CN110653577A - 一种钛合金端盖、轮轨检测仪器及钛合金端盖的加工方法 - Google Patents

一种钛合金端盖、轮轨检测仪器及钛合金端盖的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钛合金端盖，包括：第一盖体，用于连接所述钛合金端盖外部的零件；第二盖体，与所述第一盖体并排设置；以及连接部，连接于所述第一盖体和所述第二盖体之间；其中，所述第一盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续，且所述第二盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续。基于上述技术方案，本发明实施例至少提供耐酸碱腐蚀、高强度、轻巧美观的钛合金端盖、轮轨检测仪器，并提供一种加工效率较高的钛合金端盖的加工方法。

Description

一种钛合金端盖、轮轨检测仪器及钛合金端盖的加工方法
技术领域
本发明涉及高铁检测设备用零配件领域，具体涉及轮轨检测仪器用零配件，尤其涉及一种钛合金端盖、轮轨检测仪器及钛合金端盖的加工方法。
背景技术
端盖是装配于轮轨检测仪端部，并用于固定内部传感器的结构件。由于轮轨检测仪的工作环境往往比较恶劣，这就要求端盖的外壳能够抗污染、耐腐蚀、高强度，同时，作为检测仪器，又要求端盖的外形轻巧美观。而现有的端盖部分使用铁质材料加工，容易被腐蚀和污染，对内部传感器的正常工作产生影响，部分使用铝制材料加工，虽然不容易被腐蚀和污染，但是强度不足。
而钛金属兼具抗污染、耐腐蚀、高强度等优点，被广泛应用与航空、航天、化工、石油、冶金、电力、海水淡化、军民用各类舰艇、汽车制造、医疗卫生及许多日常生活用品等等诸多领域。钛在地球中的储量仅次于铁和铝、被称为第三金属。钛产品具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能好。然而钛金属加工工艺复杂，切削加工尤其困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧碳等杂质。
发明内容
本发明的至少一个目的是提供耐酸碱腐蚀、高强度、轻巧美观的钛合金端盖、轮轨检测仪器，并提供一种加工效率较高的钛合金端盖的加工方法。
本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种钛合金端盖，包括：
第一盖体，用于连接所述钛合金端盖外部的零件；
第二盖体，与所述第一盖体并排设置；以及
连接部，连接于所述第一盖体和所述第二盖体之间；
其中，所述第一盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续，且所述第二盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一盖体包括：
内螺纹孔，设置于所述第一盖体的内侧，用于将所述第一盖体连接至所述钛合金端盖外部的零件。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第二端盖包括：
容纳空间，由多个固定设置于所述第二端盖内的隔板构成，用于固定所述钛合金端盖内部的传感器。
本发明提供的一种轮轨检测仪，包括如前文任一技术方案所述的钛合金端盖。
本发明提供的一种钛合金端盖的加工方法，包括：
选择钛合金材料，通过精密铸造得到钛合金端盖的铸造毛坯；
对所述铸造毛坯进行热处理；
对经热处理的所述铸造毛坯进行打磨处理；
对打磨处理的铸造毛坯使用精密数控车床加工螺纹，然后使用数控加工中心加工平面和内螺纹孔；以及
进行表面喷砂处理。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，在精密铸造得到所述铸造毛坯的过程中，利用模型进行成形加工。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，对所述铸造毛坯进行热处理的过程中，控制时效温度为450～475摄氏度，时间为8～24小时，冷却方式选择空冷。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，对表面进行喷砂处理的过程包括干湿两道喷砂处理，直至所述端盖的外观颜色均匀一致。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，在对所述铸造毛坯进行打磨处理后，首先通过钻孔加工所述内螺纹孔至
Figure BSA0000193251800000031
在加工所述平面后，通过镗孔加工所述内螺纹孔至
Figure BSA0000193251800000032
以及在喷砂处理过程中，保护所述内螺纹孔不受喷砂影响。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以提供耐酸碱腐蚀、高强度、轻巧美观的钛合金端盖、轮轨检测仪器，并提供一种加工效率较高的钛合金端盖的加工方法。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所提供的钛合金端盖的内部结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的钛合金端盖的底面结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的钛合金端盖的侧视角度的结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的钛合金端盖侧视角度的剖视结构示意图；
