शाफ्ट फोर्जिंगची उत्पादन पद्धत आणि उष्णता उपचार

1. शाफ्ट फोर्जिंगची उत्पादन पद्धत आणि उष्णता उपचार

(२) साहित्य

सिंगल-पीस स्मॉल बॅचच्या उत्पादनामध्ये, रफ शाफ्ट फोर्जिंग्स अनेकदा हॉट-रोल्ड बार स्टॉक वापरतात.

मोठ्या व्यासाच्या फरकांसह स्टेप केलेल्या शाफ्टसाठी, सामग्रीची बचत करण्यासाठी आणि मशीनिंगसाठी श्रमांचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, फोर्जिंग्ज बहुतेकदा वापरली जातात. एकाच तुकड्याच्या लहान बॅचमध्ये उत्पादित केलेले स्टेप्ड शाफ्ट सामान्यत: विनामूल्य फोर्जिंग असतात आणि डाय फोर्जिंग मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात वापरले जाते.

(2) उष्णता उपचार

45 स्टीलसाठी, क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग (235HBS) नंतर, स्थानिक उच्च-फ्रिक्वेंसी क्वेंचिंगमुळे स्थानिक कडकपणा HRC62～65 पर्यंत पोहोचू शकतो आणि नंतर योग्य टेम्परिंग उपचारानंतर, ते आवश्यक कडकपणापर्यंत कमी केले जाऊ शकते (उदाहरणार्थ, CA6140 स्पिंडल निर्दिष्ट केले आहे. HRC52 म्हणून).

9Mn2V, जे सुमारे 0.9% कार्बन सामग्री असलेले मॅंगनीज-व्हॅनेडियम मिश्र धातु साधन स्टील आहे, 45 स्टीलपेक्षा अधिक कठोरता, यांत्रिक शक्ती आणि कडकपणा आहे. योग्य उष्णता उपचारानंतर, ते उच्च-परिशुद्धता मशीन टूल स्पिंडलच्या आयामी अचूकता आणि स्थिरता आवश्यकतांसाठी योग्य आहे. उदाहरणार्थ, सार्वत्रिक दंडगोलाकार ग्राइंडर M1432A हेडस्टॉक आणि ग्राइंडिंग व्हील स्पिंडल ही सामग्री वापरतात.

38CrMoAl, हे मध्यम-कार्बन मिश्र धातुचे नायट्राइड स्टील आहे. नायट्राइडिंग तापमान सामान्य शमन तापमानापेक्षा 540-550℃ कमी असल्यामुळे, विकृती लहान असते आणि कडकपणा देखील जास्त असतो (HRC>65, मध्यभागी कडकपणा HRC>28) आणि उत्कृष्ट म्हणून, हेडस्टॉक शाफ्ट आणि ग्राइंडिंग व्हील शाफ्ट उच्च-परिशुद्धता अर्ध-स्वयंचलित दंडगोलाकार ग्राइंडर MBG1432 या प्रकारच्या स्टीलचे बनलेले आहेत.

याशिवाय, शाफ्ट फोर्जिंगसाठी मध्यम सुस्पष्टता आणि उच्च गतीसह, 40Cr सारख्या मिश्र धातुच्या स्ट्रक्चरल स्टील्सचा वापर केला जातो. शमन आणि टेम्परिंग आणि उच्च-वारंवारता शमन केल्यानंतर, या प्रकारच्या स्टीलमध्ये उच्च व्यापक यांत्रिक गुणधर्म आहेत आणि ते वापराच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकतात. काही शाफ्टमध्ये बॉल बेअरिंग स्टील जसे की GCr15 आणि स्प्रिंग स्टील जसे की 66Mn देखील वापरतात. शमन आणि टेम्परिंग आणि पृष्ठभाग शमन केल्यानंतर, या स्टील्समध्ये अत्यंत उच्च पोशाख प्रतिरोध आणि थकवा प्रतिरोध असतो. जेव्हा शाफ्टच्या भागांना हाय-स्पीड आणि हेवी-लोड परिस्थितीत काम करणे आवश्यक असते, तेव्हा 18CrMnTi आणि 20Mn2B सारख्या कमी-कार्बन गोल्ड-युक्त स्टील्स निवडल्या जाऊ शकतात. या स्टील्समध्ये कार्ब्युराइजिंग आणि क्वेंचिंगनंतर पृष्ठभागाची कडकपणा, प्रभाव कडकपणा आणि मुख्य ताकद असते, परंतु उष्णता उपचारांमुळे होणारे विकृती 38CrMoAl पेक्षा जास्त असते.

