CN103522000A - 一种机床主轴坯料加工方法 - Google Patents

一种机床主轴坯料加工方法 Download PDF

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明公开了一种机床主轴坯料加工方法,包括如下步骤:下料;镦粗;多次内孔冷挤压,将原来位于内孔的金属材料利用金属材料的流动变成锻件的长度,之后冲孔;正火处理;内孔抛丸处理;磷皂化处理、减径挤压、球化退火处理,重复3-4次,基本达到预定的图纸要求后;再经过磷皂化处理,之后进行冷精整,完成机床主轴坯料的加工。本发明机床主轴坯料加工方法,利用多次内孔冷挤压实现机床主轴坯料的拉长及挤出较粗的内孔,坯料的重量大幅度减轻,材料的利用率提高。

Description

一种机床主轴坯料加工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机械传动技术领域,特别是一种机床主轴坯料加工方法。
背景技术
[0002] 机床主轴是各种通用或专用机床的核心零件,传递扭矩,传递各种运动,也是实现各种机械零件加工的母机中的核心零件。机床主轴通常做成中空的,因为在机械加工中相当多的轴类零件本身要旋转在主轴的中空部位,在轴端进行夹紧才能正常加工。机床主轴通常较长、较粗,由于中空,常用的方法是把中间的金属通过切削的办法去除,这就造成大量的钢材在制造过程中变成了铁屑,材料的利用率相当低。
[0003] 通常机床主轴加工方法如下:下料后根据要求进行锻打成形,由于工件较长,为防止坯料在加工中出现局部因无加工余量而报废,通常留的余量较大,间边甚至可能有5mm以上的金属需要通过机械加工来去除,内孔的加工属深孔加工,切削效率较低,散热条件差,刀具易磨损。统计显示,一根合格的机床主轴钢材的利用率低于40%,这样的加工存在于许多专业的机床制造厂,因加工周期长而影响产量也是经常发生的。
[0004] 机床主轴在过去的坯料生产中,最大的问题是零件较长,有一米五左右,加之内孔直径较大,而一直没有适当的办法在锻坯中做出内孔,故采用实心坯料就增加了大量的钢材,反过来也增加了机械加工的时间。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种机床主轴坯料加工方法,解决现有加工方法中材料利用率低、加工周期长等缺点。
[0006] 为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:
[0007] 一种机床主轴坯料加工方法,包括如下步骤:
[0008] 步骤1、根据机床主轴坯料的实际重量要求进行下料,之后加热至1100-1200°C,在2000-3000吨压力机上进行镦粗得到锻件,如果机床主轴有法兰部分,在镦粗过程中挤出法兰面;
[0009] 步骤2、利用步骤I得到的锻件的余热对锻件进行多次内孔挤压,将原来位于内孔的金属材料利用金属材料的流动变成锻件的长度,之后冲孔;其中,所述余热为750-850 0C ;
[0010] 步骤3、控制锻件的冷却温度,用锻件的余热对锻件进行正火处理;
[0011] 步骤4、用抛丸机的内抛头对锻件进行内孔抛丸处理;
[0012] 步骤5、对锻件进行磷皂化处理,再利用4000±500吨压力机进行减径挤压,之后进行球化退火处理;
[0013] 步骤6、步骤5重复3-4次,基本达到预定的图纸要求后,再经过磷皂化处理,之后进行冷精整,完成机床主轴坯料的加工。
[0014] 进一步地,步骤2所述多次内孔挤压为2-4次。[0015] 进一步地,步骤2内孔挤压加工,应用淬硬后抛光的钢球和挤压杆焊接后的挤压工具,滚珠焊接在挤压杆端部,对工件的孔表面施加挤压力,使金属表面产生塑性变形,挤压保持750-850°C温度。
[0016] 进一步地,步骤5和步骤6所述磷皂化处理为冷挤压件的表面处理。
[0017] 进一步地,步骤6中所述冷精整为在4000±500吨冷挤压压力机上用模具进行挤压以达到图纸给定的尺寸、形位公差要求。
[0018] 本发明的有益效果:
[0019] 1、本发明机床主轴坯料加工方法,利用多次内孔冷挤压实现机床主轴坯料的拉长及挤出较粗的内孔,坯料的重量大幅度减轻,材料的利用率提高。
[0020] 2、本发明不仅节约了大量钢材,近净成形的实施使得后续加工量明显降低,提高了机械加工的效率,机床厂机械加工的工时量也明显下降,达到节能、低碳的目的,机床厂也因材料的大幅减少,坯料的价格也随之下降,而机床主轴的质量因坯料的精度较高而得到了充分的保证。本发明为细长中空轴的坯料加工找到了一条降低成本的路。
