuk penyelesaian permukaan lancip sudah kecil, gaya gerindanya tidak besar; pada saat yang sama, lancip Penyelesaian lubang berada pada tahap akhir pemesinan poros, dan memiliki sedikit efek pada keakuratan permukaan lingkaran luar. Selain urutan pemrosesan skema ini, permukaan melingkar luar dan lubang runcing dapat digunakan secara bergantian, yang secara bertahap dapat meningkatkan koaksial. Membelanjakan.

Melalui perbandingan ini, dapat dilihat bahwa urutan pemrosesan tempa poros seperti poros CA6140 lebih baik daripada opsi ketiga.

Melalui analisis dan perbandingan skema, dapat dilihat bahwa urutan pemrosesan berurutan dari setiap permukaan penempaan poros sebagian besar terkait dengan konversi datum pemosisian. Ketika datum kasar dan halus untuk pemrosesan bagian dipilih, urutan pemrosesan dapat ditentukan secara kasar. Karena permukaan datum pemosisian selalu diproses terlebih dahulu di awal setiap tahap, yaitu proses pertama harus menyiapkan datum pemosisian yang digunakan untuk proses selanjutnya. Misalnya, dalam proses spindel CA6140, permukaan ujung digiling dan lubang tengah dilubangi dari awal. Ini untuk mempersiapkan datum pemosisian untuk lingkaran luar putaran kasar dan putaran setengah jadi; lingkaran luar dari putaran semi-finishing mempersiapkan datum pemosisian untuk pemesinan lubang dalam; lingkaran luar putaran semi-finishing juga mempersiapkan datum pemosisian untuk pemesinan lubang lancip depan dan belakang. Sebaliknya, lubang lancip depan dan belakang dilengkapi dengan lubang atas setelah penyambungan lancip, dan datum pemosisian disiapkan untuk semi-finishing dan finishing berikutnya dari lingkaran luar; dan positioning datum untuk penggilingan akhir lubang lancip adalah jurnal yang telah digiling pada proses sebelumnya. permukaan.

Penempaan poros

5. Proses harus ditentukan sesuai dengan urutan pemrosesan, dan dua prinsip harus dikuasai:

1. Posisi bidang datum dalam proses harus diatur sebelum proses. Misalnya, pemrosesan lubang dalam diatur setelah putaran kasar pada permukaan luar untuk memiliki jurnal yang lebih akurat sebagai permukaan referensi pemosisian untuk memastikan ketebalan dinding yang seragam selama pemrosesan lubang dalam.

2. Pemrosesan setiap permukaan harus dipisahkan untuk kasar dan halus, pertama kasar dan kemudian halus, beberapa kali untuk secara bertahap meningkatkan akurasi dan kekasarannya. Finishing permukaan utama harus diatur di bagian akhir.

Untuk meningkatkan struktur logam dan kinerja pemrosesan, proses perlakuan panas, seperti anil, normalisasi, dll., umumnya harus diatur sebelum pemrosesan mekanis.

Untuk meningkatkan sifat mekanik tempa poros dan menghilangkan tekanan internal, proses perlakuan panas, seperti pendinginan dan temper, perawatan penuaan, dll., umumnya harus diatur setelah pemesinan kasar dan sebelum finishing.