स्थानिक उच्च-फ्रिक्वेंसी क्वेंचिंग आवश्यक असलेल्या स्पिंडल्ससाठी, मागील प्रक्रियेमध्ये (काही स्टील्स सामान्यीकृत केल्या जातात) क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग उपचारांची व्यवस्था केली पाहिजे. जेव्हा रिक्त मार्जिन मोठा असतो (जसे की फोर्जिंग), तेव्हा खडबडीत वळण घेतल्यानंतर शमन आणि टेम्परिंग ठेवले पाहिजे. टर्निंग पूर्ण करण्यापूर्वी, जेणेकरून खडबडीत वळणामुळे निर्माण होणारा अंतर्गत ताण शमन आणि टेम्परिंग दरम्यान काढून टाकता येईल; रिक्त मार्जिन लहान असताना (जसे की बार स्टॉक), रफ टर्निंग (फोर्जिंग्सच्या सेमी-फिनिशिंग टर्निंगच्या समतुल्य) आधी शमन आणि टेम्परिंग केले जाऊ शकते. उच्च-फ्रिक्वेंसी शमन उपचार सामान्यतः अर्ध-फिनिशिंग टर्निंग नंतर ठेवले जाते. स्पिंडलला फक्त स्थानिक पातळीवर कठोर करणे आवश्यक असल्याने, अचूकतेसाठी काही आवश्यकता आहेत आणि थ्रेडिंग, की-वे मिलिंग आणि इतर प्रक्रियांसारख्या कठोर भाग प्रक्रियेची व्यवस्था स्थानिक शमन आणि रफिंगमध्ये केली जाते. दळल्यानंतर. उच्च-सुस्पष्टता स्पिंडलसाठी, स्थानिक शमन आणि खडबडीत पीसल्यानंतर कमी-तापमान वृद्धत्व उपचार आवश्यक आहे, जेणेकरून स्पिंडलची धातूशास्त्रीय रचना आणि तणाव स्थिती स्थिर राहते.

शाफ्ट फोर्जिंग्ज

दुसरे, पोझिशनिंग डेटामची निवड

सॉलिड शाफ्ट फोर्जिंगसाठी, बारीक डेटाम पृष्ठभाग हे मध्यभागी छिद्र असते, जे डेटा योगायोग आणि डेटा एकसमानतेचे समाधान करते. CA6140A सारख्या पोकळ स्पिंडलसाठी, मध्यभागी छिद्राव्यतिरिक्त, जर्नलची बाह्य वर्तुळाची पृष्ठभाग असते आणि दोन्ही एकमेकांसाठी डेटाम म्हणून काम करत आळीपाळीने वापरतात.

तीन, प्रक्रियेच्या टप्प्यांचे विभाजन

स्पिंडल मशीनिंग प्रक्रियेतील प्रत्येक मशीनिंग प्रक्रिया आणि उष्णता उपचार प्रक्रिया मशीनिंग त्रुटी आणि वेगवेगळ्या प्रमाणात ताण निर्माण करेल, म्हणून मशीनिंग टप्प्यांचे विभाजन करणे आवश्यक आहे. स्पिंडल मशीनिंगची मुळात खालील तीन टप्प्यात विभागणी केली जाते.

(1) रफ मशीनिंग स्टेज

1) रिक्त प्रक्रिया. रिक्त तयारी, फोर्जिंग आणि सामान्यीकरण.

२) खडबडीत मशिनिंग सॉने जास्तीचा भाग काढून टाकणे, शेवटचा भाग दळणे, मध्यभागी छिद्र आणि कचरा गाडीचे बाह्य वर्तुळ ड्रिलिंग करणे इ.

(२) अर्धवट अवस्था

1) अर्ध-फिनिशिंग प्रक्रियेपूर्वी उष्णता उपचार सामान्यतः 45-220HBS प्राप्त करण्यासाठी 240 स्टीलसाठी वापरले जाते.

2) सेमी-फिनिशिंग टर्निंग प्रक्रिया टेपर पृष्ठभाग (पोझिशनिंग टेपर होल) सेमी-फिनिशिंग टर्निंग बाह्य वर्तुळाचा शेवटचा चेहरा आणि खोल छिद्र ड्रिलिंग इ.

(३), शेवटचा टप्पा

1) पूर्ण होण्यापूर्वी उष्णता उपचार आणि स्थानिक उच्च वारंवारता शमन.

