กรรมวิธีการผลิตและกรรมวิธีทางความร้อนของการตีขึ้นรูปเพลา

1. วิธีการผลิตและการชุบแข็งด้วยความร้อน

(1) วัสดุ

ในการผลิตชิ้นเล็กชิ้นเดียว การตีขึ้นรูปเพลาหยาบมักใช้สต็อกเหล็กแผ่นรีดร้อน

สำหรับเพลาขั้นบันไดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันมาก เพื่อประหยัดวัสดุและลดจำนวนแรงงานในการตัดเฉือน มักใช้การตีขึ้นรูป เพลาขั้นบันไดที่ผลิตเป็นชิ้นเล็กชิ้นเดียวโดยทั่วไปมักเป็นการตีขึ้นรูปฟรี และการตีขึ้นรูปจะใช้ในการผลิตจำนวนมาก

(2) การรักษาความร้อน

สำหรับเหล็กกล้า 45 ตัว หลังจากการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา (235HBS) การชุบด้วยความถี่สูงในท้องถิ่นสามารถทำให้ความแข็งในท้องถิ่นสูงถึง HRC62~65 จากนั้นหลังจากการอบชุบที่เหมาะสม สามารถลดความแข็งได้ตามต้องการ (เช่น ระบุแกนหมุน CA6140 เช่น HRC52)

9Mn2V ซึ่งเป็นเหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมแมงกานีส-วานาเดียมที่มีปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.9% มีความสามารถในการชุบแข็ง ความแข็งแรงเชิงกล และความแข็งได้ดีกว่าเหล็กกล้า 45 หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนอย่างเหมาะสมแล้ว มันจึงเหมาะสำหรับข้อกำหนดด้านความถูกต้องของมิติและความเสถียรของสปินเดิลของเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูง ตัวอย่างเช่น เครื่องบดทรงกระบอกอเนกประสงค์ M1432A headstock และแกนหมุนของล้อเจียรใช้วัสดุนี้

38CrMoAl เป็นเหล็กกล้าไนไตรด์ผสมคาร์บอนปานกลาง เนื่องจากอุณหภูมิไนไตรดิ้งต่ำกว่าอุณหภูมิการชุบทั่วไป 540-550℃ การเสียรูปจะเล็กลงและความแข็งก็สูงเช่นกัน (HRC>65, ความแข็งตรงกลาง HRC>28) และดีเยี่ยม ดังนั้นเพลา headstock และเพลาล้อเจียรของ เครื่องบดทรงกระบอกกึ่งอัตโนมัติความแม่นยำสูง MBG1432 ทำจากเหล็กชนิดนี้

นอกจากนี้ สำหรับการตีขึ้นรูปเพลาที่มีความแม่นยำปานกลางและความเร็วสูง ส่วนใหญ่จะใช้เหล็กกล้าที่มีโครงสร้างเป็นโลหะผสม เช่น 40Cr หลังจากการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาและการชุบด้วยความถี่สูง เหล็กชนิดนี้มีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมสูงและสามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานได้ เพลาบางตัวยังใช้เหล็กลูกปืนเช่น GCr15 และเหล็กสปริงเช่น 66Mn หลังจากการชุบแข็ง การแบ่งเบาบรรเทา และการชุบผิว เหล็กเหล่านี้มีความทนทานต่อการสึกหรอและทนต่อความล้าสูงมาก เมื่อชิ้นส่วนเพลาต้องทำงานภายใต้สภาวะความเร็วสูงและการรับน้ำหนักมาก สามารถเลือกเหล็กที่มีทองคำคาร์บอนต่ำ เช่น 18CrMnTi และ 20Mn2B ได้ เหล็กเหล่านี้มีความแข็งผิวสูง มีความเหนียวในการกระแทก และความแข็งแรงของแกนหลังจากคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง แต่การเสียรูปที่เกิดจากการอบชุบด้วยความร้อนนั้นมีขนาดใหญ่กว่าของ 38CrMoAl

