Manufacturing method and heat treatment of shaft forgings

1. निर्माण विधि र शाफ्ट फोर्जिंग को गर्मी उपचार

(१) सामग्री

In single-piece small batch production, the rough shaft forgings often use hot-rolled bar stock.

ठूला व्यास भिन्नताहरू भएका चरणबद्ध शाफ्टहरूका लागि, सामग्रीहरू बचत गर्न र मेसिनको लागि श्रमको मात्रा कम गर्न, फोर्जिंगहरू प्रायः प्रयोग गरिन्छ। एउटै टुक्राको सानो ब्याचमा उत्पादित स्टेप्ड शाफ्टहरू सामान्यतया नि: शुल्क फोर्जिङ हुन्छन्, र डाइ फोर्जिङ ठूलो उत्पादनमा प्रयोग गरिन्छ।

(२) तातो उपचार

४५ स्टीलका लागि, क्वेन्चिङ र टेम्परिङ (२३५एचबीएस) पछि, स्थानीय उच्च-फ्रिक्वेन्सी क्वेन्चिङले स्थानीय कठोरतालाई HRC45～235 मा पुग्न सक्छ, र त्यसपछि उचित टेम्परिङ उपचार पछि, यसलाई आवश्यक कठोरतामा घटाउन सकिन्छ (उदाहरणका लागि, CA62 स्पिन्डल निर्दिष्ट गरिएको छ। HRC65 को रूपमा)।

9Mn2V, जुन लगभग 0.9% को कार्बन सामग्री भएको म्यांगनीज-भ्यानेडियम मिश्र धातु उपकरण स्टील हो, 45 स्टील भन्दा राम्रो कठोरता, मेकानिकल बल र कठोरता छ। उचित गर्मी उपचार पछि, यो उच्च परिशुद्धता मेसिन उपकरण स्पिन्डल को आयाम शुद्धता र स्थिरता आवश्यकताहरु को लागी उपयुक्त छ। उदाहरण को लागी, सार्वभौमिक बेलनाकार ग्राइन्डर M1432A हेडस्टक र ग्राइंडिंग व्हील स्पिन्डलले यो सामग्री प्रयोग गर्दछ।

38CrMoAl, यो एक मध्यम-कार्बन मिश्र धातु नाइट्राइड स्टील हो। किनभने नाइट्राइडिङ तापक्रम 540-550 ℃ सामान्य शमन तापमान भन्दा कम छ, विरूपण सानो छ र कठोरता पनि उच्च छ (HRC> 65, केन्द्र कठोरता HRC> 28) र उत्कृष्ट त्यसैले, हेडस्टक शाफ्ट र ग्राइंडिंग व्हील शाफ्ट। उच्च परिशुद्धता अर्ध-स्वचालित बेलनाकार ग्राइन्डर MBG1432 यस प्रकारको स्टीलबाट बनेको छ।

थप रूपमा, मध्यम परिशुद्धता र उच्च गतिको साथ शाफ्ट फोर्जिंगका लागि, मिश्र धातु संरचनात्मक स्टीलहरू जस्तै 40Cr प्रयोग गरिन्छ। quenching र tempering र उच्च आवृत्ति शमन पछि, इस्पात को यो प्रकार को उच्च व्यापक मेकानिकल गुण छ र उपयोग को आवश्यकताहरु लाई पूरा गर्न सक्छ। केही शाफ्टहरूले GCr15 र 66Mn जस्ता स्प्रिङ स्टिल जस्ता बल बेयरिङ स्टील पनि प्रयोग गर्छन्। शमन र tempering र सतह शमन पछि, यी स्टील्स अत्यधिक उच्च पहिरन प्रतिरोध र थकान प्रतिरोध छ। जब शाफ्ट भागहरू उच्च-गति र भारी-लोड अवस्थाहरूमा काम गर्न आवश्यक हुन्छ, कम कार्बन सुन युक्त स्टीलहरू जस्तै 18CrMnTi र 20Mn2B चयन गर्न सकिन्छ। यी स्टिलहरूमा उच्च सतह कठोरता, प्रभाव कठोरता र कार्बराइजिङ र शमन पछि कोर बल हुन्छ, तर तातो उपचारको कारणले हुने विकृति 38CrMoAl भन्दा ठूलो हुन्छ।

