CN115178987A - 一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其中,所述基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法包括:获取待加工密封面的初始工件;对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件;对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件。这样,增加工件密封面的加工效率。
Description
技术领域
本申请涉及机械工艺技术领域,尤其涉及一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法。
背景技术
机械加工工艺是指利用传统机械加工的方法,按照图纸的图样和尺寸,使毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质成为合格零件的全过程,加工工艺是指工人进行加工前所需要做的工作,避免在加工过程中发生加工失误,造成经济损失。
在实现现有技术的过程中,发明人发现:
对于工件密封面的加工一般要求精度较高,涉及到密封面的密封性能。以往对于密封面的加工一般采用车削和磨削工艺流程,实现工件密封面的加工。但是通过车削和磨削工艺流程对工件密封面的加工,耗费时间较长,导致工件密封面的加工效率降低。
因此,需要提供一种在保证工件密封面精度前提下提高工件密封面加工效率的相关技术方案以解决现有技术中保证工件密封面精度前提下工件密封面的加工效率低的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种在保证工件密封面精度前提下提高工件密封面加工效率的相关技术方案以解决现有技术中保证工件密封面精度前提下工件密封面的加工效率低的技术问题。
在本申请提供基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,包括:
获取待加工密封面的初始工件;
对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件;
对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件,具体包括:
粗镗所述待加工密封面的中间工件的密封面至第一预设余量,生成加工密封面的第一硬车最终工件;
精镗所述加工密封面的第一硬车最终工件至第二预设余量,生成加工密封面的最终工件。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述粗镗待加工密封面的中间工件的密封面的刀具的材料为立方氮化硼。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,所述第一预设余量设置在0.03mm至0.05mm之间。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,,对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件,具体包括:
对所述待加工密封面的初始工件进行第一温度时效处理,生成第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件;
对所述第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件进行处理,生成待加工密封面的中间工件;
其中,所述第一温度时效处理,至少包括对待加工密封面的初始工件在第一温度下温度时长的控制。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,在获取待加工密封面的初始工件之前还包括采用车床设备加工生成所述待加工密封面的初始工件;
其中,所述待加工密封面的初始工件的密封面设有初始密封面预留余量;
所述初始密封面预留余量设置在0.1mm至0.15mm之间。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,在对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件之后,还包括:
对所述加工密封面的最终工件的密封面进行球磨处理。
本申请提供的实施例至少具有以下有益效果:通过本申请实施例提供的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,能够在保证工件密封面精度前提下提高工件密封面加工效率。相比于以往采用车削和磨削工艺流程对工件密封面的加工而言,本方法加工效率高,且加工后的工件的密封面密封性能高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法流程示意图;
图2为本申请实施例提供的高压泵挡板工件结构示意图。
附图中各部件的标记如下:
高压泵挡板-100;高压泵挡板密封面-10。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,本领域技术人员,即所属技术领域的技术人员应知,工件密封面即工件中的某些端面是有密封性能要求的,即该工件密封面需要与其他零件相配合阻挡液体或者气体穿过。硬车加工工艺即指把淬硬钢的车削作为最终加工或精加工的工艺方法。现有技术中为了达到工件密封面的精度要求,一般采用车削加磨削的工艺来实现。但通过车削加磨削的工艺实现工件密封面加工的耗费时间长,导致其加工效率低。如何在保证工件密封面精度前提下提高工件密封面加工效率,是本申请旨在解决的技术问题。
