CN102219023A - 波折导轨的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波折导轨的加工方法，所述波折导轨的横截面为L形，波折导轨的下表面由水平区域和多段连续的斜面组成，所述加工方法包括，a、采用锻件为坯料；b、进行粗加工，在粗加工时利用锻件上的材料加工出加强筋；c、粗加工后进行调质工序、配胎矫形工序和半成品的无损探伤；d、半精加工和校直工件；e、精加工：将所有表面加工到成品尺寸，保留加强筋；f、表面淬火：采用半环感应加热；g、去除加强筋，修磨抛光；h、无损探伤。优点是：本发明方法可以适用于长宽比大、表面淬火硬度HRC50-56、抗拉强度Rm1000-1150N/mm²、截面为不稳定几何形状的、滑行面为波折面的细长滑轨的加工。

Description

波折导轨的加工方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别是涉及一种波折滑轨的加工方法。

背景技术

国外设计的炼钢设备中辊道部分的小滑车所用滑轨的形式比较特殊，特点是工件细长，截面几何结构为不稳定形状，滑轨要求所有面机加工，且所有内外圆角规范，滑轨的材料一般为锻件、合金钢等，材料较贵，要求很高的内部性能和表面硬度，即加工过程中需要穿插多次热处理。

针对上述工件，传统的工艺方案是：钢板坯料——粗加工——半精加工（留磨量）——表面淬火——磨削。其中的问题是，工件内应力大，粗加工去除金属量大，加工时变形大，所有粗加工时要预留足以弥补变形的加工余量，造成精加工成本高；精加工时，由于滑轨形状单细，截面结构刚性差，必然产生加工变形，其变形量足以使工件超差2-3倍，导致报废；若为防止报废，预留磨量较大，则淬火后磨削至尺寸时，表面硬度不达标。尤其针对个别案例，还有另外的加工难点：

见图1、图2、图3，以此滑轨为例，单件滑轨呈62.5×70（mm）的L型截面，全长1485mm，材料经国产化转化为42CrMo，单件重约31.1kg。设计要求坯料须经调质处理，抗拉强度Rm达1000-1150N/mm2，转换为布氏硬度约为HB310-350，机械切削较难，滑轨的底滑行面和两侧滑行面均贯通全长且要求表面淬火硬度达HRC50-56，且滑行表面以下深度在3-4mm处硬度仍需达HB400以上。滑轨底滑行面设计为折面波形，以减少接触面积减少摩擦并紧密贴合，改善滑动状态。

此滑轨长宽比约25：1，刚性差，由于滑轨底部滑行面为六段波折面，若预留淬火后磨量，立轴圆台磨床和矩台平面磨床都无法实现波折面的磨削，若淬火前加工成活，表淬面呈半环C状，须半环感应淬火，以保留非淬硬面，热处理及机械加工变形大，无法保证滑轨L型翼缘尺寸22.5^+0.10和300 _-0.2，换言之，目前针对国外的这种设计，还没有成熟有效的加工方案能够生产出设计产品。

每部小滑车用四条这样的滑轨，客户定制的45部小滑车共计用滑轨180条，另增做1件供硬度检测时做破坏性实验用，制作批量大，工艺方法直接决定生产难度，成本需谨慎斟酌。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种波折导轨的加工方法，该方法可以适用于长宽比大、表面淬火硬度HRC50-56、抗拉强度Rm 1000-1150N/mm²、截面为不稳定几何形状的、滑行面为波折面的细长滑轨的加工。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种波折导轨的加工方法，所述波折导轨的横截面为L形，波折导轨的下表面由水平区域和多段连续的斜面组成，所述加工方法包括，