附图说明
[0021] 图1是本发明加工过程示意图:
[0022] a是本发明下料示意图;b是本发明镦粗示意图;c-e是本发明多次内孔挤压示意图;f_j是本发明多次减径挤压示意图。
具体实施方式:
[0023] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0024] 一种机床主轴坯料加工方法,包括如下步骤:
[0025] 步骤1、根据机床主轴坯料的实际重量要求进行下料,如图l_a所示,之后加热至1100-1200°C,在2500吨压力机上进行镦粗得到锻件,如果机床主轴有法兰部分,在镦粗过程中挤出法兰面,如图l-b所示;
[0026] 步骤2、利用步骤I得到的锻件的余热(温度在800°C左右)对锻件进行2-4次内孔挤压,将原来位于内孔的金属材料利用金属材料的流动变成锻件的长度,如图lc-e所示,之后冲孔;
[0027] 步骤3、控制锻件的冷却温度,用锻件的余热对锻件进行正火处理,达到细化材料晶粒的目的;
[0028] 步骤4、用抛丸机的内抛头对锻件进行内孔抛丸处理,去除内孔的氧化皮;
[0029] 步骤5、对锻件进行磷皂化处理,再利用4000吨压力机进行减径挤压,之后进行球化退火处理,消除材料的内应力,如图f所示;
[0030] 步骤6、步骤5重复3-4次,如图lg-j所示,基本达到预定的图纸要求后,再经过磷皂化处理,之后进行冷精整,在4000吨冷挤压压力机上用模具进行挤压以达到图纸给定的尺寸、形位公差要求,完成机床主轴坯料的加工。
[0031] 内孔挤压加工,尤其是是利用金属在755-800°C在外力的作用下易产生塑性变形的特点,应用特制的滚珠(淬硬后抛光的钢球)和挤压杆焊接后的挤压工具,滚珠焊接在挤压杆端部,对工件的孔表面施加挤压力,使金属表面产生塑性变形,达到其光整、强化的目的;挤压方式,利用拉床对长孔进行拉挤。挤压保持上述温度,可通过间隔加热的方式进行。
[0032] 所述磷皂化处理为冷挤压件的表面处理。
[0033] 带孔拉长的难点是每次的长径比都有一定的要求,一次挤压无法完成,本发明用多次挤压的办法完成了坯料的加工成形。在多次挤压的过程中,把原来位于内孔的金属材料变成了零件的长度。以本发明过程中进行批量生产的机床主轴为例,通常原厂采购的锻坯重量为178kg,同样的主轴坯料用本发明的工艺过程加工后,重量仅为86kg,是原来坯料重量的48%。
[0034] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于在本技术领域的技术工人来说,在不脱离本发明技术原理前提下,还可以做出若干改进或替换,这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种机床主轴坯料加工方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1、根据机床主轴坯料的实际重量要求进行下料,之后加热至1100-1200°c,在2000-3000吨压力机上进行镦粗得到锻件,如果机床主轴有法兰部分,在镦粗过程中挤出法兰面; 步骤2、利用步骤I得到的锻件的余热对锻件进行多次内孔挤压,将原来位于内孔的金属材料利用金属材料的流动变成锻件的长度,之后冲孔;其中,所述余热为750-850°C ;步骤3、控制锻件的冷却温度,用锻件的余热对锻件进行正火处理; 步骤4、用抛丸机的内抛头对锻件进行内孔抛丸处理; 步骤5、对锻件进行磷皂化处理,再利用4000±500吨压力机进行减径挤压,之后进行球化退火处理; 步骤6、步骤5重复3-4次,再经过磷皂化处理,之后进行冷精整,完成机床主轴坯料的加工。
2.根据权利要求1所述的机床主轴加工方法,其特征在于,步骤2所述多次内孔挤压为2-4 次。
3.根据权利要求1所述的机床主轴加工方法,其特征在于,步骤2内孔挤压加工,应用淬硬后抛光的钢球和挤压杆焊接后的挤压工具,滚珠焊接在挤压杆端部,对工件的孔表面施加挤压力,使金属表面产生塑性变形,挤压保持750-850°C温度。
4.根据权利要求1所述的机床主轴加工方法,其特征在于,步骤5和步骤6所述磷皂化处理为冷挤压件的表面处理。
5.根据权利要求1所述的机床主轴加工方法,其特征在于,步骤6中所述冷精整为在4000吨冷挤压压力机上用模具进行挤压以达到图纸给定的尺寸、形位公差要求。
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