CN104227333B - 高速磨床托板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速磨床托板的制作方法，本方法首先制作普通碳素结构钢的托板本体和铝青铜的硬质耐磨铜合金长条，托板本体顶面和铜合金长条底面设有对应坡口；制作焊接工装，托板本体和铜合金长条设于焊接工装上并对齐对应坡口；采用钨极氩弧焊同时焊接对应坡口两侧，焊接时先间隔点焊后间隔长度焊接，然后填充焊接直至完成对应坡口两侧的第一层焊接；检测铜合金长条焊接变形量并矫直；实施对应坡口两侧的后续各层焊接并每层焊接后进行矫直；对应坡口焊平并表面着色探伤，铜合金长条进行硬度测试；加工托板本体和铜合金长条至工艺要求尺寸。本方法制得的托板克服了传统整体式托板的缺陷，其耐磨性能优异，有效提高使用寿命，降低制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速磨床托板的制作方法。
背景技术
机床工业是国民经济发展的支柱产业，高速磨床作为机床中的高新技术装备，其自主开发和研制的能力对我国机械制造行业的发展有极其重要的意义，迫切需要高精度、高效率、性能可靠的高速磨床应用于生产过程中。
托板作为高速磨床的一种关键零部件，主要起到定位、支承工件的作用，它的形状和精度直接影响到工件的加工精度。加工时工件放在砂轮和导轮之间并采用托板支承进行磨削；高速磨床托板在几何形状上属于长薄板，容易变形，给托板的平面加工和热处理带来很大困难，因此通常采用整体式的高速磨床托板。尤其在磨削小直径工件时用的薄托板，其厚度一般为4-15mm，该薄托板最易损坏并且加工难度大。整体式托板在实际使用时存在一定的缺陷，其使用寿命低、材料耗用大，企业每年用于更换托板的费用在生产成本中占很大比重；易磨损和碎裂，由于托板的工作部分厚度较薄，其损坏形式50%为磨损、35%为碎裂、15%为工作部分崩坏；制造困难，由于托板为台阶状长薄板，不易提高刨削的加工效率且增加工时费用。该整体式托板热处理变形难以控制，在淬火和回火时产生弯曲和斜扭，其中5%因热处理变形而报废。为此，现在大部分企业已推广使用了组合式高速磨床托板，并相应完善了加工工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高速磨床托板的制作方法，利用本方法制得的高速磨床托板克服了传统整体式托板的缺陷，托板的耐磨性能优异，有效提高托板的使用寿命，降低了托板的制作成本。
为解决上述技术问题，本发明高速磨床托板的制作方法包括如下步骤：
步骤一、制作托板本体和硬质耐磨铜合金长条，托板本体材质为普通碳素结构钢，硬质耐磨铜合金长条材质为铝青铜，采用刨床在托板本体顶面两侧分别刨出台阶，托板本体顶面和硬质耐磨铜合金长条底面分别设有对应坡口；
步骤二、制作焊接工装和若干压板，焊接工装为一平台并在平台上开有长条通孔，托板本体和硬质耐磨铜合金长条通过若干压板和螺栓设于焊接工装上，将硬质耐磨铜合金长条底面设于托板本体顶面并对齐对应坡口，对应坡口位于焊接工装的长条通孔位置，并控制其错边量≤0.3mm、平行度≤0.5mm；
步骤三、清理对应坡口处及周围20mm附近油污、锈迹杂质，预热对应坡口至150±10℃，采用钨极氩弧焊同时焊接对应坡口两侧，焊接时采用直径1.2mm的铝青铜焊丝，焊接电流120-130A，首先从对应坡口中点向两边间隔100mm进行点焊，点焊后从对应坡口中间向两边每焊接70mm间隔70mm，间隔焊接后填充焊接间隔焊接的空隙，直至完成对应坡口两侧的第一层焊接；
步骤四、松开硬质耐磨铜合金长条上的压板，检测硬质耐磨铜合金长条的焊接变形量，变形量控制在≤0.5mm，否则锤击焊缝和托板本体予以矫直；
步骤五、重复紧固硬质耐磨铜合金长条上的压板，实施对应坡口两侧的后续各层焊接，每层焊接的焊缝厚度≤2mm，后续各层焊接后执行步骤四对硬质耐磨铜合金长条的焊接变形量进行矫直；
步骤六、对应坡口焊平，焊缝高于托板本体0.5-1mm，层间温度50-150℃，通过锤击托板本体将硬质耐磨铜合金长条的长度变形量矫直到≤0.5mm，对应坡口焊缝处表面着色探伤，保证无裂纹，对硬质耐磨铜合金长条进行硬度测试，要求HRC40±2；