สำหรับสปินเดิลที่ต้องการการชุบด้วยความถี่สูงในพื้นที่ ควรจัดกระบวนการชุบแข็งและแบ่งเบาบรรเทาในขั้นตอนก่อนหน้า (เหล็กบางชนิดถูกทำให้เป็นมาตรฐาน) เมื่อระยะขอบเปล่ามีขนาดใหญ่ (เช่น การตีขึ้นรูป) การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาควรวางหลังจากการกลึงหยาบ ก่อนการกลึงเก็บผิวละเอียด เพื่อขจัดความเค้นภายในที่เกิดจากการกลึงหยาบในระหว่างการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา เมื่อระยะขอบว่างเปล่ามีขนาดเล็ก (เช่น สต็อกแท่ง) การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาสามารถทำได้ก่อนการกลึงหยาบ (เทียบเท่ากับการกลึงกึ่งสำเร็จของการตีขึ้นรูป) โดยทั่วไปแล้วการชุบแข็งด้วยความถี่สูงมักจะเกิดขึ้นหลังจากการกลึงกึ่งเก็บผิวละเอียด เนื่องจากสปินเดิลจำเป็นต้องชุบแข็งเฉพาะที่ จึงมีข้อกำหนดบางประการสำหรับความแม่นยำและไม่มีการแปรรูปชิ้นส่วนที่ชุบแข็ง เช่น การทำเกลียว การกัดร่องฟัน และกระบวนการอื่นๆ ที่จัดเรียงในการชุบแข็งและการกัดหยาบเฉพาะที่ หลังจากบดแล้ว สำหรับสปินเดิลที่มีความแม่นยำสูง จำเป็นต้องมีการอบชุบที่อุณหภูมิต่ำหลังจากการชุบแข็งและการเจียรอย่างหยาบ เพื่อให้โครงสร้างทางโลหะวิทยาและสถานะความเค้นของสปินเดิลยังคงมีเสถียรภาพ

การตีขึ้นรูปเพลา

ประการที่สอง การเลือก Datum ของตำแหน่ง

สำหรับการตีขึ้นรูปแกนแข็ง พื้นผิวของ Datum แบบละเอียดคือรูตรงกลาง ซึ่งตอบสนองความบังเอิญของ Datum และความสม่ำเสมอของ Datum สำหรับแกนหมุนกลวง เช่น CA6140A นอกจากรูตรงกลางแล้ว ยังมีพื้นผิววงกลมด้านนอกของสมุดรายวันและใช้ทั้งสองแบบสลับกัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดอ้างของกันและกัน

สาม การแบ่งขั้นตอนการประมวลผล

กระบวนการตัดเฉือนแต่ละขั้นตอนและกระบวนการบำบัดความร้อนในกระบวนการตัดเฉือนแกนหมุนจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการตัดเฉือนและความเค้นในระดับต่างๆ ดังนั้นจึงต้องแบ่งขั้นตอนการตัดเฉือน โดยทั่วไปแล้วการตัดเฉือนแกนหมุนจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนต่อไปนี้

(1) ขั้นตอนการตัดเฉือนหยาบ

1) การประมวลผลเปล่า การเตรียมเปล่าการปลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน

2) การตัดเฉือนหยาบเพื่อขจัดส่วนที่เกิน กัดหน้า เจาะรูตรงกลางและวงกลมด้านนอกของรถเสีย ฯลฯ

(2) ขั้นตอนกึ่งสำเร็จ

1) การอบชุบด้วยความร้อนก่อนการแปรรูปกึ่งสำเร็จโดยทั่วไปจะใช้กับเหล็กกล้า 45 ตัวเพื่อให้ได้ 220-240HBS

2) กลึงกึ่งสำเร็จพื้นผิวเทเปอร์ (รูเทเปอร์กำหนดตำแหน่ง) กึ่งสำเร็จหมุนหน้าวงกลมด้านนอกและเจาะรูลึก ฯลฯ

