CN104014991B - 一种薄壁中间环的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄壁中间环的加工方法，通过对毛坯料进行车内外锥、铣凸台、限形压淬处理、粗磨内外锥、时效处理以及精磨内外锥处理，其中，通过120℃2小时+175℃3小时时效处理来改善零件机械性能、消除零件残留内应力，使后续加工出的零件尺寸稳定、可靠，零件不易变形。本发明解决了零件L1±0.04、L2±0.04尺寸超差问题，内外锥圆度超差问题，零件变形得以控制。实现了中间环薄壁件的变形控制及批量化的生产，可推广应用于其他薄壁件加工。

Description

一种薄壁中间环的加工方法
技术领域
本发明属于中间环加工领域，涉及一种加工方法，尤其是一种薄壁中间环的加工方法。
背景技术
目前，主箱同步器在批量生产时，中间环属薄壁件在热处理及机加工过程中极易变形，特别是在热处理后零件内残留应力，后续加工及放置后的零件尺寸会随着时间的变化而发生改变，为消除或减少零件变形问题，需通过冷热变形控制，合理的工艺方案，以实现通用性、批量化生产需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种薄壁中间环的加工方法，
为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：
1)车内锥、外锥
对用于加工中间环的圆柱形薄壁件毛坯进行车加工处理，加工出中间环的内锥与外锥；其中，内锥与外锥的同轴度小于0.05mm；
2)铣凸台
对车好内锥与外锥的薄壁件进行铣加工处理，沿周向均匀加工出若干凸台；
3)限形压淬
对经过铣加工处理后的薄壁件进行淬火处理，使中间环的锥环圆度小于0.12，硬度大于等于HRC58；
4)粗磨内锥、外锥
以经过限形压淬处理的薄壁件的外锥定位，采用轴承外圆磨床磨削薄壁件的外锥，再使用轴承内圆磨床以磨削好的外锥及端面定位磨削内孔；
5)时效处理
将经过粗磨处理的薄壁件，先在120℃时效处理2小时，再在175～200℃时效处理3小时；
6)精磨内锥、外锥
以经过时效处理的薄壁件的外锥定位，采用轴承外圆磨床磨削薄壁件的外锥，再使用轴承内圆磨床以磨削好的外锥及端面定位磨削内孔。
所述的步骤2)中，沿周向均匀铣加工有六个凸台。
所述的步骤3)中，限形压淬的具体工艺过程是：
先加热经步骤2)处理后的薄壁件进行预淬火，然后用压机及模具将零件压住，再用油进行二次淬火及冷却。
所述的步骤4)中，采用砂轮粒度为60、转速为60m/s的高速砂轮进行粗磨削。
所述的步骤6)中，采用砂轮粒度为80、转速为60m/s的高速砂轮进行精磨削。
所述的步骤6)中，在磨削内孔的同时采用在线测量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明对毛坯料进行车内外锥、铣凸台、限形压淬处理、粗磨内外锥、时效处理、精磨内外锥的中间环加工工艺方案，通过120℃2小时+175℃3小时时效处理来改善零件机械性能、消除零件残留内应力，使后续加工出的零件尺寸稳定、可靠，零件不易变形。本发明解决了零件外锥钉直径截面圆上高度公差(L1±0.04)和内锥钉直径截面圆上高度公差(L2±0.04)尺寸超差问题，内外锥圆度超差问题，零件变形得以控制。实现了中间环薄壁件的变形控制及批量化的生产，可推广应用于其他薄壁件加工。
进一步的，本发明采用滚道轴承磨床磨削，通过磨削外圆、内孔的方案，可达到理想的圆度。另因磨床支撑与外圆接触，在磨削内孔后外圆有支撑痕迹，为消除该痕迹，特需再增加一次外圆磨，可一次加工出合格产品。
进一步的，本发明采用时效处理，可有效降低零件残余内应力，减少零件变形程度。
进一步的，本发明对薄壁件进行限形压淬处理，由于中间环薄壁件内孔的限形压淬，可以有效减少或消除零件在淬火时的变形。整个过程全部由PLC自动控制，由液压、机械自动完成。只要装上适当的模具和调节好淬火时间，可对各种中间薄壁环进行限形压淬。
附图说明
图1为本发明加工工艺流程图；
图2为本发明加工的薄壁中间环的侧视图；
图3为本发明加工的薄壁中间环的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明包括以下步骤：
1)车内锥、外锥
对用于加工中间环的圆柱形薄壁件毛坯进行车加工处理，加工出中间环的内锥与外锥；加工时，采用内外锥一刀加工的方法，保证内锥与外锥的同轴度控制在0.05mm以内；
2)铣凸台
