Paraan ng paggawa at paggamot ng init ng mga shaft forgings

1. Paraan ng paggawa at paggamot sa init ng mga shaft forging

(1) Materyal

Sa single-piece small batch production, ang rough shaft forgings ay kadalasang gumagamit ng hot-rolled bar stock.

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) Paggamot sa init

Para sa 45 na bakal, pagkatapos ng pagsusubo at pag-temper (235HBS), ang lokal na high-frequency na pagsusubo ay maaaring gawin ang lokal na tigas na umabot sa HRC62～65, at pagkatapos pagkatapos ng wastong paggamot sa tempering, maaari itong bawasan sa kinakailangang tigas (halimbawa, tinukoy ang CA6140 spindle. bilang HRC52).

Ang 9Mn2V, na isang manganese-vanadium alloy tool steel na may carbon content na humigit-kumulang 0.9%, ay may mas mahusay na hardenability, mekanikal na lakas at tigas kaysa sa 45 na bakal. Pagkatapos ng wastong paggamot sa init, ito ay angkop para sa dimensional na katumpakan at mga kinakailangan sa katatagan ng mga spindle ng tool ng makina na may mataas na katumpakan. Halimbawa, ang unibersal na cylindrical grinder M1432A headstock at grinding wheel spindle ay gumagamit ng materyal na ito.

38CrMoAl, this is a medium-carbon alloy nitrided steel. Because the nitriding temperature is 540-550℃ lower than the general quenching temperature, the deformation is smaller and the hardness is also high (HRC>65, center hardness HRC>28) and excellent Therefore, the headstock shaft and grinding wheel shaft of the high-precision semi-automatic cylindrical grinder MBG1432 are made of this kind of steel.

Bilang karagdagan, para sa mga shaft forging na may katamtamang katumpakan at mataas na bilis, ang mga haluang metal na istruktura na bakal tulad ng 40Cr ay kadalasang ginagamit. Pagkatapos ng quenching at tempering at high-frequency quenching, ang ganitong uri ng bakal ay may mataas na komprehensibong mekanikal na katangian at maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng paggamit. Ang ilang mga shaft ay gumagamit din ng ball bearing steel tulad ng GCr15 at spring steel tulad ng 66Mn. Pagkatapos ng pagsusubo at pagsusubo at pagsusubo sa ibabaw, ang mga bakal na ito ay may napakataas na resistensya sa pagsusuot at paglaban sa pagkapagod. Kapag ang mga bahagi ng baras ay kinakailangang gumana sa ilalim ng mga kondisyon ng high-speed at heavy-load, ang mga low-carbon na bakal na naglalaman ng ginto gaya ng 18CrMnTi at 20Mn2B ay maaaring piliin. Ang mga bakal na ito ay may mataas na katigasan sa ibabaw, impact toughness at core strength pagkatapos ng carburizing at quenching, ngunit Ang deformation na dulot ng heat treatment ay mas malaki kaysa sa 38CrMoAl.

For spindles that require local high-frequency quenching, the quenching and tempering treatment should be arranged in the previous process (some steels are normalized). When the blank margin is large (such as forgings), the quenching and tempering should be placed after the rough turning. Before finishing turning, so that the internal stress caused by rough turning can be eliminated during quenching and tempering; when the blank margin is small (such as bar stock), quenching and tempering can be carried out before rough turning (equivalent to semi-finishing turning of forgings). High-frequency quenching treatment is generally placed after semi-finishing turning. Since the spindle only needs to be hardened locally, there are certain requirements for accuracy and no hardening part processing, such as threading, keyway milling and other processes, are arranged in local quenching and roughing. After grinding. For high-precision spindles, low-temperature aging treatment is required after local quenching and rough grinding, so that the metallographic structure and stress state of the spindle remain stable.

Shaft forgings

Pangalawa, ang pagpili ng positioning datum

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.

Tatlo, ang dibisyon ng mga yugto ng pagproseso

Ang bawat proseso ng machining at proseso ng heat treatment sa proseso ng spindle machining ay magbubunga ng mga error sa machining at stress sa iba’t ibang antas, kaya dapat hatiin ang mga yugto ng machining. Ang spindle machining ay karaniwang nahahati sa sumusunod na tatlong yugto.

(1) Magaspang na yugto ng machining

1) Blangkong pagproseso. Blankong paghahanda, pagpapanday at pag-normalize.

2) Magaspang na machining saw upang alisin ang labis na bahagi, paggiling sa dulo ng mukha, pagbabarena sa gitnang butas at ang panlabas na bilog ng basurang kotse, atbp.

(2) Semi-finishing stage

1) Ang heat treatment bago ang semi-finishing processing ay karaniwang ginagamit para sa 45 steel upang makamit ang 220-240HBS.

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

(3), yugto ng pagtatapos

1) Heat treatment at lokal na high frequency quenching bago matapos.

2) Lahat ng uri ng magaspang na paggiling ng positioning cone, magaspang na paggiling ng panlabas na bilog, paggiling ng keyway at spline groove, at threading bago matapos.

3) Tinatapos at gilingin ang panlabas na bilog at panloob at panlabas na mga ibabaw ng kono upang matiyak ang katumpakan ng pinakamahalagang ibabaw ng spindle.