(3) ขั้นสุดท้าย

1) การอบชุบด้วยความร้อนและการชุบด้วยความถี่สูงในท้องถิ่นก่อนการตกแต่ง

2) การเจียรหยาบของกรวยกำหนดตำแหน่งแบบหยาบทุกชนิด การเจียรผิวนอกแบบหยาบ การกัดรูกุญแจและร่องฟันเฟือง และการร้อยเกลียวก่อนการตกแต่ง

3) การตกแต่งและการเจียรผิววงกลมด้านนอกและพื้นผิวกรวยด้านในและด้านนอกเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวที่สำคัญที่สุดของแกนหมุนมีความแม่นยำ

การตีขึ้นรูปเพลา

ประการที่สี่ การจัดเรียงลำดับการประมวลผลและการกำหนดกระบวนการ

สำหรับการตีขึ้นรูปเพลาที่มีลักษณะกรวยกลวงและกรวยด้านใน เมื่อพิจารณาลำดับการประมวลผลของพื้นผิวหลัก เช่น แผ่นรองรับ วารสารทั่วไป และกรวยใน มีหลายทางเลือกดังนี้

①การกลึงหยาบของพื้นผิวด้านนอก→การเจาะรูลึก→การตกแต่งพื้นผิวด้านนอก→การหยาบของรูเทเปอร์→การจบรูเทเปอร์

②การกัดหยาบผิวด้านนอก→การเจาะรูลึก→การเจาะรูหยาบ→การตกแต่งรูเทเปอร์→การตกแต่งพื้นผิวด้านนอก

③การกัดหยาบผิวด้านนอก→การเจาะรูลึก→การกัดหยาบของรูเทเปอร์→การตกแต่งพื้นผิวด้านนอก→การตกแต่งรูเทเปอร์

สำหรับลำดับการประมวลผลของแกนหมุนของเครื่องกลึง CA6140 สามารถวิเคราะห์และเปรียบเทียบได้ดังนี้:

รูปแบบแรก: ในระหว่างการกลึงหยาบของรูเทเปอร์ ความแม่นยำและความหยาบของพื้นผิววงกลมด้านนอกจะได้รับความเสียหาย เนื่องจากพื้นผิว excircle ที่กลึงสำเร็จแล้วถูกใช้เป็นพื้นผิวอ้างอิงที่ดี ดังนั้นโครงร่างนี้จึงไม่เหมาะ

วิธีที่สอง: เมื่อเสร็จสิ้นพื้นผิวด้านนอก ควรเสียบ taper plug อีกครั้ง ซึ่งจะทำลายความแม่นยำของรูเทเปอร์ นอกจากนี้ จะเกิดข้อผิดพลาดในการตัดเฉือนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อทำการประมวลผลรูเทเปอร์ (เงื่อนไขการเจียรของรูเทเปอร์แย่กว่าเงื่อนไขการเจียรภายนอก และข้อผิดพลาดของปลั๊กเทเปอร์เองจะทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างพื้นผิวทรงกลมด้านนอกและด้านใน พื้นผิวรูปกรวย เพลา ดังนั้นจึงไม่ควรใช้รูปแบบนี้

แนวทางที่สาม: ในการตกแต่งรูเทเปอร์ ถึงแม้ว่าพื้นผิวของวงกลมรอบนอกที่ทำเสร็จแล้วจะต้องถูกใช้เป็นพื้นผิวอ้างอิงการตกแต่ง แต่เนื่องจากค่าเผื่อการตัดเฉือนของการเก็บผิวละเอียดของพื้นผิวเทเปอร์นั้นมีขนาดเล็กอยู่แล้ว แรงเจียรจึงไม่มาก ในเวลาเดียวกัน เรียว การตกแต่งของรูอยู่ในขั้นตอนสุดท้ายของการตัดเฉือนเพลา และมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความแม่นยำของพื้นผิวทรงกลมด้านนอก นอกจากลำดับการประมวลผลของโครงร่างนี้แล้ว สามารถใช้พื้นผิวทรงกลมด้านนอกและรูเรียวสลับกันได้ ซึ่งสามารถค่อยๆ ปรับปรุงการโคแอกเซียลได้ ใช้จ่าย.