2) पोझिशनिंग कोनचे सर्व प्रकारचे रफ ग्राइंडिंग, बाह्य वर्तुळाचे रफ ग्राइंडिंग, की-वे आणि स्प्लाइन ग्रूव्हचे मिलिंग आणि पूर्ण होण्यापूर्वी थ्रेडिंग.

3) स्पिंडलच्या सर्वात महत्वाच्या पृष्ठभागाची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी बाह्य वर्तुळ आणि आतील आणि बाहेरील शंकू पृष्ठभाग पूर्ण करणे आणि पीसणे.

शाफ्ट फोर्जिंग्ज

चौथे, प्रक्रियेच्या क्रमाची व्यवस्था आणि प्रक्रियेचे निर्धारण

पोकळ आणि आतील शंकूच्या वैशिष्ट्यांसह शाफ्ट फोर्जिंगसाठी, मुख्य पृष्ठभागांच्या प्रक्रियेचा क्रम जसे की सपोर्टिंग जर्नल्स, सामान्य जर्नल्स आणि आतील शंकू यांचा विचार करताना, खालीलप्रमाणे अनेक पर्याय आहेत.

①बाह्य पृष्ठभागाची खडबडीत मशीनिंग→खोल छिद्रे खोदणे→बाहेरील पृष्ठभागाचे फिनिशिंग→टेपर होलचे खडबडीत करणे→टेपर होलचे फिनिशिंग;

②बाह्य पृष्ठभाग रफिंग→ड्रिलिंग डीप होल→टेपर होल रफिंग→टेपर होल फिनिशिंग→बाह्य पृष्ठभाग फिनिशिंग;

③बाह्य पृष्ठभाग रफिंग→ड्रिलिंग डीप होल→टेपर होल रफिंग→बाह्य पृष्ठभाग फिनिशिंग→टेपर होल फिनिशिंग.

CA6140 लेथ स्पिंडलच्या प्रक्रियेच्या क्रमासाठी, त्याचे विश्लेषण आणि तुलना याप्रमाणे केली जाऊ शकते:

पहिली योजना: टॅपर्ड होलच्या खडबडीत मशीनिंग दरम्यान, बाह्य वर्तुळाच्या पृष्ठभागाची सुस्पष्टता आणि खडबडीतपणा खराब होईल कारण मशिन पूर्ण केलेले एक्ससर्कल पृष्ठभाग बारीक संदर्भ पृष्ठभाग म्हणून वापरले जाते, त्यामुळे ही योजना योग्य नाही.

दुसरा उपाय: बाह्य पृष्ठभाग पूर्ण करताना, टेपर प्लग पुन्हा घातला पाहिजे, ज्यामुळे टेपर होलची अचूकता नष्ट होईल. या व्यतिरिक्त, टेपर होलवर प्रक्रिया करताना मशीनिंगमध्ये अपरिहार्यपणे त्रुटी असतील (टेपर होलच्या ग्राइंडिंगची परिस्थिती बाह्य ग्राइंडिंग परिस्थितीपेक्षा वाईट असते आणि टेपर प्लगच्या त्रुटीमुळेच बाह्य गोलाकार पृष्ठभाग आणि आतील भागामध्ये फरक होतो. शंकू पृष्ठभाग. शाफ्ट, म्हणून ही योजना स्वीकारू नये.

तिसरा उपाय: टेपर होलच्या फिनिशिंगमध्ये, जरी पूर्ण झालेल्या बाह्य वर्तुळाचा पृष्ठभाग अंतिम संदर्भ पृष्ठभाग म्हणून वापरला जाणे आवश्यक आहे; परंतु टेपर पृष्ठभागाच्या फिनिशिंगसाठी मशीनिंग भत्ता आधीच लहान असल्यामुळे, ग्राइंडिंग फोर्स मोठा नाही; त्याच वेळी, टेपर छिद्र पूर्ण करणे शाफ्ट मशीनिंगच्या अंतिम टप्प्यात आहे, आणि बाह्य गोलाकार पृष्ठभागाच्या अचूकतेवर त्याचा फारसा प्रभाव पडत नाही. या योजनेच्या प्रक्रियेच्या क्रमाव्यतिरिक्त, बाह्य गोलाकार पृष्ठभाग आणि टेपर्ड होल वैकल्पिकरित्या वापरले जाऊ शकतात, ज्यामुळे हळूहळू समाक्षीयता सुधारू शकते. खर्च करा.

