Metoda de fabricație și tratamentul termic al pieselor forjate cu arbore

1. Metoda de fabricație și tratamentul termic al pieselor forjate cu arbore

(1) Material

În producția de loturi mici dintr-o singură bucată, piesele forjate cu arbore brut utilizează adesea bare laminate la cald.

Pentru arbori trepți cu diferențe mari de diametru, pentru a economisi materiale și a reduce cantitatea de muncă pentru prelucrare, se folosesc adesea forjare. Arborele trepte produse în loturi mici dintr-o singură piesă sunt, în general, forjare liberă, iar forjarea cu matriță este utilizată în producția de masă.

(2) Tratament termic

Pentru oțel 45, după călire și călire (235HBS), călirea locală de înaltă frecvență poate face ca duritatea locală să ajungă la HRC62~65, iar apoi după un tratament adecvat de revenire, poate fi redusă la duritatea necesară (de exemplu, este specificat axul CA6140 ca HRC52).

9Mn2V, care este un oțel pentru scule din aliaj de mangan-vanadiu, cu un conținut de carbon de aproximativ 0.9%, are o călibilitate, rezistență mecanică și duritate mai bune decât oțelul 45. După un tratament termic adecvat, este potrivit pentru cerințele de precizie dimensională și stabilitate ale axurilor de înaltă precizie pentru mașini-unelte. De exemplu, șlefuitorul cilindric universal M1432A și axul roții de șlefuit folosesc acest material.

38CrMoAl, acesta este un oțel nitrurat cu aliaj de carbon mediu. Deoarece temperatura de nitrurare este cu 540-550℃ mai mică decât temperatura generală de călire, deformarea este mai mică, iar duritatea este, de asemenea, mare (HRC>65, duritate centrală HRC>28) și excelentă. polizoarele cilindrice semiautomate de înaltă precizie MBG1432 sunt realizate din acest tip de oțel.

În plus, pentru forjarea arborelui cu precizie medie și viteză mare, oțelurile structurale aliate precum 40Cr sunt cele mai utilizate. După călire și călire și călire de înaltă frecvență, acest tip de oțel are proprietăți mecanice cuprinzătoare și poate îndeplini cerințele de utilizare. Unii arbori folosesc, de asemenea, oțel pentru rulmenți cu bile, cum ar fi GCr15 și oțel pentru arc, cum ar fi 66Mn. După călire și călire și călire la suprafață, aceste oțeluri au o rezistență extrem de ridicată la uzură și rezistență la oboseală. Atunci când părțile arborelui trebuie să funcționeze în condiții de viteză mare și de sarcină grea, pot fi selectate oțeluri cu conținut scăzut de carbon, cum ar fi 18CrMnTi și 20Mn2B. Aceste oțeluri au duritate mare a suprafeței, rezistență la impact și rezistență a miezului după cementare și călire, dar deformarea cauzată de tratamentul termic este mai mare decât cea a 38CrMoAl.

Pentru fusurile care necesită călire locală de înaltă frecvență, tratamentul de călire și revenire trebuie aranjat în procesul anterior (unele oțeluri sunt normalizate). Când marginea goală este mare (cum ar fi piesele forjate), călirea și revenirea trebuie plasate după strunjirea brută. Înainte de finisarea strunjirii, astfel încât solicitarea internă cauzată de strunjirea brută să poată fi eliminată în timpul călirii și călirii; când marginea semifabricată este mică (cum ar fi stocul de bare), călirea și revenirea pot fi efectuate înainte de strunjirea brută (echivalent cu strunjirea de semifinisare a pieselor forjate). Tratamentul de călire de înaltă frecvență este plasat în general după strunjirea de semifinisare. Deoarece axul trebuie să fie călit doar local, există anumite cerințe pentru precizie și nicio prelucrare a pieselor de călire, cum ar fi filetarea, frezarea canelurii și alte procese, nu sunt aranjate în călirea și degroșarea locală. După măcinare. Pentru fusurile de înaltă precizie, este necesar un tratament de îmbătrânire la temperatură scăzută după călirea locală și măcinarea brută, astfel încât structura metalografică și starea de tensiune a arborelui să rămână stabile.

Piese forjate cu arbore

În al doilea rând, alegerea datei de poziționare

Pentru piesele forjate cu arbore solid, suprafața fină de referință este gaura centrală, care satisface coincidența și uniformitatea datei. Pentru fusurile goale ca CA6140A, pe lângă orificiul central, există o suprafață cerc exterioară a jurnalului și cele două sunt utilizate alternativ, servind unul pentru celălalt.

Trei, împărțirea etapelor de procesare

Fiecare proces de prelucrare și proces de tratament termic din procesul de prelucrare a arborelui va produce erori de prelucrare și solicitări în grade diferite, astfel încât fazele de prelucrare trebuie împărțite. Prelucrarea axului este împărțită practic în următoarele trei etape.

(1) Etapa de prelucrare brută

1) Prelucrare goală. Pregătirea goală, forjare și normalizare.

2) Ferăstrău pentru prelucrare brută pentru îndepărtarea piesei în exces, frezarea feței de capăt, găurirea găurii centrale și a cercului exterior al mașinii de deșeuri etc.

(2) Etapa de semifinisare

1) Tratamentul termic înainte de prelucrarea semifinisării este în general utilizat pentru oțelul 45 pentru a obține 220-240HBS.

2) Suprafața conică a procesului de strunjire de semifinisare (găuri conice de poziționare) față de capăt cercului exterior de semifinisare și găurire adâncă etc.

