CN109290744A - 一种转轴及转轴加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转轴及转轴加工方法，包括如下步骤：粗车—半精车—热处理—精车—热处理—精磨—划线—钻孔—攻丝—热处理—装配—入库。本发明公开了一种轴体的加工工艺，采用了三道热处理工艺和热套装配工艺，与传统加工工艺相比，第一道和第二道热处理工艺采用去应力退火，消除每道机械加工产生的加工应力，第三道热处理工艺采用正火工艺，替代调质处理，降低成本，最后采用热套工艺使轴体能够与轴承内、外圆面进行过盈配合；使用本发明的一种轴体加工方法能够降低机械加工的难度，增加了加工机械的使用寿命，同时还能减小能耗，降低加工成本，提高了轴体的质量。

Description

一种转轴及转轴加工方法
技术领域
本发明涉及一种机械加工工艺相关技术领域，具体涉及一种转轴及转轴加工方法。
背景技术
转轴，顾名思义即是连接产品零部主件必须用到的、用于转动工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴，转轴磨损是轴使用过程中常见的设备问题，主要是由轴的金属特性 造成的:金属虽然硬度高，但是退让性差、抗冲击性能差、抗疲劳性能差，因此容易造 成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等。大部分的轴类磨损不易察觉，只有 出现机器高温、跳动幅度大、异响等情况时，才会引起察觉，但是到人们发觉时，大 部分传动轴都已磨损，从而造成机器停机，为此我们提出一种转轴及转轴加工方法以 解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种转轴及转轴加工方法，可以有效提高转轴质量，降低成本，在转轴损坏后能够快速更换，不影响机械的连续使用。 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种转轴及转轴加工方法，所述转 轴的加工步骤如下：
(1)粗车：使用工装夹具将锻件毛坯进行夹装，校正外圆跳动0-0.5mm、内圆跳动0-1.6mm，根据加工工艺图纸进行粗车加工，控制轴体外径圆单圈高度误差不超过 0.8mm；
(2)半精车：使用工装夹具将粗车后的锻件进行夹装，校正外圆跳动为0-0.1mm，根据加工工艺图纸进行半精车加工，控制轴体外径圆单圈高度误差不超过0.2mm；
(3)热处理：将轴体放入热处理炉内进行去应力退火加热，温度控制在400-550度，加热时间控制在3小时，加热完成后随炉冷却至常温；
(4)精车：使用工装夹具将热处理后的锻件进行夹装，校正内圆跳动为0-0.1mm，根据加工工艺图纸，控制轴体外径高度误差不超过0.1mm，表面粗糙度要求为Ra3.2；
(5)热处理：将轴体放入热处理炉内进行去应力退火加热，温度控制在400-550度，加热时间控制在2小时，加热完成后随炉冷却至常温；
(6)精磨：使用工装夹具将零件夹装固定，并使用磨床对零件进行精磨，校正外圆跳 动0-0.05mm、内圆跳动0-0.05mm，控制轴体外径高度误差不超过0.1mm，表面粗糙度 要求为Ra0.1；
(7)划线：测量零件的外型尺寸后，按照图纸要求进行划线和定位工序；
(8)钻孔：对照图纸检测划线尺寸，确保尺寸正确无误后再进行钻孔工序，将轴体基 准面放在摇臂钻工作台等高台上，用夹具加紧，保证零件水平稳定，将钻头中心对准 孔圆心位置进行钻孔，控制孔直径误差不超过0.1mm；
(9)攻丝：使用工装夹具将零件夹装，校正丝锥与孔洞的相对位置，确保丝锥中轴线 与孔洞中轴线重合，攻丝时保持7-12m/min的切削速度，攻丝过程中每攻丝1圈须倒 转1/2圈用以排出切削屑，同时应对丝锥和孔洞喷撒硫化油作为冷却介质；
(10)热处理：使零件常温装入热处理炉进行正火加热，在3-4小时内将炉温升至860 度，保温3小时后出炉空冷。
(11)装配：完成加工的轴体分为母头零件和公头零件，将母头零件、公头零件与轴承进行试装配，母头零件在正火工艺出炉时立即套入轴承外圆面后空冷，公头零件完 成正火工艺后继续冷却至-50度时立即插入轴承内圆面，进而恢复至常温，观测试装配 后的效果，测出初步游隙，根据计算数据和初步游隙最终确定加工尺寸；
(12)入库：对零件进行无损检测，并完成清洗、包装和出具产品合格证，最后放入仓库做好记录。
作为上述方案的进一步优化，所述所述锻件毛坯材料采用碳素结构钢，牌号为50Mn。
作为上述方案的进一步优化，在步骤(1)、步骤(2)、步骤(4)、步骤(7)和步 骤(8)中，零件在夹装过程中应保证零件受力均匀。
与已有技术相比，本发明的一种转轴及转轴加工方法，具备如下有益效果：