步骤七、采用数控镗铣床加工托板本体和硬质耐磨铜合金长条至工艺要求尺寸并预留磨损余量，铣出托板本体两侧的相应斜面落差和键槽，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。
进一步，上述托板本体顶面和硬质耐磨铜合金长条底面的对应坡口是钝边坡口，钝边坡口的顶角为120°。
进一步，上述焊接工装平台上长条通孔的截面形状为梯形。
进一步，上述铝青铜焊丝的重量成分含量为：19%Al、81%Cu。
由于本发明高速磨床托板的制作方法采用了上述技术方案，即本方法首先制作普通碳素结构钢的托板本体和铝青铜的硬质耐磨铜合金长条，托板本体顶面两侧分别刨出台阶，托板本体顶面和硬质耐磨铜合金长条底面分别设有对应坡口；制作焊接工装和若干压板，托板本体和硬质耐磨铜合金长条通过若干压板和螺栓设于焊接工装上并对齐对应坡口；清理对应坡口处及周围20mm附近油污、锈迹杂质并预热，采用钨极氩弧焊同时焊接对应坡口两侧，焊接时先间隔点焊后间隔长度焊接，然后填充焊接直至完成对应坡口两侧的第一层焊接；松开硬质耐磨铜合金长条上的压板，检测其焊接变形量，变形量超标锤击焊缝和托板本体予以矫直；重复紧固压板后实施对应坡口两侧的后续各层焊接，每层焊接后对硬质耐磨铜合金长条的焊接变形量进行矫直；对应坡口焊平并矫直硬质耐磨铜合金长条，对应坡口焊缝处表面着色探伤，保证无裂纹，对硬质耐磨铜合金长条进行硬度测试；加工托板本体和硬质耐磨铜合金长条至工艺要求尺寸并预留磨损余量，铣出托板本体两侧的相应斜面落差和键槽，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。本方法制得的高速磨床托板克服了传统整体式托板的缺陷，托板的耐磨性能优异，有效提高托板的使用寿命，降低了托板的制作成本。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明高速磨床托板的制作方法中托板本体的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明高速磨床托板的制作方法中焊接工装的结构示意图；
图4为本发明高速磨床托板的制作方法中焊接的装配图；
图5为本方法制得的高速磨床托板的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明高速磨床托板的制作方法包括如下步骤：
步骤一、制作托板本体1和硬质耐磨铜合金长条4，托板本体1材质为普通碳素结构钢，标号为Q235，硬质耐磨铜合金长条4材质为铝青铜，标号为AMPCO 21，采用刨床在托板本体1顶面两侧分别刨出台阶11，托板本体1顶面和硬质耐磨铜合金长条4底面分别设有对应坡口12；
步骤二、制作焊接工装2和若干压板3，焊接工装2为一平台并在平台上开有长条通孔21，托板本体1和硬质耐磨铜合金长条4通过若干压板3和螺栓设于焊接工装2上，将硬质耐磨铜合金长条4底面设于托板本体1顶面并对齐对应坡口12，对应坡口12位于焊接工装2的长条通孔21位置便于对应坡口12两侧的焊接操作，并控制其错边量≤0.3mm、平行度≤0.5mm；
步骤三、清理对应坡口12处及周围20mm附近油污、锈迹杂质，预热对应坡口12至150±10℃，采用钨极氩弧焊同时焊接对应坡口12两侧，焊接时采用直径1.2mm的铝青铜焊丝，焊接电流120-130A，首先从对应坡口12中点向两边间隔100mm进行点焊，点焊后从对应坡口12中间向两边每焊接70mm间隔70mm，间隔焊接后填充焊接间隔焊接的空隙，直至完成对应坡口12两侧的第一层焊接；
步骤四、松开硬质耐磨铜合金长条4上的压板，检测硬质耐磨铜合金长条4的焊接变形量，变形量控制在≤0.5mm，否则锤击焊缝和托板本体1予以矫直；
步骤五、重复紧固硬质耐磨铜合金长条4上的压板，实施对应坡口12两侧的后续各层焊接，每层焊接的焊缝厚度≤2mm，后续各层焊接后执行步骤四对硬质耐磨铜合金长条4的焊接变形量进行矫直；
步骤六、对应坡口12焊平，焊缝高于托板本体0.5-1mm，层间温度50-150℃，通过锤击托板本体1将硬质耐磨铜合金长条4的长度变形量矫直到≤0.5mm，对应坡口12焊缝处表面着色探伤，保证无裂纹，对硬质耐磨铜合金长条4进行硬度测试，要求HRC40±2；