(3), etapa de finisare

1) Tratament termic și călire locală de înaltă frecvență înainte de finisare.

2) Toate tipurile de șlefuire brută a conului de poziționare, șlefuire brută a cercului exterior, frezarea canalului de cheie și a canelurii spline și filetarea înainte de finisare.

3) Finisarea și șlefuirea cercului exterior și a suprafețelor conurilor interioare și exterioare pentru a asigura acuratețea celei mai importante suprafețe a arborelui.

Piese forjate cu arbore

În al patrulea rând, aranjarea secvenței de procesare și determinarea procesului

Pentru piesele forjate cu arbore cu caracteristici de con goluri și interior, atunci când se ia în considerare secvența de prelucrare a suprafețelor principale, cum ar fi fuste de susținere, jurnale generale și conuri interioare, există mai multe opțiuni, după cum urmează.

①Prelucrarea brută a suprafeței exterioare→forarea găurilor adânci→finisarea suprafeței exterioare→degroșarea găurii conice→finisarea găurii conice;

②Degrosare suprafață exterioară→forare gaură adâncă→degroșare gaură conică→finisare gaură conică→finisare suprafață exterioară;

③Degrosarea suprafeței exterioare→găurire adâncime→degrosare a găurii conice→finisarea suprafeței exterioare →finisarea găurii conice.

Pentru secvența de procesare a axului de strung CA6140, acesta poate fi analizat și comparat astfel:

Prima schemă: În timpul prelucrării brute a găurii conice, precizia și rugozitatea suprafeței cercului exterior vor fi deteriorate deoarece suprafața excercului care a fost prelucrată cu finisaj este folosită ca suprafață de referință fină, deci această schemă nu este potrivită.

A doua soluție: La finisarea suprafeței exterioare, dopul conic trebuie introdus din nou, ceea ce va distruge precizia găurii conice. În plus, vor exista inevitabil erori de prelucrare la prelucrarea găurii conice (condițiile de șlefuire ale găurii conice sunt mai proaste decât condițiile exterioare de șlefuire, iar eroarea dopului conic în sine va determina diferența dintre suprafața circulară exterioară și cea interioară. suprafața conului Arbore, deci această schemă nu trebuie adoptată.

A treia soluție: La finisarea găurii conice, deși suprafața cercului exterior care a fost finisat trebuie utilizată ca suprafață de referință de finisare; dar deoarece toleranța de prelucrare a finisării suprafeței conice este deja mică, forța de șlefuire nu este mare; în același timp, conicitatea Finisarea găurii este în etapa finală a prelucrării arborelui și are un efect redus asupra preciziei suprafeței circulare exterioare. În plus față de secvența de procesare a acestei scheme, suprafața circulară exterioară și gaura conică pot fi utilizate alternativ, ceea ce poate îmbunătăți treptat coaxialitatea. Petrece.

Prin această comparație, se poate observa că secvența de procesare a forjatelor arborelui, cum ar fi axul CA6140, este mai bună decât a treia opțiune.

Prin analiza și compararea schemelor, se poate observa că ordinea de procesare secvențială a fiecărei suprafețe a forjarii arborelui este în mare măsură legată de conversia datei de poziționare. Când sunt selectate datele brute și fine pentru prelucrarea pieselor, secvența de procesare poate fi determinată aproximativ. Deoarece suprafața datei de poziționare este întotdeauna prelucrată prima la începutul fiecărei etape, adică primul proces trebuie să pregătească data de poziționare utilizată pentru procesul următor. De exemplu, în procesul axului CA6140, fața de capăt este frezată și gaura centrală este perforată de la început. Aceasta este pentru a pregăti data de poziționare pentru cercul exterior de strunjire brută și strunjire de semifinisare; cercul exterior de strunjire de semifinisare pregătește data de poziționare pentru prelucrarea cu găuri adânci; Cercul exterior de strunjire de semifinisare pregătește și data de poziționare pentru prelucrarea găurilor conice din față și din spate. Dimpotrivă, orificiile conice din față și din spate sunt echipate cu orificiul superior după astuparea conică, iar data de poziționare este pregătită pentru semifinisarea și finisarea ulterioară a cercului exterior; iar data de poziționare pentru șlefuirea finală a găurii conice este jurnalul care a fost șlefuit în procesul anterior. suprafaţă.

Piese forjate cu arbore

5. Procesul trebuie determinat în funcție de secvența de procesare și ar trebui stăpânite două principii:

1. Planul de referință de poziționare în proces trebuie aranjat înainte de proces. De exemplu, prelucrarea găurilor adânci este aranjată după strunjirea brută pe suprafața exterioară pentru a avea un jurnal mai precis ca suprafață de referință de poziționare pentru a asigura grosimea uniformă a peretelui în timpul prelucrării găurilor adânci.

2. Prelucrarea fiecărei suprafețe trebuie separată pentru aspre și fin, mai întâi dur și apoi fin, de mai multe ori pentru a-și îmbunătăți treptat acuratețea și rugozitatea. Finisarea suprafeței principale trebuie aranjată la capăt.

Pentru a îmbunătăți structura metalului și performanța de prelucrare, procesul de tratare termică, cum ar fi recoacere, normalizare etc., ar trebui în general aranjat înainte de prelucrarea mecanică.

Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale forjatelor arborelui și pentru a elimina stresul intern, procesul de tratament termic, cum ar fi călirea și revenirea, tratamentul de îmbătrânire etc., ar trebui, în general, aranjat după prelucrarea brută și înainte de finisare.