या तुलनेद्वारे, हे पाहिले जाऊ शकते की CA6140 स्पिंडल सारख्या शाफ्ट फोर्जिंगचा प्रक्रिया क्रम तिसऱ्या पर्यायापेक्षा चांगला आहे.

योजनांचे विश्लेषण आणि तुलना करून, हे पाहिले जाऊ शकते की शाफ्ट फोर्जिंगच्या प्रत्येक पृष्ठभागाचा अनुक्रमिक प्रक्रिया क्रम मुख्यत्वे पोझिशनिंग डेटामच्या रूपांतरणाशी संबंधित आहे. जेव्हा भाग प्रक्रियेसाठी खडबडीत आणि बारीक माहिती निवडली जाते, तेव्हा प्रक्रियेचा क्रम साधारणपणे निर्धारित केला जाऊ शकतो. कारण प्रत्येक टप्प्याच्या सुरुवातीला पोझिशनिंग डेटाम पृष्ठभागावर नेहमीच प्रक्रिया केली जाते, म्हणजेच, पहिल्या प्रक्रियेने त्यानंतरच्या प्रक्रियेसाठी वापरलेली पोझिशनिंग डेटाम तयार करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, CA6140 स्पिंडलच्या प्रक्रियेत, शेवटचा चेहरा मिल्ड केला जातो आणि मध्यभागी छिद्र सुरुवातीपासून छिद्र केले जाते. हे रफ टर्निंग आणि सेमी-फिनिशिंग टर्निंगच्या बाह्य वर्तुळासाठी पोझिशनिंग डेटाम तयार करण्यासाठी आहे; अर्ध-फिनिशिंग टर्निंगचे बाह्य वर्तुळ खोल छिद्र मशीनिंगसाठी पोझिशनिंग डेटाम तयार करते; अर्ध-फिनिशिंग टर्निंगचे बाह्य वर्तुळ पुढील आणि मागील टेपर होल मशीनिंगसाठी पोझिशनिंग डेटम देखील तयार करते. याउलट, टेपर प्लगिंगनंतर पुढील आणि मागील टेपर होल वरच्या छिद्राने सुसज्ज आहेत आणि बाह्य वर्तुळाच्या त्यानंतरच्या अर्ध-फिनिशिंग आणि फिनिशिंगसाठी पोझिशनिंग डेटाम तयार केला जातो; आणि टेपर होलच्या अंतिम ग्राइंडिंगसाठी पोझिशनिंग डेटम हे जर्नल आहे जे मागील प्रक्रियेत ग्राउंड केले गेले आहे. पृष्ठभाग

शाफ्ट फोर्जिंग्ज

5. प्रक्रिया प्रक्रियेच्या क्रमानुसार निर्धारित केली जावी, आणि दोन तत्त्वांवर प्रभुत्व मिळवले पाहिजे:

1. प्रक्रियेच्या आधी पोझिशनिंग डेटम प्लेनची व्यवस्था केली पाहिजे. उदाहरणार्थ, खोल छिद्र प्रक्रियेदरम्यान एकसमान भिंतीची जाडी सुनिश्चित करण्यासाठी पोझिशनिंग संदर्भ पृष्ठभाग म्हणून अधिक अचूक जर्नल मिळण्यासाठी बाह्य पृष्ठभागावर खडबडीत फिरल्यानंतर खोल छिद्र प्रक्रियेची व्यवस्था केली जाते.

2. प्रत्येक पृष्ठभागाची प्रक्रिया खडबडीत आणि बारीक, प्रथम खडबडीत आणि नंतर बारीक, हळूहळू अचूकता आणि खडबडीतपणा सुधारण्यासाठी अनेक वेळा वेगळी केली पाहिजे. मुख्य पृष्ठभागाच्या फिनिशिंगची व्यवस्था शेवटी केली पाहिजे.

मेटल स्ट्रक्चर आणि प्रक्रिया कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी, उष्णता उपचार प्रक्रिया, जसे की एनीलिंग, सामान्यीकरण इत्यादी, सामान्यत: यांत्रिक प्रक्रिया करण्यापूर्वी व्यवस्था केली पाहिजे.

शाफ्ट फोर्जिंग्जचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारण्यासाठी आणि अंतर्गत ताण दूर करण्यासाठी, उष्णता उपचार प्रक्रिया, जसे की शमन आणि टेम्परिंग, वृद्धत्व उपचार इत्यादी, सामान्यतः खडबडीत मशीनिंगनंतर आणि पूर्ण होण्यापूर्वी व्यवस्था केली पाहिजे.