请参照图1,为本申请提供的一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,包括:
S110:获取待加工密封面的初始工件。
具体的,待加工密封面的初始工件可以理解为该工件为密封面未处理的、待加工的工件。
进一步的,在获取待加工密封面的初始工件之前还包括采用车床设备加工生成所述待加工密封面的初始工件;其中,所述待加工密封面的初始工件的密封面设有初始密封面预留余量;所述初始密封面预留余量设置在0.1mm至0.15mm之间。
应当指出的是,待加工密封面的初始工件是通过车床设备加工棒料形成的。该棒料可以是45号钢材,也可以是其他型号的钢材。车床设备在加工成型待加工密封面的初始工件时,密封面可以预设初始密封面预留余量,以通过本申请提供的工件密封面加工方法实现密封面的密封要求。
还应当指出的是,本申请提供的一种优选实施例中,初始密封面预留余量设置在0.1mm至0.15mm之间。即对待加工密封面的初始工件的密封面预留余量,以使得后续加工得到精度较高的工件密封面。
可以理解的是,待加工密封面的初始工件即除对工件密封面未进行最终处理外,对工件的其他端面进行的处理。对工件的其他端面进行的处理可以是通过多轴机床进行加工实现。在本申请提供的一种优选实施例中,优选六轴机床进行加工。六轴机床优选采用瑞士多轴机床SAS16.6进行加工,以保证加工的待加工密封面的初始工件的稳定性。
S120:对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件。
具体的,对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理主要是为了改变工件的性能,以便于后续对密封面的加工。例如,通过温度时效处理改变待加工密封面的初始工件的硬度以便于后续对待加工密封面的初始工件的密封面进行加工。
进一步的,对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件,具体包括:对所述待加工密封面的初始工件进行第一温度时效处理,生成第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件;对所述第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件进行处理,生成待加工密封面的中间工件;其中,所述第一温度时效处理,至少包括对待加工密封面的初始工件在第一温度下温度时长的控制。
具体的,通过温度时效处理待加工密封面的初始工件,使得生成待加工密封面的中间工件的性能符合后续密封面硬车处理要求。在本申请提供的一种优选实施例中,通过温度时效处理待加工密封面的初始工件,使得生成待加工密封面的中间工件达到一定的硬度要求,进而符合密封面硬车处理要求。
应当理解的是,温度时效处理在经过第一温度时效处理之后,还可以对其进行第二温度时效处理、第三温度时效处理,以实现待加工密封面的中间工件的符合后续密封面硬车处理要求。可以理解的是,温度时效处理中的若干次时效处理显然不构成对本申请具体保护范围的限制。
在本申请提供的一种优选实施例中,对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件,具体包括:第一温度时效处理控制待加工密封面的初始工件在第一温度范围内,第一温度范围在1045℃至1055℃之间,维持第一温度在0.5小时至0.75小时。第二温度时效处理控制第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件在第二温度范围内,第二温度在50℃以下,维持第二温度在0.5小时内。第三温度时效处理控制第二温度时效处理后的待加工密封面的中间工件在第三温度范围内,第三温度在-80℃至-100℃之间,维持第三温度大于0.25小时。第四温度时效处理控制第三温度时效处理后的待加工密封面的中间工件在第四温度范围内,第四温度在180℃至190℃之间,维持第四温度在2小时至2.5小时,进而获得符合后续密封面硬车处理要求的待加工密封面的中间工件。
在本申请提供的一种优选实施例中,通过对待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,使得待加工密封面的初始工件的硬度达到650HV10。应当指出的是,“650”为维氏硬度值,“hv”即为硬度单位,而“10”则表示所用的试验载荷为10kg。
S130:对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件。
进一步的,对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件,具体包括:
粗镗所述待加工密封面的中间工件的密封面至第一预设余量,生成加工密封面的第一硬车最终工件;
精镗所述加工密封面的第一硬车最终工件至第二预设余量,生成加工密封面的最终工件。
具体的,对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件。即在对工件进行材料性能改变后通过硬车处理生成加工密封面的最终工件。
应当指出的是,粗镗待加工密封面的中间工件的密封面至第一预设余量,即在待加工密封面初始工件的密封面初始密封面预留余量的基础上进行粗镗处理,直至第一预设余量。在本申请提供的一种实施例中,将待加工密封面初始工件的密封面的初始密封面预留余量进行单边粗镗,镗刀转速设置在3500转每分钟,进给量设置在0.015。