स्थानीय उच्च-फ्रिक्वेन्सी क्वेन्चिङ आवश्यक पर्ने स्पिन्डलहरूका लागि, अघिल्लो प्रक्रियामा (केही स्टिलहरू सामान्यीकृत गरिएका छन्) क्विन्चिङ र टेम्परिङ उपचारको व्यवस्था गरिनुपर्छ। जब खाली मार्जिन ठूलो हुन्छ (जस्तै फोर्जिंगहरू), कुनै नराम्रो टर्निङ पछि क्वेन्चिङ र टेम्परिङ राख्नु पर्छ। टर्निंग समाप्त गर्नु अघि, ताकि नराम्रो टर्निंगको कारणले गर्दा हुने आन्तरिक तनाव शमन र टेम्परिंगको समयमा हटाउन सकिन्छ; खाली मार्जिन सानो हुँदा (जस्तै बार स्टक), रफ टर्निङ (फोर्जिङको सेमी-फिनिसिङ टर्निङको बराबर) अघि क्भेन्चिङ र टेम्परिङ गर्न सकिन्छ। उच्च आवृत्ति शमन उपचार सामान्यतया अर्ध-फिनिशिङ मोड पछि राखिएको छ। स्पिन्डललाई स्थानीय रूपमा मात्र कडा बनाउनु पर्ने हुनाले, त्यहाँ सटीकताका लागि निश्चित आवश्यकताहरू छन् र थ्रेडिङ, किवे मिलिङ र अन्य प्रक्रियाहरू जस्ता कडा पार्ने भाग प्रशोधन नगर्ने, स्थानीय क्विन्चिङ र रफिङमा व्यवस्थित गरिन्छ। पीस पछि। उच्च परिशुद्धता स्पिन्डलहरूको लागि, स्थानीय शमन र नराम्रो पीस पछि कम-तापमान बुढ्यौली उपचार आवश्यक छ, ताकि स्पिन्डलको मेटालोग्राफिक संरचना र तनाव अवस्था स्थिर रहन्छ।

शाफ्ट फोर्जिंगहरू

दोस्रो, स्थिति मिति को छनोट

ठोस शाफ्ट फोर्जिंगहरूको लागि, राम्रो ड्याटम सतह केन्द्र प्वाल हो, जसले ड्याटम संयोग र मिति एकरूपतालाई सन्तुष्ट गर्दछ। CA6140A जस्ता खोक्रो स्पिन्डलहरूका लागि, केन्द्रको प्वालको अतिरिक्त, त्यहाँ जर्नलको बाहिरी सर्कल सतह हुन्छ र दुई वैकल्पिक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, एकअर्काको लागि डेटमको रूपमा सेवा गर्दै।

तीन, प्रशोधन चरणहरूको विभाजन

स्पिन्डल मेसिनिङ प्रक्रियामा प्रत्येक मेसिनिङ प्रक्रिया र तातो उपचार प्रक्रियाले मेसिनिङ त्रुटिहरू र विभिन्न डिग्रीहरूमा तनावहरू उत्पन्न गर्दछ, त्यसैले मेसिन चरणहरू विभाजित हुनुपर्छ। स्पिन्डल मेसिनिङलाई मूल रूपमा निम्न तीन चरणहरूमा विभाजन गरिएको छ।

(1) रफ मेसिनिंग चरण

1) खाली प्रशोधन। खाली तयारी, फोर्जिङ र सामान्यीकरण।

2) अतिरिक्त भाग हटाउन रफ मेसिनिंग आरा, अन्तिम अनुहार मिलिंग, केन्द्र प्वाल र फोहोर कार को बाहिरी घेरा ड्रिल, आदि।

(२) सेमी-फिनिशिङ चरण

1) सेमी-फिनिसिङ प्रशोधन अघि गर्मी उपचार सामान्यतया 45-220HBS प्राप्त गर्न 240 स्टीलको लागि प्रयोग गरिन्छ।

2) सेमी-फिनिसिङ टर्निङ प्रोसेस टेपर सतह (पोजिसनिङ टेपर होल) सेमी-फिनिसिङ टर्निङ बाहिरी सर्कल एन्ड फेस र गहिरो प्वाल ड्रिलिंग, आदि।

(3), अन्तिम चरण

1) Heat treatment and local high frequency quenching before finishing.