Shaft forgings

Pang-apat, ang pag-aayos ng pagkakasunud-sunod ng pagproseso at ang pagpapasiya ng proseso

Para sa mga shaft forging na may mga hollow at inner cone na katangian, kapag isinasaalang-alang ang pagkakasunud-sunod ng pagproseso ng mga pangunahing ibabaw tulad ng pagsuporta sa mga journal, pangkalahatang mga journal at panloob na cone, mayroong ilang mga pagpipilian tulad ng sumusunod.

①Rough machining ng panlabas na ibabaw→pagbabarena ng malalim na butas→pagtatapos ng panlabas na ibabaw→roughing ng taper hole→finishing ng taper hole;

②Outer surface roughing→pagbabarena ng malalim na butas→taper hole roughing→taper hole finishing→outer surface finishing;

③Outer surface roughing→pagbabarena ng malalim na butas→taper hole roughing→outer surface finishing→taper hole finishing.

Para sa pagkakasunud-sunod ng pagproseso ng CA6140 lathe spindle, maaari itong suriin at ihambing tulad nito:

Ang unang scheme: Sa panahon ng magaspang na machining ng tapered hole, ang katumpakan at pagkamagaspang ng panlabas na ibabaw ng bilog ay masisira dahil ang excircle surface na natapos na machine ay ginagamit bilang ang fine reference surface, kaya ang scheme na ito ay hindi angkop.

Ang pangalawang solusyon: Kapag tinatapos ang panlabas na ibabaw, ang taper plug ay dapat na ipasok muli, na sisira sa katumpakan ng taper hole. Bilang karagdagan, hindi maiiwasang magkakaroon ng mga error sa machining kapag pinoproseso ang taper hole (ang mga kondisyon ng paggiling ng taper hole ay mas masahol pa kaysa sa mga panlabas na kondisyon ng paggiling, at ang error ng taper plug mismo ay magiging sanhi ng pagkakaiba sa pagitan ng panlabas na pabilog na ibabaw at ang panloob. ibabaw ng kono. Shaft, kaya hindi dapat gamitin ang scheme na ito.

The third solution: In the finishing of the taper hole, although the surface of the outer circle that has been finished must be used as the finishing reference surface; but because the machining allowance of the finishing of the taper surface is already small, the grinding force is not large; at the same time, the taper The finishing of the hole is in the final stage of shaft machining, and has little effect on the accuracy of the outer circular surface. In addition to the processing sequence of this scheme, the outer circular surface and the tapered hole can be used alternately, which can gradually improve the coaxiality. Spend.

Sa pamamagitan ng paghahambing na ito, makikita na ang pagkakasunud-sunod ng pagproseso ng shaft forgings tulad ng CA6140 spindle ay mas mahusay kaysa sa ikatlong opsyon.

Sa pamamagitan ng pagsusuri at paghahambing ng mga scheme, makikita na ang sequential processing order ng bawat ibabaw ng shaft forging ay higit na nauugnay sa conversion ng positioning datum. Kapag napili ang magaspang at pinong mga datum para sa pagpoproseso ng bahagi, ang pagkakasunud-sunod ng pagpoproseso ay maaaring halos matukoy. Dahil ang positioning datum surface ay palaging pinoproseso muna sa simula ng bawat yugto, ibig sabihin, ang unang proseso ay dapat ihanda ang positioning datum na ginamit para sa kasunod na proseso. Halimbawa, sa proseso ng CA6140 spindle, ang dulong mukha ay giniling at ang gitnang butas ay sinuntok mula sa simula. Ito ay para ihanda ang positioning datum para sa panlabas na bilog ng magaspang na pagliko at semi-finishing na pagliko; ang panlabas na bilog ng semi-finishing na pagliko ay naghahanda ng positioning datum para sa deep hole machining; ang panlabas na bilog ng semi-finishing na pagliko ay inihahanda din ang positioning datum para sa harap at likod na taper hole machining. Sa kabaligtaran, ang mga taper hole sa harap at likuran ay nilagyan ng tuktok na butas pagkatapos ng taper plugging, at ang positioning datum ay inihanda para sa kasunod na semi-finishing at pagtatapos ng panlabas na bilog; at ang positioning datum para sa huling paggiling ng taper hole ay ang journal na na-ground sa nakaraang proseso. ibabaw.

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. Ang pagpoproseso ng bawat ibabaw ay dapat paghiwalayin para sa magaspang at pino, una magaspang at pagkatapos ay pino, maraming beses upang unti-unting mapabuti ang katumpakan at pagkamagaspang nito. Ang pagtatapos ng pangunahing ibabaw ay dapat na isagawa sa dulo.

Upang mapabuti ang istraktura ng metal at pagganap ng pagproseso, ang proseso ng paggamot sa init, tulad ng pagsusubo, pag-normalize, atbp., ay dapat na karaniwang ayusin bago ang mekanikal na pagproseso.

Upang mapabuti ang mga mekanikal na katangian ng shaft forgings at alisin ang panloob na stress, ang proseso ng heat treatment, tulad ng pagsusubo at tempering, pag-iipon ng paggamot, atbp., ay dapat na karaniwang ayusin pagkatapos ng magaspang na machining at bago matapos.