CN109290744B - 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 (4)

1.一种转轴的加工方法,其特征在于:包括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轴体进行夹装,校正内圆跳动为0-0.1mm,根据加工工艺图纸,控制轴体外径圆单圈高度误差不超过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:使用工装夹具将轴体夹装固定,并使用磨床对轴体进行精磨,校正外圆跳动0-0.05mm、内圆跳动0-0.05mm,控制轴体外径圆单圈高度误差不超过0.1mm,表面粗糙度要求为Ra0.1;
(7)划线:测量轴体的外型尺寸后,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:使用工装夹具将轴体夹装,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:使轴体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:对轴体进行无损检测,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;
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-50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。
2.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。
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:步骤(1)、步骤(2)、步骤(4)和步骤(8)中,轴体在夹装过程中应保证受力均匀。
4.一种转轴,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。
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