1.本发明的一种转轴及转轴加工方法，运用两次去应力退火，消除了轴体在机械加工过程中产生加工应力，使零件在下一道机械加工工序更加容易加工，减小加工变 形、开裂的倾向，提高了加工成功率。
2.本发明的一种转轴及转轴加工方法，最终热处理使用了正火热处理替代了传统的调制处理，在保证产品质量的前提下简化了工序，降低了能耗，提供了生产效率。
3.本发明的一种转轴及转轴加工方法，在轴体连接轴承的工序中使用了热套装配工艺，同传统焊接工艺相比，减小了能源损耗，加快了工作效率，提高了连接质量， 防止因焊接造成轴体缺陷和性能下降。
4.本发明的一种转轴及转轴加工方法，在母头零件、公头零件背面中央处分别开设的螺孔Ⅰ和螺孔Ⅱ与所需传动的机构既可进行螺接，也可采用传统焊接，按需采用 不同的连接方式，降低了转轴与转动机构连接的难度。
附图说明
图1为本发明的轴体装配剖视图；
图2为本发明的母头零件侧视图和正视图；
图3为本发明的公头零件侧视图和正视图；
图4为本发明的轴承侧视图和正视图。
图中：母头零件1、公头零件2、轴承3。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解 释本发明，并不用于限制本发明的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种转轴及转轴加工方法，包括如下步骤：
(1)粗车：使用工装夹具将锻件毛坯进行夹装，校正外圆跳动0-0.5mm、内圆跳动0-1.6mm，根据加工工艺图纸进行粗车加工，控制轴体外径圆单圈高度误差不超过 0.8mm；
(2)半精车：使用工装夹具将粗车后的锻件进行夹装，校正外圆跳动为0-0.1mm，根据加工工艺图纸进行半精车加工，控制轴体外径圆单圈高度误差不超过0.2mm；
(3)热处理：将轴体放入热处理炉内进行去应力退火加热，温度控制在400-550度，加热时间控制在3小时，加热完成后随炉冷却至常温；
(4)精车：使用工装夹具将热处理后的锻件进行夹装，校正内圆跳动为0-0.1mm，根据加工工艺图纸，控制轴体外径高度误差不超过0.1mm，表面粗糙度要求为Ra3.2；
(5)热处理：将轴体放入热处理炉内进行去应力退火加热，温度控制在400-550度，加热时间控制在2小时，加热完成后随炉冷却至常温；
(6)精磨：使用工装夹具将零件夹装固定，并使用磨床对零件进行精磨，校正外圆跳 动0-0.05mm、内圆跳动0-0.05mm，控制轴体外径高度误差不超过0.1mm，表面粗糙度 要求为Ra0.1；
(7)划线：测量零件的外型尺寸后，按照图纸要求进行划线和定位工序；
(8)钻孔：对照图纸检测划线尺寸，确保尺寸正确无误后再进行钻孔工序，将轴体基 准面放在摇臂钻工作台等高台上，用夹具加紧，保证零件水平稳定，将钻头中心对准 孔圆心位置进行钻孔，控制孔直径误差不超过0.1mm；
(9)攻丝：使用工装夹具将零件夹装，校正丝锥与孔洞的相对位置，确保丝锥中轴线 与孔洞中轴线重合，攻丝时保持7-12m/min的切削速度，攻丝过程中每攻丝1圈须倒 转1/2圈用以排出切削屑，同时应对丝锥和孔洞喷撒硫化油作为冷却介质；
(10)热处理：使零件常温装入热处理炉进行正火加热，在3-4小时内将炉温升至860 度，保温3小时后出炉空冷。
(11)装配：完成加工的轴体分为母头零件1和公头零件2，将母头零件1、公头零件2与轴承进行试装配，母头零件1在正火工艺出炉时立即套入轴承外圆面后空冷，公头 零件2完成正火工艺后继续冷却至-50度时立即插入轴承内圆面，进而恢复至常温，观 测试装配后的效果，测出初步游隙，根据计算数据和初步游隙最终确定加工尺寸；
(12)入库：对零件进行无损检测，并完成清洗、包装和出具产品合格证，最后放入仓库做好记录。
本发明的一种转轴及转轴加工方法采用了两次去应力退火，与传统机械加工相比， 消除了每道机械加工工序给零件留下的加工应力，使零件在下一道机械加工工序不易出现加工变形、开裂的现象，提高了产品合格率和质量；本发明的一种转轴及转轴加 工方法采用的最终热处理工艺，使用正火热处理替代了传统的调制处理，在保证产品 质量的前提下简化了工序，降低了能耗，提供了生产效率；本发明的一种转轴及转轴 加工方法采用了热套装配工艺，在轴体连接轴承的工序中，同传统焊接工艺相比，防 止因焊接高温而造成轴体缺陷和转轴性能下降，减小了能源损耗，加快了装配效率， 提高了连接质量；本发明的一种转轴及转轴加工方法，在母头零件1、公头零件2背面 中央处分别开设的螺孔Ⅰ和螺孔Ⅱ与所需传动的机构既可进行螺接，也可采用传统焊 接，按需采用不同的连接方式，降低了转轴与转动机构连接的难度。
仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种转轴的加工方法，其特征在于：包括所述轴体的加工步骤如下：
