Metodo di produzione e trattamento termico dei pezzi fucinati per alberi

1. Metodo di produzione e trattamento termico dei pezzi fucinati per alberi

(1) Materiale

Nella produzione di piccoli lotti in un unico pezzo, i pezzi fucinati per alberi grezzi spesso utilizzano barre laminate a caldo.

Per gli alberi a gradini con grandi differenze di diametro, al fine di risparmiare materiali e ridurre la quantità di manodopera per la lavorazione, vengono spesso utilizzati i pezzi fucinati. Gli alberi a gradini prodotti in piccoli lotti di un unico pezzo sono generalmente forgiati gratuitamente e la forgiatura viene utilizzata nella produzione di massa.

(2) Trattamento termico

Per l’acciaio 45, dopo la tempra e rinvenimento (235HBS), la tempra locale ad alta frequenza può far sì che la durezza locale raggiunga HRC62~65 e quindi, dopo un adeguato trattamento di rinvenimento, può essere ridotta alla durezza richiesta (ad esempio, è specificato il mandrino CA6140 come HRC52) .

9Mn2V, che è un acciaio per utensili in lega di manganese-vanadio con un contenuto di carbonio di circa lo 0.9%, ha una migliore temprabilità, resistenza meccanica e durezza rispetto all’acciaio 45. Dopo un adeguato trattamento termico, è adatto per i requisiti di stabilità e precisione dimensionale dei mandrini di macchine utensili ad alta precisione. Ad esempio, la paletta della smerigliatrice cilindrica universale M1432A e il mandrino della mola utilizzano questo materiale.

38CrMoAl, è un acciaio nitrurato legato a medio carbonio. Poiché la temperatura di nitrurazione è 540-550 ℃ inferiore alla temperatura di tempra generale, la deformazione è minore e anche la durezza è elevata (HRC>65, durezza centrale HRC>28) ed eccellente Pertanto, l’albero della paletta e l’albero della mola del le smerigliatrici cilindriche semiautomatiche ad alta precisione MBG1432 sono realizzate con questo tipo di acciaio.

Inoltre, per la forgiatura di alberi di media precisione e alta velocità, vengono utilizzati principalmente acciai strutturali legati come il 40Cr. Dopo tempra e rinvenimento e tempra ad alta frequenza, questo tipo di acciaio ha elevate proprietà meccaniche complete e può soddisfare i requisiti di utilizzo. Alcuni alberi utilizzano anche acciaio per cuscinetti a sfere come GCr15 e acciaio per molle come 66Mn. Dopo la tempra e il rinvenimento e la tempra superficiale, questi acciai hanno una resistenza all’usura e alla fatica estremamente elevata. Quando è necessario che le parti dell’albero funzionino in condizioni di alta velocità e carichi pesanti, è possibile selezionare acciai a basso tenore di carbonio contenenti oro come 18CrMnTi e 20Mn2B. Questi acciai hanno un’elevata durezza superficiale, tenacità all’impatto e resistenza del nucleo dopo la cementazione e la tempra, ma la deformazione causata dal trattamento termico è maggiore di quella del 38CrMoAl.

Per i mandrini che richiedono tempra locale ad alta frequenza, il trattamento di tempra e rinvenimento deve essere disposto nel processo precedente (alcuni acciai sono normalizzati). Quando il margine grezzo è ampio (come i pezzi fucinati), la tempra e il rinvenimento devono essere posizionati dopo la sgrossatura. Prima della finitura della tornitura, in modo da eliminare le sollecitazioni interne dovute alla sgrossatura durante la tempra e il rinvenimento; quando il margine del grezzo è piccolo (come il grezzo da barra), è possibile eseguire la tempra e il rinvenimento prima della sgrossatura (equivalente alla tornitura di semifinitura di pezzi fucinati). Il trattamento di tempra ad alta frequenza viene generalmente effettuato dopo la tornitura di semifinitura. Poiché il mandrino deve essere temprato solo localmente, ci sono determinati requisiti per la precisione e nessuna lavorazione di parti temprate, come filettatura, fresatura di sedi per chiavette e altri processi, è organizzata in tempra e sgrossatura locali. Dopo la macinazione. Per i mandrini ad alta precisione, è necessario un trattamento di invecchiamento a bassa temperatura dopo la tempra locale e la sgrossatura, in modo che la struttura metallografica e lo stato di sollecitazione del mandrino rimangano stabili.

Forgiati per alberi

In secondo luogo, la scelta del dato di posizionamento

Per i pezzi fucinati ad albero pieno, la superficie di riferimento fine è il foro centrale, che soddisfa la coincidenza e l’uniformità di riferimento. Per i mandrini cavi come CA6140A, oltre al foro centrale, è presente una superficie circolare esterna del perno e i due vengono utilizzati alternativamente, fungendo da riferimento l’uno per l’altro.

Tre, la divisione delle fasi di lavorazione

Ogni processo di lavorazione e processo di trattamento termico nel processo di lavorazione del mandrino produrrà errori di lavorazione e sollecitazioni a vari livelli, quindi le fasi di lavorazione devono essere suddivise. La lavorazione del mandrino è fondamentalmente suddivisa nelle tre fasi seguenti.

(1) Fase di sgrossatura

1) Elaborazione in bianco. Preparazione, forgiatura e normalizzazione del grezzo.

2) Sega per sgrossatura per rimuovere la parte in eccesso, fresare la superficie frontale, praticare il foro centrale e il cerchio esterno del carro dei rifiuti, ecc.

(2) Fase di semifinitura

1) Il trattamento termico prima della lavorazione di semifinitura viene generalmente utilizzato per l’acciaio 45 per ottenere 220-240 HBS.