步骤七、采用数控镗铣床加工托板本体1和硬质耐磨铜合金长条4至工艺要求尺寸并预留磨损余量，铣出托板本体1两侧的相应斜面14落差和键槽13，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。
进一步，上述托板本体1顶面和硬质耐磨铜合金长条4底面的对应坡口12是钝边坡口，钝边坡口的顶角为120°。
进一步，上述焊接工装2平台上长条通孔21的截面形状为梯形。
进一步，上述铝青铜焊丝的重量成分含量为：19%Al、81%Cu。
本方法制得的高速磨床托板采用Q235托板本体和AMPCO21硬质耐磨铜合金长条构成，托板工作时硬质耐磨铜合金长条直接与工件摩擦，其具有较高的耐磨和耐蚀性能，在摩擦和腐蚀都比较严重的情况下，其使用效果和使用寿命是模具钢难以达到的，而托板本体在实际工作时起辅助作用，并不用于与工件直接摩擦，因此其材料选用廉价的普通碳素结构钢极大降低了托板的制作成本，减少了昂贵的硬质耐磨铜合金用料，相比全部采用AMPCO21硬质耐磨铜合金或模具钢制造的整体式托板，该类整体式托板材料采购价为4万元/件，制造成本为3.2万元/件，而本高速磨床托板材料及制造成本约为8千元/件，大大节约了托板的材料和制造成本。
Claims (4)
1.一种高速磨床托板的制作方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、制作托板本体和硬质耐磨铜合金长条，托板本体材质为普通碳素结构钢，硬质耐磨铜合金长条材质为铝青铜，采用刨床在托板本体顶面两侧分别刨出台阶，托板本体顶面和硬质耐磨铜合金长条底面分别设有对应坡口；
步骤二、制作焊接工装和若干压板，焊接工装为一平台并在平台上开有长条通孔，托板本体和硬质耐磨铜合金长条通过若干压板和螺栓设于焊接工装上，将硬质耐磨铜合金长条底面设于托板本体顶面并对齐对应坡口，对应坡口位于焊接工装的长条通孔位置，并控制其错边量≤0.3mm、平行度≤0.5mm；
步骤三、清理对应坡口处及周围20mm附近油污、锈迹杂质，预热对应坡口至150±10℃，采用钨极氩弧焊同时焊接对应坡口两侧，焊接时采用直径1.2mm的铝青铜焊丝，焊接电流120-130A，首先从对应坡口中点向两边间隔100mm进行点焊，点焊后从对应坡口中间向两边每焊接70mm间隔70mm，间隔焊接后填充焊接间隔焊接的空隙，直至完成对应坡口两侧的第一层焊接；
步骤四、松开硬质耐磨铜合金长条上的压板，检测硬质耐磨铜合金长条的焊接变形量，变形量控制在≤0.5mm，否则锤击焊缝和托板本体予以矫直；
步骤五、重复紧固硬质耐磨铜合金长条上的压板，实施对应坡口两侧的后续各层焊接，每层焊接的焊缝厚度≤2mm，后续各层焊接后执行步骤四对硬质耐磨铜合金长条的焊接变形量进行矫直；
步骤六、对应坡口焊平，焊缝高于托板本体0.5-1mm，层间温度50-150℃，通过锤击托板本体将硬质耐磨铜合金长条的长度变形量矫直到≤0.5mm，对应坡口焊缝处表面着色探伤，保证无裂纹，对硬质耐磨铜合金长条进行硬度测试，要求HRC40±2；
步骤七、采用数控镗铣床加工托板本体和硬质耐磨铜合金长条至工艺要求尺寸并预留磨损余量，铣出托板本体两侧的相应斜面落差和键槽，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。
2.根据权利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于：托板本体顶面和硬质耐磨铜合金长条底面的对应坡口是钝边坡口，钝边坡口的顶角为120°。
3.根据权利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于：焊接工装平台上长条通孔的截面形状为梯形。
4.根据权利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于：铝青铜焊丝的重量成分含量为：19%Al、81%Cu。
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