จากการเปรียบเทียบนี้ จะเห็นได้ว่าลำดับการประมวลผลของการตีขึ้นรูปเพลา เช่น สปินเดิล CA6140 นั้นดีกว่าตัวเลือกที่สาม

จากการวิเคราะห์และเปรียบเทียบโครงร่าง จะเห็นได้ว่าลำดับการประมวลผลตามลำดับของแต่ละพื้นผิวของการตีขึ้นรูปเพลานั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการแปลงจุดอ้างอิงตำแหน่ง เมื่อเลือก Datum ที่หยาบและละเอียดสำหรับการประมวลผลชิ้นส่วนแล้ว ลำดับการประมวลผลจะถูกกำหนดคร่าวๆ ได้ เนื่องจากพื้นผิวของการระบุตำแหน่งจะถูกประมวลผลก่อนเสมอที่จุดเริ่มต้นของแต่ละขั้นตอน กล่าวคือ กระบวนการแรกต้องเตรียม Datum การกำหนดตำแหน่งที่ใช้สำหรับกระบวนการที่ตามมา ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการของแกนหมุน CA6140 หน้าตัดปลายจะถูกกัดและเจาะรูตรงกลางตั้งแต่ต้น เพื่อเตรียม Datum ระบุตำแหน่งสำหรับวงกลมด้านนอกของการกลึงหยาบและการเก็บผิวกึ่งละเอียด วงกลมรอบนอกของการกลึงกึ่งเก็บผิวกึ่งละเอียดเตรียมจุดอ้างตำแหน่งสำหรับการตัดเฉือนรูลึก วงกลมรอบนอกของการกลึงกึ่งเก็บผิวกึ่งละเอียดยังเตรียมข้อมูลตำแหน่งสำหรับการตัดเฉือนรูเทเปอร์ด้านหน้าและด้านหลัง ในทางกลับกัน รูเทเปอร์ด้านหน้าและด้านหลังติดตั้งรูบนสุดหลังจากเสียบแทเปอร์ และจุดอ้างตำแหน่งถูกเตรียมไว้สำหรับการตกแต่งกึ่งสำเร็จและการเก็บผิวละเอียดของวงกลมรอบนอกในภายหลัง และ Datum ระบุตำแหน่งสำหรับการเจียรขั้นสุดท้ายของรูเทเปอร์คือสมุดรายวันที่ได้รับการกราวด์ในกระบวนการก่อนหน้านี้ พื้นผิว.

การตีขึ้นรูปเพลา

5. กระบวนการควรถูกกำหนดตามลำดับการประมวลผล และควรเข้าใจหลักการสองประการ:

1. ระนาบ Datum ระบุตำแหน่งในกระบวนการควรถูกจัดเรียงก่อนกระบวนการ ตัวอย่างเช่น การประมวลผลรูลึกจะถูกจัดเรียงหลังจากการกลึงหยาบบนพื้นผิวด้านนอก เพื่อให้มีวารสารที่แม่นยำยิ่งขึ้นเป็นพื้นผิวอ้างอิงการกำหนดตำแหน่ง เพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของผนังสม่ำเสมอระหว่างการประมวลผลรูลึก

2. การประมวลผลของแต่ละพื้นผิวควรแยกออกจากกันสำหรับหยาบและละเอียด หยาบแรก และละเอียด หลายครั้งเพื่อค่อยๆ ปรับปรุงความแม่นยำและความหยาบ การตกแต่งพื้นผิวหลักควรจัดวางในตอนท้าย

เพื่อปรับปรุงโครงสร้างโลหะและประสิทธิภาพการประมวลผล โดยทั่วไปควรจัดกระบวนการบำบัดความร้อน เช่น การหลอม การทำให้เป็นมาตรฐาน ฯลฯ ก่อนการประมวลผลทางกล

เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของการตีขึ้นรูปเพลาและขจัดความเครียดภายใน กระบวนการบำบัดด้วยความร้อน เช่น การชุบและการแบ่งเบาบรรเทา การรักษาอายุ ฯลฯ โดยทั่วไปควรได้รับการจัดเรียงหลังจากการกลึงหยาบและก่อนการตกแต่ง