CN105798553A - 一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法 - Google Patents
一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其具体方法步骤包括：(1)配制低熔点合金，并校直工件；(2)热处理；(3)钳加工；(4)工件预热；(5)熔化合金；(6)浇注合金；(7)冷却；(8)拆卸；(9)工件精加工；(10)合金溶解；(11)熔合金；(12)清理工件；(13)合金回收；(14)钳加工。本发明有效解决细长杆选档阀轴向偏心油孔与径向油槽结构对零件刚性不足而产生变形的问题；操作方便，增强了细长杆选档阀的加工刚性，加工出来的细长杆选档阀质量稳定，并且合金的配制及浇熔工艺过程简便、快捷，合金熔点低，能耗少，极大地降低了企业的生产成本，可推广运用于其它类式细长杆选档阀零件的加工。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体是涉及一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法。
背景技术
如图1至图4所示，对于细长杆选档阀类零件，其轴向偏心泄油孔与径向油槽垂直交叉，该类零件长径比大，在精加工过程中常因刚性不足而产生挠性变形，影响零件的加工精度要求。根据现有技术可采用浇注合金的方法增加细长杆零件的加工刚性，但其合金浇注方法仅适用于管类零件，对于轴向偏心孔与径向油槽接通的零件进行合金浇熔方法及合金配制均未涉及。因为，配制合金的熔点及膨胀系数直接关系到细长杆选档阀的尺寸精度和形位公差，从而产生废品。精加工后合金的溶解温度对于零件的变形影响较大，如合金的配制不当会直接影响零件的尺寸及形位公差，且影响合金的回收利用率和合金溶解时的能耗成本，不利于企业降本增效。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法。使用该方法能保证细长杆类零件的尺寸公差及形位公差，减少废品率；且合金的配制简便、易于回收，合金浇熔过程方便、快捷，能耗低。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其具体方法步骤如下：
(1)配制低熔点合金，并校直工件；
(2)热处理：待工件油槽和油孔加工后进行低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件内应力；
(3)钳加工：对工件径向开口油槽进行密封包扎；
(4)工件预热：将工件放于烘箱中预热并保温，加热温度至110℃±10℃，保温30分钟；
(5)熔化合金：合金加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温待浇注；
(6)浇注合金：测量并控制液态合金温度，从烘箱中取出工件进行合金浇注，浇注过程中保证工件油孔和油槽处浇足；
(7)冷却：工件浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸工件上的包扎附属物，用保护套对工件进行保护；
(9)工件精加工：取下保护套，按工艺要求用莫式锥柄工件进行精车或精磨加工，保证工件的尺寸要求和形位公差；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过工件；
(11)熔合金：把工件放入油液中加热，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理工件：取出工件，清除残存在细长杆选档阀油孔及油槽表面上的合金，用煤油清洗工件；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金并备用；
(14)钳加工：清除精加工后工件表面产生的锐边毛刺；
所述步骤(1)中低熔点合金由铋、铅、锡、镉组成，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％；其配制方法为：将铋、铅、锡、镉四种材料按比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
所述步骤(5)中保温温度为230℃。
所述步骤(6)中测量并控制液态合金温度的方法是：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比：本发明有效解决细长杆选档阀轴向偏心油孔与径向油槽结构对零件刚性不足而产生变形的问题；操作方便，增强了细长杆选档阀的加工刚性，加工出来的细长杆选档阀质量稳定，并且合金的配制及浇熔工艺过程简便、快捷，合金熔点低，能耗少，极大地降低了企业的生产成本，可推广运用于其它类式细长杆选档阀零件的加工。
附图说明
图1是本发明待加工细长杆选档阀的结构示意图；
图2是图1的I处放大示意图；
图3是图1的A-A向视图；
图4是图1的B-B向视图；
图5是本发明中保护套的结构示意图；
图6是本发明中选档阀顶针的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明所述的一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其具体方法步骤如下：
(1)配制低熔点合金，并校直工件；
(2)热处理：待工件油槽和油孔加工后进行低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件内应力；
(3)钳加工：对工件径向开口油槽进行密封包扎；
(4)工件预热：将工件放于烘箱中预热并保温，加热温度至110℃±10℃，保温30分钟；
(5)熔化合金：合金加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温待浇注；
(6)浇注合金：测量并控制液态合金温度，从烘箱中取出工件进行合金浇注，浇注过程中保证工件油孔和油槽处浇足；
(7)冷却：工件浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸工件上的包扎附属物，用保护套对工件进行保护；
(9)工件精加工：取下保护套，按工艺要求用莫式锥柄工件进行精车或精磨加工，保证工件的尺寸要求和形位公差；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过工件；
(11)熔合金：把工件放入油液中加热，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理工件：取出工件，清除残存在细长杆选档阀油孔及油槽表面上的合金，用煤油清洗工件；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金并备用；
(14)钳加工：清除精加工后工件表面产生的锐边毛刺；
所述步骤(1)中低熔点合金由铋、铅、锡、镉组成，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％；其配制方法为：将铋、铅、锡、镉四种材料按比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
