CN103495844A

CN103495844A - 高精度外锥面薄壁套加工工艺

Info

Publication number: CN103495844A
Application number: CN201310477890.0A
Authority: CN
Inventors: 徐勇; 潘德昌; 刘建民; 吴健
Original assignee: CSR Qishuyan Co Ltd
Current assignee: CRRC Qishuyan Co Ltd
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-01-08

Abstract

本发明涉及高精度零件加工工艺技术领域，尤其是一种高精度外锥面薄壁套加工工艺，包括以下工艺流程：毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。本发明采用双头立式数控磨床作为精加工机床，通过粗磨、精磨或粗磨、半精磨、精磨的加工方法，可达到高精度外锥面薄壁套的技术要求；通过相应的去应力热处理工艺，去除加工过程中的残余应力，可减小加工过程中变形，提高产品合格率，最终提供一种高精度外锥面薄壁套的优良制造方法。

Description

高精度外锥面薄壁套加工工艺

技术领域

本发明涉及高精度零件加工工艺技术领域，尤其是一种高精度外锥面薄壁套加工工艺。

背景技术

在引进机车的曲轴附件飞轮法兰装配中涉及一种高精度外锥面薄壁套，外锥面直径φ223.18，直线度0.01，粗糙度Rz4；内孔直径φ210（ 0 -0.03），直线度0.012，内孔圆度0.012，粗糙度Rz4；外锥面与内孔的同轴度0.02。主要难点是壁薄，精度要求高，加工时容易变形，与一般锥度环规相比，形状正好相反。

经调研，目前国内尚无厂家可生产该类型的高精度外锥面薄壁套，只能依靠进口。

发明内容

本发明要解决的问题是：制造出完全符合技术要求的一种高精度外锥面薄壁套。

为了达到背景技术中所述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种高精度外锥面薄壁套加工工艺，包括以下工艺流程：毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。本方案通过两次磨削及相对应的去应力热处理，即可生产出复合技术要求的高精度外锥面薄壁套，使其内孔圆度达到0.012，外锥面与内孔的同轴度达到0.02。但是在大批量生产时，产品的合格率为66.66%，每3个中有2个合格。为进一步提高产品合格率，现提供下列优选实施方案。

根据本发明的另一个实施例，优选方案包括毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→半精磨→三次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。本方案通过粗磨、半精磨、精磨的三次磨削加工方法进一步达到高精度外锥面薄壁套的设计要求；通过去应力、二次去应力、三次去应力热处理工艺，去除工件加工过程中的残余应力，减小工件由于内部应力引起的变形，是进一步保证内孔圆度达到设计要求的工艺手段。多增加了一道半精磨工艺，可在大批量生产时，进一步提高合格率，现合格率可达90%。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的粗磨、精磨技术方案或粗磨、半粗磨、精磨技术方案均采用双头立式数控磨床加工，其中一个磨头负责加工外锥面，另一个磨头加工内孔及小头端面，在一次装夹中完成外锥面、内孔及小头端面的磨加工。这样可使加工时更加确保锥面的角度及锥面与内孔的同轴度。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述磨平面是采用平面磨床来加工安装法兰平面。锥套过薄，无法固定，且不适当的固定易带来变形问题，常用增加安装法兰的方法作为工艺手段。为使锥套在磨加工过程中保持较高的精度，减小变形的情况，需保证法兰平面的平整，此处采用平面磨床进行进一步的加工。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述研磨平面是研磨安装法兰平面。对法兰平面进行一步的加工，研磨其平面，使其保持平整。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述线切割过程是在线切割机床上用磁性吸盘吸住安装法兰平面后进行线切割。采用磁性吸盘固定住法兰平面，可避免薄壁套受力变形。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述车端面过程是在普通车床上用夹具装夹，车锥面大头端面。本夹具采用与外锥面角度完全一致的内锥面定位，利用锥面的自锁性夹紧薄壁套，在车锥面大头端面时，可以避免薄壁套变形。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述压装及检查锥面配合过程是在压装试验机上进行压装试验，检查高精度外锥面薄壁套与其相配合的内锥面零件之间的配合要求。这里的压装试验机一般常用的即可以，主要是根据需求来定。

本发明的有益效果是：

（1）采用双头立式数控磨床作为精加工机床，通过粗磨、半精磨、精磨的加工方法，可达到高精度外锥面薄壁套的技术要求；

（2）加工过程中通过三次去应力的热处理工艺，去除加工过程中的残余应力，可减小加工过程中变形；

（3）用研磨加工的安装法兰平面精确定位，进行精磨外锥面与内孔，可达到高精度的技术要求；

（4）在线切割机床上用磁性吸盘吸住安装法兰平面后进行线切割，割下所需要的工件，可避免薄壁套受力变形；

（5）最终以提供一种高精度外锥面薄壁套的优良制造方法。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一流程示意图；