a、采用锻件为坯料；

b、进行粗加工，在粗加工时利用锻件上的材料加工出加强筋；

c、粗加工后进行调质工序、配胎矫形工序和半成品的无损探伤；

d、半精加工和校直工件；

e、精加工：将所有表面加工到成品尺寸，保留加强筋；

f、表面淬火：采用半环感应加热，保证表淬火后表面硬度HRC50~56，表面以下深度在3~4mm处硬度HB400以上；

g、去除加强筋，修磨抛光；

h、无损探伤。

本发明的突出特点是：

设计了三道加强筋，解决了L型断面细长轨的刚性问题，使粗加工后预留的精加工量由普通的5mm减少至1mm，更重要的是，解决了滑轨半圈表面淬火带来的受热不均导致的大量不规则的变形，将变形量控制到了原变形量的1/5，配合选用半环感应淬火，保证精加工后表淬直接成活，无需通过磨削表淬面得到设计使用精度，从而解决了没有磨床能够磨削六段连续斜面的难题，即通过特殊工艺结构的设计和合理热处理方法的选用，节省了大量的工时和成本，成品率高。

三道加强筋的设计并非采用焊接结构，而是利用原材料，在粗加工时预留出三处与滑轨主体相连的支撑，这样不会产生焊接变形和去掉加强筋后的反变形。

毛坯选用锻件，锻件粗加工后增加调质工序，改善了热处理均匀性，中和力学性能，这样处理出来的毛坯较之常用板材改善了材料的热处理和机械加工性能，探伤成品率更高，内部应力更小，后序热处理和机加工时变形更小，并保证淬火后无开裂现象。

本发明采用了以上技术方案后，将传统工艺无法完成的滑轨的制作任务出色的完成了，经实施，工件质量验收合格，大批量生产时效率高、节约成本显著。

附图说明

图1是本发明实例的正面结构示意图；

图2是本发明实例的反面结构示意图；

图3是本发明实例的截面剖视图；

图4是本发明实例粗加工后的正面示意图；

图5是本发明实例粗加工后的反面示意图。

图中： 1、波折滑行面； 2、L型截面； 3、加强筋。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1至图5，

本发明的动作原理为：

1、锻造材料为42CrMo的矩形条状毛坯，按照JB/T5000.8-07的Ⅳ级检验；

2、毛坯粗加工至外形70×80×1500（mm），L型面单面留量5mm，所有表面粗糙度达6.3，加工时，如图4、图5，在设计加强筋处保留铁肉；

3、调质处理HB310-350并清理工件表面；

4、配胎矫形，直线度在2mm以内；

5、无损探伤：按照DIN EN10228-3（类型1、光栅检验）的2级进行超声波、抗拉强度及硬度检验；

6、半精加工：铣长短1485mm成活，并按SMG公司的SN200标准之要求在两端面上刻字头编码，将毛坯铣削至L型截面柱体，单边预留1mm精加工余量，沿长度方向在L型内部预留三道加强筋，加强筋形式见图4、图5，加强筋厚度20mm，所有棱角圆滑过渡；

7、调形：校直工件。经首件试做，预计半精加工后长度方向产生2mm变形量，用矫形机或压力机配合胎具进行矫形，至变形量在0.5mm以内，同时释放应力；

8、精加工：所有面铣削成活（包括波形面、多处斜角和外圆角），圆角刀具特定，划线钻孔，保留三道加强筋，检验，精加工后的状态如图4、图5所示；

9、表面淬火：半环感应加热，淬后表面硬度HRC50-56, 表面以下深度在3-4mm处硬度HB400以上；

10、铣除加强筋，达到设计要求，加工后状态如图1、图2所示；

11、修磨抛光达图纸设计要求；

12、无损探伤：按照DIN EN10228-3（类型1、光栅检验）的2级进行超声波和着色探伤并出具检验报告。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种波折导轨的加工方法，所述波折导轨的横截面为L形，波折导轨的下表面由水平区域和多段连续的斜面组成，所述加工方法包括，

a、采用锻件为坯料；

b、进行粗加工，在粗加工时利用锻件上的材料加工出加强筋；

c、粗加工后进行调质工序、配胎矫形工序和半成品的无损探伤；

d、半精加工和校直工件；

e、精加工：将所有表面加工到成品尺寸，保留加强筋；

f、表面淬火：采用半环感应加热，保证表淬火后表面硬度HRC50~56，表面以下深度在3~4mm处硬度HB400以上；

g、去除加强筋，修磨抛光；

h、无损探伤。

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