2) सबै प्रकारका पोजिसनिङ कोनको रफ ग्राइन्डिङ, बाहिरी सर्कलको रफ ग्राइन्डिङ, किवे र स्प्लाइन ग्रूभ मिलिङ गर्ने, र फिनिसिङ अघि थ्रेडिङ।

3) स्पिन्डलको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण सतहको शुद्धता सुनिश्चित गर्न बाहिरी सर्कल र भित्री र बाहिरी कोन सतहहरू समाप्त र पीस गर्दै।

शाफ्ट फोर्जिंगहरू

चौथो, प्रशोधन अनुक्रमको व्यवस्था र प्रक्रियाको निर्धारण

खोक्रो र भित्री कोन विशेषताहरु संग शाफ्ट फोर्जिंग को लागी, समर्थन जर्नलहरु, सामान्य जर्नलहरु र भित्री कोनहरु को रूप मा मुख्य सतहहरु को प्रक्रिया को क्रम को विचार गर्दा, निम्न अनुसार धेरै विकल्पहरु छन्।

① बाहिरी सतहको रफ मेसिनिङ → गहिरो प्वालहरू ड्रिल गर्ने → बाहिरी सतहको फिनिसिङ → टेपर होलको रफिंग → टेपर होलको फिनिसिङ;

② बाहिरी सतह रफिंग→ड्रिलिंग गहिरो प्वाल→ टेपर होल रफिंग→ टेपर होल फिनिशिंग→ बाहिरी सतह परिष्करण;

③ बाहिरी सतह रफिंग→ड्रिलिंग गहिरो प्वाल→ टेपर होल रफिंग→ बाहिरी सतह परिष्करण→ टेपर प्वाल परिष्करण।

CA6140 खराद स्पिन्डलको प्रशोधन अनुक्रमको लागि, यसलाई यसरी विश्लेषण र तुलना गर्न सकिन्छ:

पहिलो योजना: ट्यापर्ड प्वालको नराम्रो मेसिनिङको क्रममा, बाहिरी सर्कल सतहको शुद्धता र नरमपन क्षतिग्रस्त हुनेछ किनभने मेसिन समाप्त भएको एक्ससर्कल सतहलाई राम्रो सन्दर्भ सतहको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले यो योजना उपयुक्त छैन।

दोस्रो समाधान: बाहिरी सतह समाप्त गर्दा, टेपर प्लग पुन: सम्मिलित गर्नुपर्छ, जसले टेपर प्वालको शुद्धतालाई नष्ट गर्नेछ। थप रूपमा, टेपर प्वाललाई प्रशोधन गर्दा अनिवार्य रूपमा मेसिनिंग त्रुटिहरू हुनेछन् (टेपर प्वालको ग्राइन्डिंग अवस्थाहरू बाहिरी ग्राइन्ड अवस्थाहरू भन्दा खराब हुन्छन्, र टेपर प्लगको त्रुटिले बाहिरी गोलाकार सतह र भित्री बीचको भिन्नता निम्त्याउँछ। कोन सतह। शाफ्ट, त्यसैले यो योजना अपनाउनु हुँदैन।

तेस्रो समाधान: टेपर प्वालको परिष्करणमा, यद्यपि समाप्त भएको बाहिरी सर्कलको सतहलाई परिष्करण सन्दर्भ सतहको रूपमा प्रयोग गरिनुपर्छ; तर टेपर सतहको परिष्करणको मेसिनिङ भत्ता पहिले नै सानो छ, पीस बल ठूलो छैन; एकै समयमा, टेपर प्वालको परिष्करण शाफ्ट मेसिनिंगको अन्तिम चरणमा छ, र बाहिरी गोलाकार सतहको शुद्धतामा थोरै प्रभाव पार्छ। यस योजनाको प्रशोधन अनुक्रमको अतिरिक्त, बाहिरी गोलाकार सतह र टेपर्ड प्वाल वैकल्पिक रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसले बिस्तारै समाक्षीयता सुधार गर्न सक्छ। खर्च गर्नुहोस्।

यस तुलनाको माध्यमबाट, यो देख्न सकिन्छ कि CA6140 स्पिन्डल जस्ता शाफ्ट फोर्जिंगहरूको प्रशोधन अनुक्रम तेस्रो विकल्प भन्दा राम्रो छ।

