د تولید میتود او د شافټ فورګینګ تودوخې درملنه

1. Manufacturing method and heat treatment of shaft forgings

(۲) مواد

په واحد ټوټه کوچني بیچ تولید کې، د شافټ فورجینګ اکثرا د ګرم رول شوي بار سټاک کاروي.

For stepped shafts with large diameter differences, in order to save materials and reduce the amount of labor for machining, forgings are often used. Stepped shafts produced in small batches of a single piece are generally free forging, and die forging is used in mass production.

(2) د تودوخې درملنه

For 45 steel, after quenching and tempering (235HBS), local high-frequency quenching can make the local hardness reach HRC62～65, and then after proper tempering treatment, it can be reduced to the required hardness (for example, CA6140 spindle is specified as 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، دا یو متوسط ​​کاربن الیاژ نایټریډ فولاد دی. ځکه چې د نایټریډ تودوخه د عمومي قندلو تودوخې په پرتله 540-550 ℃ ټیټه ده، خرابوالی یې کوچنی دی او سختۍ یې هم لوړه ده (HRC> 65، د مرکز سختۍ HRC> 28) او خورا ښه دی، نو د هیډسټاک شافټ او پیس کولو څرخ شافټ. د لوړ دقیق نیمه اتوماتیک سلنډر ګرینډر MBG1432 د دې ډول فولادو څخه جوړ شوي.

برسېره پردې، د منځنۍ دقیقیت او لوړ سرعت سره د شافټ فورجینګ لپاره، د مصر ساختماني فولادو لکه 40Cr ډیری کارول کیږي. د quenching او tempering او د لوړې فریکونسۍ quenching وروسته، دا ډول فولاد لوړ هراړخیز میخانیکي ملکیتونه لري او کولی شي د کارولو اړتیاوې پوره کړي. ځینې ​​شافټونه د بال بیرنگ سټیل هم کاروي لکه GCr15 او د پسرلي فولاد لکه 66Mn. د quenching او tempering او د سطحې quenching وروسته، دا فولادو خورا لوړ پوښاک مقاومت او ستړیا مقاومت لري. کله چې د شافټ برخې د لوړ سرعت او درانه بار شرایطو لاندې کار کولو ته اړتیا وي ، د ټیټ کاربن سرو زرو لرونکي فولادو لکه 18CrMnTi او 20Mn2B غوره کیدی شي. دا فولادونه د سطحې لوړ سختۍ لري، د کاربوریز کولو او شنډولو وروسته د اغیز سختۍ او اصلي ځواک لري، مګر د تودوخې درملنې له امله رامینځته شوي خرابوالی د 38CrMoAl څخه لوی دی.

د سپینډلونو لپاره چې د محلي لوړ فریکونسۍ شنډولو ته اړتیا لري، د شنډولو او تودوخې درملنه باید په مخکینۍ پروسې کې تنظیم شي (ځینې فولادونه نورمال شوي). کله چې خالي حاشیه لویه وي (لکه جعلونه)، د شنډولو او تودوخې باید د سخت بدلیدو وروسته ځای په ځای شي. مخکې له دې چې د بدلولو پای ته ورسیږي، نو د دې لپاره چې داخلي فشار چې د سخت بدلیدو له امله رامینځته کیږي د قند کولو او تودوخې په وخت کې له منځه یوسي؛ کله چې خالي حاشیه کوچنۍ وي (لکه د بار سټاک)، د خړوبولو او تودوخې کولو مخه نیول کیدی شي (د جعلونو نیمه پای ته رسیدو سره مساوي). د لوړې فریکونسۍ شنډولو درملنه عموما د نیمه پای ته رسیدو وروسته ځای په ځای کیږي. څرنګه چې سپینډل یوازې په محلي توګه سختولو ته اړتیا لري، د دقت لپاره ځینې اړتیاوې شتون لري او د سختې برخې پروسس نه کوي، لکه تارینګ، د کیلي ملنګ او نورې پروسې، په محلي قند کولو او خړوبولو کې تنظیم شوي. د پیسولو وروسته. د لوړ دقت وړ سپینډلونو لپاره، د محلي قندلو او سخت پیسولو وروسته د ټیټ تودوخې عمر درملنه اړینه ده، ترڅو د سپینډل فلزي جوړښت او فشار حالت ثابت پاتې شي.

Shaft forgings

دوهم، د موقعیت ټاکلو نیټه

For solid shaft forgings, the fine datum surface is the center hole, which satisfies datum coincidence and datum uniformity. For hollow spindles like CA6140A, in addition to the center hole, there is an outer circle surface of the journal and the two are used alternately, serving as a datum for each other.

Three, the division of processing stages

د ماشین کولو هره پروسه او د تودوخې درملنې پروسه د سپینډل ماشین کولو پروسې کې به د ماشین کولو غلطۍ او فشار مختلف درجو ته تولید کړي ، نو د ماشین کولو مرحلې باید وویشل شي. د سپینډل ماشین اساسا په لاندې دریو مرحلو ویشل شوی.

(1) Rough machining stage

1) Blank processing. Blank preparation, forging and normalizing.

2) د اضافي برخې لرې کولو لپاره د کچو ماشین آری ، د پای مخ مل کول ، د مرکز سوري او د فاضله موټر بهرنۍ حلقه ډرل کول ، او داسې نور.