附图标记：1、第一盖体，2、第二盖体，3、连接部，4、内螺纹块，5、容纳空间。
具体实施方式
下面可以参照附图以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
本发明实施例提供了一种钛合金端盖，包括：
第一盖体，用于连接所述钛合金端盖外部的零件；
第二盖体，与所述第一盖体并排设置；以及
连接部，连接于所述第一盖体和所述第二盖体之间；
其中，所述第一盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续，且所述第二盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续。
上述钛合金端盖外形小巧，表面光滑美观、棱角圆顺，是由两个圆形盖体拼接构成，并在两个圆形盖体之间设置所述连接部以进一步使所述钛合金端盖外形的线条和轮廓光滑。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一盖体包括：
内螺纹孔，设置于所述第一盖体的内侧，用于将所述第一盖体连接至所述钛合金端盖外部的零件。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第二端盖包括：
容纳空间，由多个固定设置于所述第二端盖内的隔板构成，用于固定所述钛合金端盖内部的传感器。
本发明提供的一种轮轨检测仪，包括如前文任一技术方案所述的钛合金端盖。
本发明提供的一种钛合金端盖的加工方法，包括：
选择钛合金材料，通过精密铸造得到钛合金端盖的铸造毛坯；
对所述铸造毛坯进行热处理；
对经热处理的所述铸造毛坯进行打磨处理；
对打磨处理的铸造毛坯使用精密数控车床加工螺纹，然后使用数控加工中心加工平面和内螺纹孔；以及
进行表面喷砂处理。
本发明选择钛材料精密铸造毛坯，对毛坯进行热处理后，进一步对毛坯进行打磨处理，对打磨处理的毛坯使用精密数控车床加工螺纹，然后使用数控加工中心加工各处的平面及孔，保证了各孔的高精度尺寸要求及相对位置的要求，再进行表面喷砂处理，达到外观颜色均匀一致，外形轻巧美观的要求。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，在精密铸造得到所述铸造毛坯的过程中，利用模型进行成形加工。
所述端盖使用钛材料精密铸造成型，采用高精度的模具成形，实现了零件要求的薄壁特征，同时满足了设计所需要的高强度和耐腐蚀要求，并且外形美观、线条流畅。采用精密铸造成型大大减少了零件后续机械加工的加工量，但是也使得机械加工的难度大幅提高。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，对所述铸造毛坯进行热处理的过程中，控制时效温度为450～475摄氏度，时间为8～24小时，冷却方式选择空冷。
所述端盖对铸造毛坯进行热处理，消除了铸造后内部应力不均衡产生的变形问题，有利于后续零件加工及成品后的尺寸稳定性，不会产生零件加工后的变形。
所述端盖进行了打磨处理，使铸件的棱角光滑、表面光洁美观。所述端盖采用高精度的数控车床和数控加工中心进行加工，有效的保证了各孔的高精度尺寸要求及相对位置的要求。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，对表面进行喷砂处理的过程包括干湿两道喷砂处理，直至所述端盖的外观颜色均匀一致。
所述端盖加工完成后表面进行干湿两道喷砂处理，达到外观颜色均匀一致，外形轻巧美观的要求。
作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，在对所述铸造毛坯进行打磨处理后，首先通过钻孔加工所述内螺纹孔至
Figure BSA0000193251800000061
在加工所述平面后，通过镗孔加工所述内螺纹孔至
Figure BSA0000193251800000062
以及在喷砂处理过程中，保护所述内螺纹孔不受喷砂影响。
通过以上技术方案，本发明所产生的有益效果是：
通过采用钛材料精密铸造，毛坯的一致性为批量生产提供了条件，减少了加工时间，提高了生产效率；热处理和打磨处理，减小了铸造毛坯的变形，提高了毛坯加工后的成品率及零件的美观顺滑；采用高精度的数控车床和数控加工中心进行加工，有效的保证保证了各孔的高精度尺寸要求及相对位置的要求，减少整机装配时误差，提高了装配效率，提升了整机性能；通过人工打磨及后期两次喷砂，使得表面光滑美观、棱角圆顺，保证了整机装配的视觉美观要求。
下面结合附图对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
图1为内部结构视图，为端盖的装配面，设计有螺纹、隔档等结构，主要采用数控车床加工，对装配贴合面的平面度和螺纹的精度要求较高。图2底面视图和图3侧面视图，为端盖的外部形状，要求表面光滑美观、棱角圆顺，主要采用人工打磨及后期两次喷砂，满足了表面的质量要求。图4为侧面剖视视图，采用精密数控加工中心加工。