图2是本发明高精度外锥面薄壁套的结构示意图；

图3（a）～3(h)是本发明高精度外锥面薄壁套加工过程的形态变化示意图；

图4是本发明高精度外锥面薄壁套的车大头端面夹具。

其中，图3（a）为粗车后效果图，图3（b）为精车后效果图，图3（c）为钻孔后效果图，图3（d）为粗磨后效果图，图3（e）为半精磨后效果图，图3（f）为车螺旋槽后效果图，图3（g）为精磨后效果图，图3（h）为成品效果图。

具体实施方式

一种高精度外锥面薄壁套加工工艺，包括以下工艺流程：毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。本方案通过两次磨削及相对应的去应力热处理，粗磨量为0.5~0.6mm，精磨量大约0.2~0.3mm。可生产出如图2所示符合技术要求的高精度外锥面薄壁套，使其内孔圆度达到0.012，外锥面与内孔的同轴度达到0.02。但是在大批量生产时，产品的合格率为66.66%，每3个中有2个合格。为进一步提高合格合格率，现提供下列优选实施方案。

图1是本发明另一种实施例流程示意图。图1中包括毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→半精磨→三次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。

首先锻造毛坯进行球化退火，改善材料组织结构后，在普通车床进行粗车，效果如图3（a），然后进行调质处理，再进行半精车，效果如图3（b），在数控车床上进行精车外锥面及内孔，外锥面直径φ224（ 0 -0.05）mm，内孔直径φ209.2（+0.05 0），此时外径、内孔余量0.8mm左右。经过安装法兰面制作螺栓安装孔后的工件进行第一次去应力处理，然后在平面磨床上磨加工安装法兰平面，在双头立式数控磨床上用安装法兰平面定位进行粗磨，效果如图3（d），粗磨量为0.4mm。粗磨后的工件进行第二次去应力处理，消除粗磨加工过程中的应力，再次磨加工安装法兰平面后在双头立式数控磨床上进行半精磨，半精磨量大约0.2~0.25mm。半精磨后的工件进行第三次去应力处理，通过三次去应力处理，基本消除了工件的加工残余应力。然后在数控车床上用安装法兰平面定位车内孔螺旋槽，效果如图3（f）,通过钳工研磨安装法兰平面后，在双头立式数控磨床上精确定位进行精磨，按图纸要求尺寸制作，效果如图3（h）所示，精磨量大约是0.15~0.2mm。这样即可基本达到符合要求的高精度外锥面薄壁套。精磨后的工件在线切割机床上用磁性吸盘吸住安装法兰平面后进行线切割，割下所需要的工件，最后用专用夹具装夹在普通车床上车锥面大头端面，夹具结构如图4所示，完成机械加工流程。经过检测中心全尺寸测量，合格品与内锥面零件配对，并进行配对压装，检查锥面配合情况，符合要求的打配对序列号，通过清洗→涂油→入库完成整个工艺流程。

所述的粗磨、半精磨、精磨采用双头立式数控磨床加工，其中一个磨头负责加工外锥面，另一个磨头加工内孔及小头端面，在一次装夹中完成外锥面、内孔及小头端面的磨加工，保证了锥面的角度及锥面与内孔的同轴度。

所述的去应力、二次去应力、三次去应力是热处理工艺，其目的是为了去除加工过程中的残余应力，减小工件由于内部应力引起的变形，是保证内孔圆度达到设计要求的工艺手段。

发明通过以上加工工艺完成一种高精度外锥面薄壁套的制造过程。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的特征所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，包括以下工艺流程：毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。

2.根据权利要求1所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，毛坯→球化退火→粗车→调质→半精车→精车→钻孔→去应力→磨平面→粗磨→二次去应力→磨平面→半精磨→三次去应力→磨平面→车螺旋槽→研磨平面→精磨→线切割→车端面→刻印序列号→检测→合格品→压装→检查锥面配合→配对零件打序列号→清洗→涂油→入库。

3.根据权利要求1或2所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，所述的粗磨、精磨技术方案或粗磨、半粗磨、精磨技术方案均采用双头立式数控磨床加工，其中一个磨头负责加工外锥面，另一个磨头加工内孔及小头端面，在一次装夹中完成外锥面、内孔及小头端面的磨加工。

4.根据权利要求1或2所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，所述磨平面是采用平面磨床来加工安装法兰平面。

5.根据权利要求1或2所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，所述研磨平面是研磨安装法兰平面。

6.根据权利要求1或2所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，所述线切割过程是在线切割机床上用磁性吸盘吸住安装法兰平面后进行线切割。

7.根据权利要求1或2所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，所述车端面过程是在普通车床上用夹具装夹车锥面大头端面。

8.根据权利要求1或2所述的高精度外锥面薄壁套加工工艺，其特征是，

所述压装及检查锥面配合过程是在压装试验机上进行压装试验，检查高精度外锥面薄壁套与其相配合的内锥面零件之间的配合要求。