(2) Semi-finishing stage

1) د نیمه بشپړولو پروسس کولو دمخه د تودوخې درملنه عموما د 45 فولادو لپاره کارول کیږي ترڅو 220-240HBS ترلاسه کړي.

2) Semi-finishing turning process taper surface (positioning taper hole) semi-finishing turning outer circle end face and deep hole drilling, etc.

(3), finishing stage

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

2) د موقعیت لرونکی مخروط هر ډول پیسه کول، د بهرنۍ حلقې ناڅاپه پیس کول، د کلیدي لارې او سپلاین نالی ملنګ، او د پای ته رسیدو دمخه تار کول.

3) د بهرنۍ دایرې او داخلي او خارجي مخروطو سطحو بشپړول او پیس کول ترڅو د سپینډل خورا مهم سطح دقت ډاډمن کړي.

Shaft forgings

Fourth, the arrangement of the processing sequence and the determination of the process

For shaft forgings with hollow and inner cone characteristics, when considering the processing sequence of main surfaces such as supporting journals, general journals and inner cones, there are several options as follows.

①د بهرنۍ سطحې خراب ماشین → ژور سوري برمه کول → د بهرنۍ سطحې ختمول → د ټیپر سوري خړوبول → د ټیپر سوري ختمول؛

②Outer surface roughing→drilling deep hole→taper hole roughing→taper hole finishing→outer surface finishing;

③Outer surface roughing→drilling deep hole→taper hole roughing→outer surface finishing→taper hole finishing.

د CA6140 لیټ سپینډل د پروسس کولو ترتیب لپاره، دا د دې په څیر تحلیل او پرتله کیدی شي:

The first scheme: During the rough machining of the tapered hole, the precision and roughness of the outer circle surface will be damaged because the excircle surface that has been finish machined is used as the fine reference surface, so this scheme is not suitable.

دوهم حل: کله چې بهرنۍ سطحه بشپړه شي، د ټیپر پلګ باید بیا دننه شي، چې دا به د ټیپر سوري درستیت له منځه یوسي. برسېره پردې، د ټیپر سوري پروسس کولو په وخت کې د ماشین کولو غلطی به حتمي وي (د ټیپر سوري د مینځلو شرایط د بهرني پیس کولو شرایطو څخه خراب دي، او پخپله د ټیپر پلګ غلطی به د بهرنۍ سرکلر سطح او داخلي سطح ترمنځ توپیر رامنځته کړي. شنک سطحه، شافټ، نو دا سکیم باید ونه منل شي.

دریم حل: د ټیپر سوري په پای کې ، که څه هم د بهرنۍ دایرې سطحه چې پای ته رسیدلې باید د پای ریفرنس سطح په توګه وکارول شي؛ مګر د دې لپاره چې د ټیپر سطح د پای ته رسولو ماشین الاؤنس لا دمخه کوچنی دی، د پیسولو ځواک لوی ندی؛ په ورته وخت کې، د ټیپر د سوري بشپړول د شافټ ماشین کولو په وروستي مرحله کې دي، او د بهرنۍ سرکلر سطح په دقت لږ اغیز لري. د دې سکیم د پروسس ترتیب سربیره، بهرنۍ سرکلر سطح او ټیټ شوی سوري په بدیل سره کارول کیدی شي، کوم چې کولی شي په تدریجي ډول د کواکسیالیت ښه کړي. لګول.

Through this comparison, it can be seen that the processing sequence of shaft forgings such as the CA6140 spindle is better than the third option.

Through the analysis and comparison of the schemes, it can be seen that the sequential processing order of each surface of the shaft forging is largely related to the conversion of the positioning datum. When the rough and fine datums for part processing are selected, the processing sequence can be roughly determined. Because the positioning datum surface is always processed first at the beginning of each stage, that is, the first process must prepare the positioning datum used for the subsequent process. For example, in the process of the CA6140 spindle, the end face is milled and the center hole is punched from the beginning. This is to prepare the positioning datum for the outer circle of rough turning and semi-finishing turning; the outer circle of semi-finishing turning prepares the positioning datum for deep hole machining; the outer circle of semi-finishing turning also prepares the positioning datum for the front and back taper hole machining. Conversely, the front and rear taper holes are equipped with the top hole after taper plugging, and the positioning datum is prepared for the subsequent semi-finishing and finishing of the outer circle; and the positioning datum for the final grinding of the taper hole is the journal that has been ground in the previous process. surface.

Shaft forgings

5. The process should be determined according to the processing sequence, and two principles should be mastered:

1. The positioning datum plane in the process should be arranged before the process. For example, deep hole processing is arranged after rough turning on the outer surface in order to have a more accurate journal as the positioning reference surface to ensure uniform wall thickness during deep hole processing.

2. The processing of each surface should be separated for rough and fine, first rough and then fine, multiple times to gradually improve its accuracy and roughness. The finishing of the main surface should be arranged at the end.

In order to improve the metal structure and processing performance, the heat treatment process, such as annealing, normalizing, etc., should generally be arranged before mechanical processing.

In order to improve the mechanical properties of shaft forgings and eliminate internal stress, the heat treatment process, such as quenching and tempering, aging treatment, etc., should generally be arranged after rough machining and before finishing.