CN103659206A - 一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法，特点是先取机械部件上两个交界面的角平分面作为加工基准面，加工基准面最上端的边线即为两个交界面的棱线，再设定加工面，然后以棱线的起点作为加工基准点，沿着棱线按上述设定的加工面进行加工得到具有正弦分布坑槽的非光滑面；优点是通过本方法将机械部件的形面交界处棱线加工成非光滑面，将集中在棱线处的应力分散同时不影响其工作性能，延长了交界形面的完整形态时间，使棱线的耐磨性得到提高，且使得机械部件的使用寿命提高2-3倍，而成本只比现有成本提高20%～40%，具有较高的性价比；经多次试验表明，将棱线加工成呈正弦分布坑槽的非光滑面较之光滑棱线具有较好的耐磨性。

Description

一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法

技术领域

本发明涉及机械部件耐磨性的研究，尤其涉及一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法。

背景技术

各种机械部件在相对运动时产生滑移导致的磨损是其失效的主要原因之一。目前，在国内外，表面硬化和表面仿生是提高机械部件质量和延长使用寿命的重要方法。表面硬化的方法绝大多数是对整个表面进行处理，成本较高；而表面仿生的方法主要在平面或曲面上进行凹坑、凸坑或波纹等处理，使表面具有较好的耐磨性。但是针对某些机械部件来说，如楔横轧模具、环轧模具和挤压模具等，形面交界处往往是实现其功能的关键区域（如使轧件精确成形），由于形面交界处的棱线附近是应力最集中的区域，因此也是最先开始产生失效的区域，棱线磨损后，机械部件的功能质量逐渐减弱，使得产品质量下降，机械部件的使用寿命受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高机械部件的使用寿命的提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法，包括以下具体步骤：

（1）、取机械部件上两个交界面的角平分面作为加工基准面，所述的加工基准面最上端的边线即为两个交界面的棱线；

（2）、设定加工面满足关系式：

$y\left(x\right)=a\sin \left(\mathrm{\ωx}\right)-b,\left|R\left(x\right)\right|=\frac{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}\·\left|(a\sin \left(\mathrm{\ωx}\right)-b)\right|}{1-\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}},$

其中：x为加工基准点沿棱线的坐标，y(x)为正弦分布函数——表示加工面与加工基准面的交线轨迹，a、b和ω分别为系数，a=0.5～2mm、b=1～4mm，ω=2π/(5～10)，加工面与基准面法向平面的交线轨迹为圆弧，半径值为|R(x)|，|y(x)|表示上述半径值为|R(x)|的圆弧与加工基准面的交点到棱线的距离，α表示机械部件上两个交界面之间的夹角，α=110～165°；

（3）、以棱线的起点作为加工基准点，沿着棱线按上述设定的加工面进行加工得到具有正弦分布坑槽的非光滑面，从而提高了机械部件形面交界处棱线附近区域的耐磨性。

所加工得到的非光滑面每100mm具有10～20个坑槽，所加工出的坑槽的顶点至底部的高度差即正弦幅值为0.5～2mm。

所述的棱线为直线或曲线。

与现有技术相比，本发明的优点是通过本方法将机械部件的形面交界处棱线加工成非光滑面，将集中在棱线处的应力分散同时不影响其工作性能，延长了交界形面的完整形态时间，使棱线的耐磨性得到提高，且使得机械部件的使用寿命提高2～3倍，而成本只比现有成本提高20%～40%，具有较高的性价比；经多次试验表明，将棱线加工成呈正弦分布坑槽的非光滑面较之光滑棱线具有较好的耐磨性。

附图说明

图1为本发明的加工前的机械部件示意图；

图2为本发明的加工后的机械部件示意图；

图3为本发明的加工面与加工基准面的交线轨迹；

图4为本发明的加工面与基准面法向平面的交线轨迹；

图5为通过本方法加工得到的耐磨型挤压模具的结构示意图；

图6为通过本方法加工得到的耐磨型楔横轧模具的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法，包括以下具体步骤：

（1）、取机械部件上两个交界面1的角平分面作为加工基准面2，加工基准面2最上端的边线即为两个交界面1的棱线3；

（2）、设定加工面满足关系式：

$y\left(x\right)=a\sin \left(\mathrm{\ωx}\right)-b,\left|R\left(x\right)\right|=\frac{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}\·\left|(a\sin \left(\mathrm{\ωx}\right)-b)\right|}{1-\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}},$

其中：x为加工基准点沿棱线3的坐标，y(x)为正弦分布函数——表示加工面与加工基准面2的交线轨迹，a、b和ω分别为系数，a=0.5～2mm、b=1～4mm，ω=2π/(5～10)，加工面与基准面法向平面4的交线轨迹为圆弧，半径值为|R(x)|，|y(x)|表示上述半径值为|R(x)|的圆弧与加工基准面2的交点到棱线3的距离，α表示机械部件上两个交界面1之间的夹角，α=110～165°；

（3）、以棱线3的起点作为加工基准点，沿着棱线3按上述设定的加工面进行加工得到具有正弦分布坑槽的非光滑面31，所加工得到的非光滑面每100mm具有10～20个坑槽，所加工出的坑槽的顶点至底部的高度差即正弦幅值为0.5～2mm。

如图5所示，即为通过上述方法加工得到的耐磨型挤压模具的结构示意图，模具交界形面的棱线为直线，在该棱线上加工出具有正弦特性坑槽的非光滑面，正弦幅值为1.5mm，每100毫米分布20个坑槽。

如图6所示，即为通过上述方法加工得到的耐磨型楔横轧模具的结构示意图，模具交界形面的棱线为曲线，在模具楔入段、展宽段的棱线上加工出具有正弦特性坑槽的非光滑面，正弦幅值为2mm，每100毫米分布15个坑槽；精整段交界形面的棱线不处理以保证轧件的形态。

Claims (3)

1.一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法，其特征在于包括以下具体步骤：

（1）、取机械部件上两个交界面的角平分面作为加工基准面，所述的加工基准面最上端的边线即为两个交界面的棱线；

（2）、设定加工面满足关系式：

$y\left(x\right)=a\sin \left(\mathrm{\ωx}\right)-b,\left|R\left(x\right)\right|=\frac{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}\·\left|(a\sin \left(\mathrm{\ωx}\right)-b)\right|}{1-\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}},$

其中：x为加工基准点沿棱线的坐标，y(x)为正弦分布函数——表示加工面与加工基准面的交线轨迹，a、b和ω分别为系数，a=0.5～2mm、b=1～4mm，ω=2π/(5～10)，加工面与基准面法向平面的交线轨迹为圆弧，半径值为|R(x)|，α表示机械部件上两个交界面之间的夹角，α=110～165°；

（3）、以棱线的起点作为加工基准点，沿着棱线按上述设定的加工面进行加工得到具有正弦分布坑槽的非光滑面。

2.如权利要求1所述的一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法，其特征在于所加工得到的非光滑面每100mm具有10～20个坑槽，所加工出的坑槽的顶点至底部的高度差即正弦幅值为0.5～2mm。

3.如权利要求1所述的一种提高机械部件形面交界处棱线耐磨性的方法，其特征在于所述的棱线为直线或曲线。

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