機(jī)械用細(xì)桿類零件加工工藝研討.doc
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機(jī)械用細(xì)桿類零件加工工藝研討 以JWF1681導(dǎo)紗桿為例分析機(jī)械用細(xì)桿類零件的加工工藝,通過工藝改進(jìn)分析工藝流程、工序余量控制、加工變形及熱處理等工藝控制,從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 桿類零件加工特別是長徑比很大的細(xì)長桿類零件,是比較難以加工的零件,由于細(xì)長桿本身的剛性差,加工過程中受切削力、切削熱,振動(dòng)等影響,容易出現(xiàn)彎曲,竹節(jié)、維度、棱形和腰鼓形等缺陷。 機(jī)械產(chǎn)品中有多種細(xì)桿型零件,多為直徑在5mm-15mm的桿件,要求耐磨性好、強(qiáng)度高,但保證這些功能就給加工工藝帶來困難,且相應(yīng)的工藝流程長,生產(chǎn)周期長,不利于零件批量生產(chǎn)?,F(xiàn)以JWF1681中使用的導(dǎo)紗桿紡織類零件的加工為例對(duì)此類零件的加工工藝進(jìn)行分析。 實(shí)例對(duì)照分析 2.1概況分析: JWF1681型全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)是開發(fā)的新型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī),是一種高速、高效帶全自動(dòng)接頭裝置及清潔裝置的抽氣式轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī),每節(jié)機(jī)身長度至2800mm左右,長向零件均比現(xiàn)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)有所加長,故而長向件的產(chǎn)品質(zhì)量直接影響整機(jī)裝配質(zhì)量。 現(xiàn)以其中一種細(xì)桿類零件導(dǎo)紗桿為例分析加工工藝。該零件材料為45號(hào)鋼,直徑為12mm,長度800mm,產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求直線度0.05mm以下,且要具有一定的耐磨性和剛性。對(duì)于類似零件常規(guī)工藝可采用以下兩種工藝手段: 第一為冷拔、粗磨、校直后精磨,最后表面鍍鉻,表面硬度在HV800左右,然而鍍鉻處理的生產(chǎn)周期長,成本高,且鍍后零件變形沒辦法再進(jìn)行處理,零件變形后沒辦法保證原先設(shè)計(jì)要求,故而不可采用。 第二為將鍍硬鉻工序改為淬火處理,鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上某一溫度,保溫一段時(shí)間,使之全部或部分奧氏體化,然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進(jìn)行馬氏體(或貝氏體)轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。 這樣的淬火熱處理工藝即可節(jié)約生產(chǎn)周期,成本較低,又可在淬火后增加精磨工序來保證其設(shè)計(jì)精度要求,可達(dá)到維氏硬度HV724左右,但整體淬火后易產(chǎn)生彎曲變形且變形量較大,不易校直,經(jīng)分析可采用表面淬火工藝來完成此工藝要求。 表面淬火可以獲得高硬度,高耐磨性的表面,而心部仍然保持原有的良好韌性,常用于機(jī)床主軸,齒輪,發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸等。表面淬火是將鋼件的表面層淬透到一定的深度,而心部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法。表面淬火時(shí)通過快速加熱,使鋼件表面很快到淬火的溫度,在熱量來不及穿到工件心部就立即冷卻,實(shí)現(xiàn)局部淬火。通過這樣的表面淬火工藝不僅可以提高該零件的表面硬度和耐磨性,而且工件心部保持了表面淬火前的組織狀態(tài),使具有足夠的塑性和韌性。 其中,高頻淬火多數(shù)用于工業(yè)金屬零件表面淬火,是使工件表面產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流,迅速加熱零件表面,然后迅速淬火的一種金屬熱處理方法。感應(yīng)加熱設(shè)備,即對(duì)工件進(jìn)行感應(yīng)加熱,以進(jìn)行表面淬火的設(shè)備。感應(yīng)加熱的原理:工件放到感應(yīng)器內(nèi),感應(yīng)器一般是輸入中頻或高頻交流電(1000-300000Hz或更高)的空心銅管。產(chǎn)生交變磁場在工件中產(chǎn)生出同頻率的感應(yīng)電流,這種感應(yīng)電流在工件的分布是不均勻的,在表面強(qiáng),而在內(nèi)部很弱,到心部接近于0,利用這個(gè)集膚效應(yīng),可使工件表面迅速加熱,在幾秒鐘內(nèi)表面溫度上升到800-1000ordm;C,而心部溫度升高很小為了滿足JWF1681轉(zhuǎn)杯紡引紗速度達(dá)到200m/min以上的要求。而導(dǎo)紗桿屬細(xì)桿類零件,工藝要求表面高頻淬火提高其強(qiáng)度和耐磨性。為防止淬火時(shí)彎曲變形,可通過采用多次去應(yīng)力的工藝來達(dá)到利用加工。我們?cè)O(shè)計(jì)了導(dǎo)紗桿的加工工藝流程如下:冷拔備料一粗磨一去應(yīng)力退火、校直一半精加工一去應(yīng)力退火、校直一高頻淬硬、校直一精加工。 2.2各道工序余量控制: 為防止去除應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生彎曲變形,造成加工余量不夠必須采取有效的控制。根據(jù)去除應(yīng)力酌變形情況,逐漸減少加工于量。同時(shí)為保證加工精度,減少磨削時(shí)產(chǎn)生的熱變形和避免產(chǎn)生表面裂紋等,控制各道磨削工序的余量。我們通過工藝試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行加工控制 冷拔坯料:13mm一一粗磨到尺寸:12.6mm--去應(yīng)力退火一一校直一一半精加工到尺寸:12.2mm一一去應(yīng)力退火一一校直一一高頻淬火一一校直一一精加工到圖紙尺寸 2.3工藝過程中變形及處理情況: 第一次去應(yīng)力退火彎曲變形 1-2mm校直后0.15mm 第二次去應(yīng)力二次退火彎曲變形 0.5-lmm校直后0.15mm 高頻淬火彎曲變形 0.5-lmm校直后0.15mm 2.4需要關(guān)鍵控制的工序 對(duì)于機(jī)加工來說,我們可以通過提高刀具、機(jī)床精度來提高,因而其最需要控制的就是去應(yīng)力退火工序,現(xiàn)將進(jìn)行其主要介紹: 2.4.1去應(yīng)力退火是將工件加熱到Ac1以下的適當(dāng)溫度,保溫一定時(shí)間后逐漸緩慢冷卻的工藝方法,其目的是為了去除機(jī)加工,變形加工,鑄造,鍛造,熱處理以及焊接后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。我們采用的去應(yīng)力退火的溫度分兩次,第一次去應(yīng)力退火采用較低的時(shí)效溫度,第二次去應(yīng)力退火的回火溫度彎曲變形低20-30,可以避免降低原材料的硬度及力學(xué)性能。 2.4.2經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)對(duì)去應(yīng)力退火采用如下工藝控制。 2.4.3表面淬火工藝采用感應(yīng)加熱式表面淬火處理,要求線圈距離零件表面2-4mm。將工件放在空心銅管繞成的感應(yīng)器內(nèi),通過高頻交流電后,在工件表面形成同頻率的感應(yīng)電流,將零件表面迅速加熱(幾秒鐘內(nèi)即可升溫800-1000度,心部仍接近室溫)后立即噴水冷卻(或浸油淬火),以利于工件表面淬硬需要。 通過工藝分析及現(xiàn)場工藝試驗(yàn),采用方案二即可確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,還可以縮短工件加工周期,降低加工成本,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高量生產(chǎn)要求。 第 4 頁 共 4 頁- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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