2) Processo di tornitura di semifinitura superficie conica (posizionamento del foro conico) superficie di estremità del cerchio esterno di tornitura di semifinitura e foratura profonda, ecc.

(3), fase finale

1) Trattamento termico e tempra locale ad alta frequenza prima della finitura.

2) Tutti i tipi di sgrossatura del cono di posizionamento, sgrossatura del cerchio esterno, fresatura di scanalature per chiavette e scanalature e filettatura prima della finitura.

3) Finitura e rettifica del cerchio esterno e delle superfici del cono interno ed esterno per garantire la precisione della superficie più importante del mandrino.

Forgiati per alberi

In quarto luogo, la disposizione della sequenza di elaborazione e la determinazione del processo

Per i pezzi fucinati per alberi con caratteristiche di cavo e cono interno, quando si considera la sequenza di lavorazione delle superfici principali come perni di supporto, perni generali e coni interni, ci sono diverse opzioni come segue.

①Sgrossatura della superficie esterna→perforazione di fori profondi→finitura della superficie esterna→sgrossatura del foro conico→finitura del foro conico;

②Sgrossatura della superficie esterna→perforazione di fori profondi→sgrossatura di fori conici→finitura di fori conici→finitura di superfici esterne;

③Sgrossatura della superficie esterna→perforazione di fori profondi→sgrossatura di fori conici→finitura della superficie esterna→finitura di fori conici.

Per la sequenza di lavorazione del mandrino del tornio CA6140, può essere analizzato e confrontato in questo modo:

Il primo schema: durante la sgrossatura del foro conico, la precisione e la rugosità della superficie del cerchio esterno verranno danneggiate poiché la superficie circolare che è stata rifinita viene utilizzata come superficie di riferimento fine, quindi questo schema non è adatto.

La seconda soluzione: quando si rifinisce la superficie esterna, è necessario inserire nuovamente il tappo conico, il che distruggerà la precisione del foro conico. Inoltre, ci saranno inevitabilmente errori di lavorazione durante la lavorazione del foro conico (le condizioni di rettifica del foro conico sono peggiori delle condizioni di rettifica esterna e l’errore del tappo conico stesso causerà la differenza tra la superficie circolare esterna e quella interna superficie del cono Albero, quindi questo schema non dovrebbe essere adottato.

La terza soluzione: nella finitura del foro conico, anche se la superficie del cerchio esterno che è stata rifinita deve essere utilizzata come superficie di riferimento della finitura; ma poiché il sovrametallo di lavorazione della finitura della superficie conica è già piccolo, la forza di rettifica non è grande; allo stesso tempo, il cono La finitura del foro è nella fase finale della lavorazione dell’albero, e ha scarso effetto sulla precisione della superficie circolare esterna. Oltre alla sequenza di lavorazione di questo schema, è possibile utilizzare alternativamente la superficie circolare esterna e il foro conico, il che può migliorare gradualmente la coassialità. Trascorrere.

Attraverso questo confronto, si può vedere che la sequenza di lavorazione dei pezzi fucinati per alberi come il mandrino CA6140 è migliore della terza opzione.

Attraverso l’analisi e il confronto degli schemi, si può notare che l’ordine di elaborazione sequenziale di ciascuna superficie della fucinatura dell’albero è in gran parte correlato alla conversione del dato di posizionamento. Quando si selezionano le origini grezzo e fine per la lavorazione del pezzo, è possibile determinare approssimativamente la sequenza di lavorazione. Poiché la superficie dell’origine di posizionamento viene sempre elaborata per prima all’inizio di ogni fase, ovvero la prima elaborazione deve preparare l’origine di posizionamento utilizzata per la successiva. Ad esempio, nel processo del mandrino CA6140, la superficie frontale viene fresata e il foro centrale viene punzonato dall’inizio. Questo serve per preparare l’origine di posizionamento per il cerchio esterno della tornitura di sgrossatura e semifinitura; il cerchio esterno della tornitura di semifinitura prepara il dato di posizionamento per la lavorazione di fori profondi; il cerchio esterno della tornitura di semifinitura prepara anche il dato di posizionamento per la lavorazione del foro conico anteriore e posteriore. Al contrario, i fori conici anteriori e posteriori sono dotati del foro superiore dopo l’otturazione del cono, e si predispone il dato di posizionamento per la successiva semifinitura e finitura del cerchio esterno; e il dato di posizionamento per la rettifica finale del foro conico è il perno che è stato rettificato nel processo precedente. superficie.

Forgiati per alberi

5. Il processo dovrebbe essere determinato in base alla sequenza di elaborazione e dovrebbero essere padroneggiati due principi:

1. Il piano di riferimento di posizionamento nel processo deve essere disposto prima del processo. Ad esempio, l’elaborazione di fori profondi è organizzata dopo la sgrossatura sulla superficie esterna in modo da avere un perno più accurato come superficie di riferimento di posizionamento per garantire uno spessore uniforme della parete durante l’elaborazione di fori profondi.

2. La lavorazione di ciascuna superficie deve essere separata per ruvida e fine, prima ruvida e poi fine, più volte per migliorarne gradualmente la precisione e la rugosità. La finitura della superficie principale dovrebbe essere disposta alla fine.

Al fine di migliorare la struttura metallica e le prestazioni di lavorazione, il processo di trattamento termico, come la ricottura, la normalizzazione, ecc., dovrebbe generalmente essere organizzato prima della lavorazione meccanica.

Al fine di migliorare le proprietà meccaniche degli alberi forgiati ed eliminare le sollecitazioni interne, il processo di trattamento termico, come tempra e rinvenimento, trattamento di invecchiamento, ecc., dovrebbe generalmente essere organizzato dopo la sgrossatura e prima della finitura.