योजनाहरूको विश्लेषण र तुलनाको माध्यमबाट, यो देख्न सकिन्छ कि शाफ्ट फोर्जिंगको प्रत्येक सतहको अनुक्रमिक प्रशोधन क्रम धेरै हदसम्म पोजिशनिङ ड्याटमको रूपान्तरणसँग सम्बन्धित छ। जब भाग प्रशोधनका लागि नराम्रो र फाइन डेटमहरू चयन गरिन्छ, प्रशोधन अनुक्रम लगभग निर्धारण गर्न सकिन्छ। किनभने पोजिसनिङ ड्याटम सतह सधैं प्रत्येक चरणको सुरुमा पहिले प्रशोधन गरिन्छ, अर्थात्, पहिलो प्रक्रियाले पछिको प्रक्रियाको लागि प्रयोग गरिएको पोजिसनिङ ड्याटम तयार गर्नुपर्छ। उदाहरणका लागि, CA6140 स्पिन्डलको प्रक्रियामा, अन्तिम अनुहार मिलाइन्छ र केन्द्रको प्वाललाई सुरुबाट मुक्का गरिन्छ। यो कुनै नराम्रो टर्निङ र सेमी-फिनिसिङ टर्निङको बाहिरी सर्कलको लागि स्थिति निर्धारण मिति तयार गर्न हो; सेमी-फिनिसिङ टर्निङको बाहिरी सर्कलले गहिरो प्वाल मेसिनिङका लागि पोजिसनिङ ड्याटम तयार गर्छ; सेमी-फिनिसिङ टर्निङको बाहिरी सर्कलले अगाडि र पछाडिको टेपर होल मेसिनिङका लागि पोजिसनिङ ड्याटम पनि तयार गर्छ। यसको विपरित, अगाडि र पछाडिको टेपर प्वालहरू टेपर प्लगिङ पछि शीर्ष प्वालसँग सुसज्जित छन्, र बाहिरी सर्कलको पछिल्ला सेमी-फिनिसिङ र परिष्करणको लागि पोजिशनिङ ड्याटम तयार गरिएको छ; र टेपर प्वालको अन्तिम ग्राइन्डिङको लागि पोजिसनिङ डेटम अघिल्लो प्रक्रियामा ग्राउन्ड गरिएको जर्नल हो। सतह।

शाफ्ट फोर्जिंगहरू

5. प्रक्रिया प्रक्रिया अनुक्रम अनुसार निर्धारण गरिनु पर्छ, र दुई सिद्धान्तहरू महारत हुनुपर्छ:

1. प्रक्रियामा स्थिति निर्धारण मिति प्लेन प्रक्रिया अघि व्यवस्थित गरिनु पर्छ। उदाहरण को लागी, गहिरो प्वाल प्रशोधन गहिरो प्वाल प्रशोधन को समयमा एक समान पर्खाल मोटाई सुनिश्चित गर्न स्थिति सन्दर्भ सतह को रूप मा अधिक सटीक जर्नल पाउन को लागी बाहिरी सतह मा नराम्रो मोड पछि व्यवस्थित गरिन्छ।

2. प्रत्येक सतहको प्रशोधनलाई क्रमशः यसको शुद्धता र नरमता सुधार गर्नको लागि नराम्रो र राम्रो, पहिले नराम्रो र त्यसपछि राम्रो, धेरै पटक अलग गरिनुपर्छ। मुख्य सतह को परिष्करण अन्त मा व्यवस्थित गरिनु पर्छ।

धातु संरचना र प्रशोधन प्रदर्शन सुधार गर्न को लागी, गर्मी उपचार प्रक्रिया, जस्तै annealing, सामान्यीकरण, आदि, सामान्यतया मेकानिकल प्रशोधन अघि व्यवस्थित गरिनु पर्छ।

शाफ्ट फोर्जिंगको मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न र आन्तरिक तनाव हटाउनको लागि, तातो उपचार प्रक्रिया, जस्तै किन्चिङ र टेम्परिङ, एजिङ ट्रीटमेन्ट, इत्यादि, सामान्यतया रफ मेसिनिङ पछि र समाप्त हुनु अघि व्यवस्थित गरिनु पर्छ।