对车好内锥与外锥的薄壁件进行铣加工处理，沿周向均匀铣加工有六个凸台。其中使用专用的多工位液压夹具，靠外锥定位，内锥压紧，需套式铣刀加工。
3)限形压淬
对经过铣加工处理后的薄壁件进行淬火处理，使中间环的锥环圆度小于0.12，硬度大于等于HRC58；具体的工艺过程是：
先加热经步骤2)处理后的薄壁件进行预淬火，然后用压机及模具将零件压住，再用油进行二次淬火及冷却。
4)粗磨内锥、外锥
以经过限形压淬处理的薄壁件的外锥定位，采用轴承外圆磨床磨削薄壁件的外锥，再使用轴承内圆磨床以磨削好的外锥及端面定位磨削内孔；其中，采用砂轮粒度为60、转速为60m/s的高速砂轮进行粗磨削。
5)时效处理
将经过粗磨处理的薄壁件，先在120℃时效处理2小时，再在175～200℃时效处理3小时；
6)精磨内锥、外锥
以经过时效处理的薄壁件的外锥定位，采用轴承外圆磨床磨削薄壁件的外锥，再使用轴承内圆磨床以磨削好的外锥及端面定位磨削内孔，在磨削内孔的同时采用在线测量，可有效控制内孔尺寸公差。其中，采用砂轮粒度为80、转速为60m/s的高速砂轮进行精磨削。
本发明的原理：
毛坯料尺寸要求较严，对于壁厚只有4.5mm的薄壁件，在热处理、加工及后续放置过程中极易变形，如何消除或减少零件变形问题，为本发明重点描述内容。
工艺方案：
如图1所示，毛坯——车内外锥——铣凸台——限形压淬——粗磨内外锥——时效处理——精磨内外锥。
如图2和图3所示，本发明通过限形淬火使锥环圆度控制在0.12之内，硬度不低于HRC58；通过120℃2小时+175℃3小时时效处理来改善零件机械性能、消除零件残留内应力，使后续加工出的零件尺寸稳定、可靠，零件不易变形；
另外，本发明采用滚道轴承磨床磨削，通过磨削外圆、内孔的方案，可达到理想的圆度。另因磨床支撑与外圆接触，在磨削内孔后外圆有支撑痕迹，为消除该痕迹，特需再增加一次外圆磨，可一次加工出合格产品。
本发明的试验数据如表1所示：
表1
以上数据内锥面高度尺寸数据，从开始测量到截止测量时间，间隔时间27天，通过上表可以得出96％的零件高度尺寸变动量在±0.02之内，零件尺寸稳定可控，放置一段时间后零件高度尺寸96％在±0.04公差范围之内，其它4％的零件尺寸不会超出±0.05，采用该种方案零件合格率大幅提升，质量稳定，能满足批量生产要求。
试验结果：
通过历时三个月小批量试验，该工艺方案可行，各项指标满足上表成品尺寸要求，零件变形可控，为目前薄壁件中间环理想的加工的方案，同时该工艺方案也可应用于其它薄壁件的加工。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种薄壁中间环的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)车内锥、外锥
对用于加工中间环的圆柱形薄壁件毛坯进行车加工处理，加工出中间环的内锥与外锥；其中，内锥与外锥的同轴度小于0.05mm；
2)铣凸台
对车好内锥与外锥的薄壁件进行铣加工处理，沿周向均匀加工出若干凸台；
3)限形压淬
对经过铣加工处理后的薄壁件进行淬火处理，使中间环的锥环圆度小于0.12，硬度大于等于HRC58；
4)粗磨内锥、外锥
以经过限形压淬处理的薄壁件的外锥定位，采用轴承外圆磨床磨削薄壁件的外锥，再使用轴承内圆磨床以磨削好的外锥及端面定位磨削内孔；
5)时效处理
将经过粗磨处理的薄壁件，先在120℃时效处理2小时，再在175～200℃时效处理3小时；
6)精磨内锥、外锥
以经过时效处理的薄壁件的外锥定位，采用轴承外圆磨床磨削薄壁件的外锥，再使用轴承内圆磨床以磨削好的外锥及端面定位磨削内孔。
2.根据权利要求1所述的薄壁中间环的加工方法，其特征在于：所述的步骤2)中，沿周向均匀铣加工有六个凸台。
3.根据权利要求1所述的薄壁中间环的加工方法，其特征在于：所述的步骤3)中，限形压淬的具体工艺过程是：
先加热经步骤2)处理后的薄壁件进行预淬火，然后用压机及模具将零件压住，再用油进行二次淬火及冷却。
4.根据权利要求1所述的薄壁中间环的加工方法，其特征在于：所述的步骤4)中，采用砂轮粒度为60、转速为60m/s的高速砂轮进行粗磨削。
5.根据权利要求1所述的薄壁中间环的加工方法，其特征在于：所述的步骤6)中，采用砂轮粒度为80、转速为60m/s的高速砂轮进行精磨削。
6.根据权利要求1或5所述的薄壁中间环的加工方法，其特征在于：所述的步骤6)中，在磨削内孔的同时采用在线测量。
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