(1)粗车：使用工装夹具将锻件毛坯进行夹装，校正外圆跳动0-0.5mm、内圆跳动0-1.6mm，根据加工工艺图纸进行粗车加工，控制轴体外径圆单圈高度误差不超过0.8mm；
(2)半精车：使用工装夹具将粗车后的锻件进行夹装，校正外圆跳动为0-0.2mm，根据加工工艺图纸进行半精车加工，控制轴体外径圆单圈高度误差不超过0.3mm；
(3)热处理：将轴体放入热处理炉内进行去应力退火加热，温度控制在400-550度，加热时间控制在3小时，加热完成后随炉冷却至常温；
(4)精车：使用工装夹具将热处理后的锻件进行夹装，校正内圆跳动为0-0.1mm，根据加工工艺图纸，控制轴体外径高度误差不超过0.1mm，表面粗糙度要求为Ra3.2；
(5)热处理：将轴体放入热处理炉内进行去应力退火加热，温度控制在400-550度，加热时间控制在2小时，加热完成后随炉冷却至常温；
(6)精磨：使用工装夹具将零件夹装固定，并使用磨床对零件进行精磨，校正外圆跳动0-0.05mm、内圆跳动0-0.05mm，控制轴体外径高度误差不超过0.1mm，表面粗糙度要求为Ra0.1；
(7)划线：测量零件的外型尺寸后，按照图纸要求进行划线和定位工序；
(8)钻孔：对照图纸检测划线尺寸，确保尺寸正确无误后再进行钻孔工序，将轴体基准面放在摇臂钻工作台等高台上，用夹具加紧，保证零件水平稳定，将钻头中心对准孔圆心位置进行钻孔，控制孔直径误差不超过0.1mm；
(9)攻丝：使用工装夹具将零件夹装，校正丝锥与孔洞的相对位置，确保丝锥中轴线与孔洞中轴线重合，攻丝时保持7-12m/min的切削速度，攻丝过程中每攻丝1圈须倒转1/2圈用以排出切削屑，同时应对丝锥和孔洞喷撒硫化油作为冷却介质；
(10)热处理：使零件常温装入热处理炉进行正火加热，在3-4小时内将炉温升至860度，保温3小时后出炉空冷。
(11)装配：完成加工的轴体分为母头零件(1)和公头零件(2)，将母头零件(1)、公头零件(2)与相应轴承(3)进行试装配，母头零件(1)在正火工艺出炉时立即套入相应轴承(3)外圆面后空冷，公头零件(2)完成正火工艺后继续冷却至-50度时立即插入相应轴承(3)内圆面，进而恢复至常温，观测试装配后的效果，测出初步游隙，根据计算数据和初步游隙最终确定加工尺寸；
(12)入库：对零件进行无损检测，并完成清洗、包装和出具产品合格证，最后放入仓库做好记录。
2.一种转轴，其特征在于：具备所述权利要求1记载的加工方法形成的转轴。
3.根据权利要求1所述的一种转轴的加工方法，其特征在于：所述锻件毛坯材料采用碳素结构钢，牌号为50Mn。
4.根据权利要求1所述的一种转轴的加工方法，其特征在于：所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(4)、步骤(7)和步骤(8)中，零件在夹装过程中应保证零件受力均匀。
5.根据权利要求1所述的一种转轴的加工方法，其特征在于：所述轴承(3)外径相较于母头零件(1)圆孔内径大0.05mm,母头零件(1)在正火出炉时温度为860度，母头零件(1)尺寸发生膨胀，套入轴承(3)外圆面后空冷，母头零件(1)冷却后尺寸缩小，母头零件(1)进而与轴承(3)外圆面达到过盈配合；所述轴承(3)内径相较于公头零件(2)公头外径小0.05mm，当公头零件(2)冷却至-30度时，公头零件(2)尺寸发生缩小，插入轴承(3)内圆面，公头零件(2)恢复常温后尺寸恢复，公头零件(2)进而与轴承(3)内圆面达到过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种转轴的加工方法，其特征在于：所述锻件毛坯材料采用碳素结构钢，牌号为50Mn。
7.根据权利要求1所述的一种转轴的加工方法，其特征在于：所述轴承(3)外径相较于母头零件(1)圆孔内径大0.05mm,母头零件(1)在正火出炉时温度为860度，母头零件(1)尺寸发生膨胀，套入轴承(3)外圆面后空冷，母头零件(1)冷却后尺寸缩小，母头零件(1)进而与轴承(3)外圆面达到过盈配合；所述轴承(3)内径相较于公头零件(2)公头外径小0.05mm，当公头零件(2)冷却至-30度时，公头零件(2)尺寸发生缩小，插入轴承(3)内圆面，公头零件(2)恢复常温后尺寸恢复，公头零件(2)进而与轴承(3)内圆面达到过盈配合。
8.根据权利要求1所述的一种转轴的加工方法，其特征在于：所述母头零件背面中央开设有螺孔Ⅰ，所述公头零件背面开设有螺孔Ⅱ。
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WO2021196727A1 (zh) * 2020-03-29 2021-10-07 至玥腾风科技集团有限公司 一种高速转子的制造方法

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