所述步骤(5)中保温温度为230℃。
所述步骤(6)中测量并控制液态合金温度的方法是：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温。
下面以细长杆选档阀为例进一步详细说明本发明的技术方案。
如图1至图6所示，以细长杆选档阀为例，采用本发明所述的增强细长杆类零件加工刚性的加工方法加工如图1所述的细长杆选档阀，其具体方法步骤如下：
第一、配制低熔点合金：
1、采购铋、铅、锡、镉四种材料进行配制，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％，四种金属材料按上述比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
第二、设计、制造加工工装：
本发明所涉及到的加工工装主要包括选档阀顶针和保护套；如图6所示，所述选档阀顶针设计为莫式锥柄结构，所述莫式锥柄与机床尾座连接，莫式锥柄的右端内孔设计成60°锥面，且60°锥面与细长杆选档阀左端的外圆倒角面贴合；这样，在细长杆选档阀精加工时，可以使莫式锥柄顶车或磨加工外圆，保证细长杆选档阀的尺寸和形位公差要求；选档阀顶针材料选用碳素工具钢T12A制造，硬度要求HRC60～64，莫式锥柄与60°锥面同轴度不大于0.005。如图5所示，所述保护套为底部未通孔圆筒形结构，保护套制造材料选用铝合金6A02-T6，保护套表面要求无色阳极化处理，外圆设置成网纹滚花，其中保护套的内孔φQ与细长杆选档阀的外圆φd1为间隙配合。
第三、合金浇熔：其具体浇熔工艺过程如下：
(1)校直细长杆选档阀：在校直机上校直如图1所示的细长杆选档阀，细长杆选档阀的外圆φd1跳动量不大于0.05，外圆φd2跳动量不大于0.15；在细长杆选档阀精加工前要求留加工余量0.15-0.2mm；
(2)热处理：低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件内应力；
(3)钳加工：根据细长杆选档阀径向油槽宽度，首先将材料为δ0.5-HNY300的石棉橡胶板制成条状；然后将条状的石棉橡胶板包扎在细长杆选档阀的对应油槽口处，并用白色胶布包扎细长杆选档阀，使其油槽密封包严；
(4)细长杆选档阀预热：将细长杆选档阀放于烘箱中，加热至110℃±10℃，保温30分钟，待浇注；
(5)熔化合金：领取第一步预先配制的低熔点合金，将其加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温至230℃待浇注；
(6)浇注合金：其具体浇注方法如下：
A、测量合金温度：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，要求控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温；
B、从烘箱中取出细长杆选档阀略微倾斜，往泄油大孔φd3中浇注，然后向泄油小孔φd4中浇注，保证细长杆选档阀径向油槽和轴向泄油孔浇足，当存在浇注不足现象时应拆除包扎在细长杆选档阀上的石棉橡胶板和胶布，溶解合金并清洗细长杆选档阀重新浇注。
(7)冷却：细长杆选档阀浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸细长杆选档阀上包扎的石棉橡胶板和胶布，将保护套清洗干净后对细长杆选档阀对进行保护，其中保护套的内孔φQ设计为φd1max+(0.68-0.83)mm；
(9)细长杆选档阀精加工：取下保护套，用选档阀顶针定位装夹，按工艺要求对细长杆选档阀进行顶车或精磨加工，保证细长杆选档阀尺寸φd1max+(0.03～0.04)mm和φd2max+(0.03～0.04)mm及形位公差要求；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过细长杆选档阀；
(11)熔合金：把细长杆选档阀放入油液中加热至155℃±5℃，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理细长杆选档阀：取出细长杆选档阀，清除残存在细长杆选档阀泄油孔φd3和φd4内及径向开口油槽表面上的合金，用煤油清洗细长杆选档阀；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金备用；
(14)钳加工：清除细长杆选档阀表面产生的锐边毛刺，用保护套保护细长杆选档阀封存，其中保护套的内孔φQ设计为φd1max+(0.53mm-0.68mm)；
(15)检验：按设计要求检验工件尺寸及形位公差。
Claims (4)
1.一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其特征在于：具体方法步骤如下：
(1)配制低熔点合金，并校直工件；
(2)热处理：待工件油槽和油孔加工后进行低温回火，加热到150℃±10℃保温2小时，随炉空冷，消除工件内应力；
(3)钳加工：对工件径向开口油槽进行密封包扎；
(4)工件预热：将工件放于烘箱中预热并保温，加热温度至110℃±10℃，保温30分钟；
(5)熔化合金：合金加热溶解，撇去浮渣及杂物，保温待浇注；
(6)浇注合金：测量并控制液态合金温度，从烘箱中取出工件进行合金浇注，浇注过程中保证工件油孔和油槽处浇足；
(7)冷却：工件浇注后进行空冷降温，直至合金冷凝为固态；
(8)拆卸：拆卸工件上的包扎附属物，用保护套对工件进行保护；
(9)工件精加工：取下保护套，按工艺要求用莫式锥柄工件进行精车或精磨加工，保证工件的尺寸要求和形位公差；
(10)合金溶解：在金属容器中注入机油，油液深度应能没过工件；
(11)熔合金：把工件放入油液中加热，严控油液温度使其合金充分溶解；
(12)清理工件：取出工件，清除残存在细长杆选档阀油孔及油槽表面上的合金，用煤油清洗工件；
(13)合金回收：分离金属容器中的合金与机油，保存合金并备用；
(14)钳加工：清除精加工后工件表面产生的锐边毛刺。
2.根据权利要求1所述的一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其特征在于：所述步骤(1)中低熔点合金由铋、铅、锡、镉组成，其中，铋、铅、锡、镉的质量百分比含量分别为：铋50％、铅26.7％、锡13.3％、镉10％；其配制方法为：将铋、铅、锡、镉四种材料按比例配制后放于金属容器中加热，待各种金属溶解后搅拌均匀，然后进行冷却凝固便可配制成低熔点合金，该合金熔点为138.5℃，冷凝时膨胀系数为0.05％。
3.根据权利要求1所述的一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其特征在于：所述步骤(5)中保温温度为230℃。
4.根据权利要求1所述的一种增强细长杆类零件加工刚性的加工方法，其特征在于：所述步骤(6)中测量并控制液态合金温度的方法是：用不锈钢料勺盛装合金溶液，并测量其温度，控制在210℃±10℃待浇，偏高时空冷降温。
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