选择钛材料精密铸造毛坯，对毛坯进行热处理后，进一步对毛坯进行打磨处理，对打磨处理的毛坯使用精密数控车床加工螺纹，然后使用数控加工中心加工各处的平面及孔，保证了各孔的高精度尺寸要求及相对位置的要求，再进行表面喷砂处理，达到外观颜色均匀一致，外形轻巧美观的要求。
本发明的创新点是解决内部及外部形状复杂、耐酸碱腐蚀要求高、装配尺寸精度要求高等问题，采用钛材料精密铸造、热处理、高精度数控加工、打磨、喷砂等工艺满足设计要求。
本申请的具体加工方法包括：
(检查)检查铸造毛坯。
(钳工)打磨、焊补铸造毛坯的表面砂眼、气孔等铸造缺陷，直至表面无砂眼、气孔等缺陷。打磨铸造毛坯的孔壁内瘤及零件内表面，要求表面平整，圆弧饱满均匀，圆滑过渡，不允许有缺肉现象。
(加工中心)
1.)清扫铸造毛坯的外侧表面；
2.)翻面，装夹铸造毛坯，保证夹紧力防止零件变形，以铸造毛坯的外形余量对中：
钻镗
Figure BSA0000193251800000071
所述内螺纹孔至孔成、
Figure BSA0000193251800000073
沉孔成；
Figure BSA0000193251800000074
(兼顾1.7(0，-0.10))沉孔；钻
Figure BSA0000193251800000076
3.)图3中M3底孔至
Figure BSA0000193251800000081
保证13.95、6尺寸，
Figure BSA0000193251800000082
Figure BSA0000193251800000083
沉孔、钻
Figure BSA0000193251800000084
斜孔，保证10.88°。
(线切割)校正工件，找准位置切宽0.8(+0.05，-0.05)槽达图要求，保证15。
(车)上工装，车深尺寸空刀成，保证尺寸3.5，车M39＊0.75-6H螺纹成；车沉孔成。
(攻丝)攻丝M36。
(加工中心)找正零件，镗所述内螺纹孔
Figure BSA0000193251800000087
孔成；铣成
Figure BSA0000193251800000088
Figure BSA0000193251800000089
沉孔深0.3，并锪90°窝成(
Figure BSA00001932518000000810
孔处)；检验
Figure BSA00001932518000000811
深0.30，90°。
(喷砂)保护各螺纹孔及各H7级孔，干喷、湿喷各一道。
(检验)检表面喷砂质量，要求颜色均匀一致，螺纹M39＊0.75-6H及
Figure BSA00001932518000000812
级孔无损伤；零件端面与基准C的平行度0.10，图1上基准中心与基准面垂直度
Figure BSA00001932518000000813
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种钛合金端盖，其特征在于，包括：
第一盖体，用于连接所述钛合金端盖外部的零件；
第二盖体，与所述第一盖体并排设置；以及
连接部，连接于所述第一盖体和所述第二盖体之间；
其中，所述第一盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续，且所述第二盖体和所述连接部的外部线条和轮廓互相光滑地连续。
2.根据权利要求1所述的钛合金端盖，其特征在于，所述第一盖体包括：
内螺纹孔，设置于所述第一盖体的内侧，用于将所述第一盖体连接至所述钛合金端盖外部的零件。
3.根据权利要求1所述的钛合金端盖，其特征在于，所述第二端盖包括：
容纳空间，由多个固定设置于所述第二端盖内的隔板构成，用于固定所述钛合金端盖内部的传感器。
4.一种轮轨检测仪，其特征在于，包括如权利要求1～3任一所述的钛合金端盖。
5.一种钛合金端盖的加工方法，其特征在于，包括：
选择钛合金材料，通过精密铸造得到钛合金端盖的铸造毛坯；
对所述铸造毛坯进行热处理；
对经热处理的所述铸造毛坯进行打磨处理；
对打磨处理的铸造毛坯使用精密数控车床加工螺纹，然后使用数控加工中心加工平面和内螺纹孔；以及
进行表面喷砂处理。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，在精密铸造得到所述铸造毛坯的过程中，利用模型进行成形加工。
7.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，对所述铸造毛坯进行热处理的过程中，控制时效温度为450～475摄氏度，时间为8～24小时，冷却方式选择空冷。
8.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，对表面进行喷砂处理的过程包括干湿两道喷砂处理，直至所述端盖的外观颜色均匀一致。
9.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，在对所述铸造毛坯进行打磨处理后，首先通过钻孔加工所述内螺纹孔至
Figure FSA0000193251790000021
在加工所述平面后，通过镗孔加工所述内螺纹孔至以及在喷砂处理过程中，保护所述内螺纹孔不受喷砂影响。
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