还应当指出的是,精镗所述加工密封面的第一硬车最终工件至第二预设余量,生成加工密封面的最终工件。即在加工密封面的第一车最终工件的基础上进行精镗处理,直至第二预设余量。在本申请提供的一种实施例中,将加工密封面的第一硬车最终工件进行单边粗镗,镗刀转速设置在3500转每分钟,进给量设置在0.005。
可以理解的是,本申请提供的硬车处理可以是通过粗镗、精镗来实现加工密封面的最终工件。也可以是通过粗镗、半精镗、精镗实现。相应的,硬车处理中粗镗、半精镗、精镗的预设余量根据实际情况设定。
进一步的,所述粗镗待加工密封面的中间工件的密封面的刀具的材料为立方氮化硼。
具体的,通过焊接技术将立方氮化硼材料的刀具焊接在镗刀刀尖上,并尽可能的减少了刀杆悬伸,最大化的增加刀具刚性。所述粗镗待加工密封面的中间工件的密封面的刀具的材料还可以是陶瓷刀具及新型硬质合金刀具。
还应当指出的是,对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件中的粗镗的刀具的材料可以是立方氮化硼,也可以是陶瓷刀具及新型硬质合金刀具。硬车处理采用的机床可以是Takahashi高桥精密车床MICROSTAR L20。
还可以理解的是,对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理中精镗采用的刀具也可以是立方氮化硼、陶瓷刀具、新型硬质合金刀具中的一种。
进一步的,所述第一预设余量设置在0.03mm至0.05mm之间。
具体的,第一预设余量设置在0.03mm至0.05mm之间,即生成的加工密封面的第一硬车最终工件的密封面的预设余量设置在0.03mm至0.05mm之间。可以理解的是,预设余量设置在0.03mm至0.05mm之间即为了后续精镗,通过精镗实现工件密封面的加工要求。
进一步的,在对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件之后,还包括:对所述加工密封面的最终工件的密封面进行球磨处理。
具体的,为了保证工件密封面的密封性能,本申请还包括对所述加工密封面的最终工件的密封面进行球磨处理。
球磨实际是振动研磨,机械加工难以避免毛刺的产生,毛刺的存在会严重影响产品的装配精度和使用性能,对于汽车关键精密零配件更不允许毛刺的存在。另外热处理因为炉膛不能保证完全清洁,会造成热处理后的零件存在一定比例的外圆污斑,振动研磨就很好的解决了这些问题,振动研磨就是对传统研磨加工中的研磨工具(或工件)施加振动的一种改进型的研磨方法,也就是把振动能量附加在研磨工具(或被研磨工件)上,从而使研磨工具(或工件)以一定的频率和振幅有规律地振动,在工件表面上放置游离的磨粒(添加一定比例的防锈剂和光亮剂),从而完成去毛刺和去除热处理污斑的效果。磨粒的材质和形状以及与零件的配合比例根据效果进行选择,球磨的磨粒可以到达腔体一些隐蔽的部位来有效去除毛刺。
在本申请提供的一种优选实施例中,优选采用直径1mm棕刚玉磨粒进行球磨,使得工件密封面更符合要求。在本申请提供的一种优选实施例中,球磨处理时间40分钟,以保证工件密封面密封性能。
还应当指出的是,球磨颗粒中可以添加防锈剂和光亮剂,每个球磨滚筒中添加3000ml的球磨颗粒,100ml防锈剂和100ml光亮剂,光亮剂牌号为LM-18。以保证工件密封面密封性能。
进一步的,本申请通过对加工密封面的最终工件进行验证确定工件密封面的密封性能。即检测加工密封面的最终工件,以生成符合密封面密封要求的工件。
在本申请提供的一种实施例中,采用钢球为4公斤的压力挤压密封面,用COSMO仪器进行气密性漏气检测,获得气密性检测为100%的零件。
如图2所示,在本申请提供的一种实际应用场景中,待加工密封面的初始工件选定为高压泵油路开光密封面,即高压泵挡板100。高压泵挡板密封面10的加工要求为圆度要求0.0015,跳动0.01,pt0.0015,气密性要求0.18ml/min。首先,车床设备将棒料加工成待加工密封面的初始工件,即高压泵挡板密封面10处设有初始密封面预留余量,初始密封面预留余量为0.1mm。然后对待加工密封面的初始工件进行温度时效处理。温度时效处理包括:控制待加工密封面的初始工件在1050±5°,保持30-45分钟;氮气降温待加工密封面的初始工件<50°,保持15分钟;将待加工密封面的初始工件放置冰箱急速降温至-90±10°,保持15分钟以上;再回火至185±5°,保持120分钟。生成待加工密封面的中间工件。在待加工密封面的初始工件进行温度时效处理后,应保证其硬度达到650HV10。对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,具体包括:先单边粗镗0.06mm余量,3500r/min,F0.015;再单边精镗0.04mm余量,3500r/min,F0.005,生成加工密封面的最终工件。粗镗和精镗采用刀具材料为立方氮化硼(CBN),通过焊接技术将CBN材料焊接在镗刀刀尖上。在生成加工密封面的最终工件后,还可以对其进行球磨处理,使用直径1mm棕刚玉磨粒进行球磨,球磨时间40分钟。为了保证工件密封面的气密性,对工件密封面进行检测,具体包括:零件密封面和钢球用4公斤压力进行挤压,用COSMO仪器进行气密性漏气检测,标准为<0.18ml/min。最后生成气密性100%的密封面的高压泵挡板。
可以理解的是,采用本工艺制造的高压泵油路密封面,纹路光滑光亮,气密性测试合格率高,质量稳定效率高,采用自动机械手再次装夹,硬车密封面,机床刚性强,充分发挥CBN材料镗刀的优势进行斜面(密封面)加工,走刀轨迹用FANUC CNC编程实现,柔性大,无需冷却液,干净清洁,零件光滑无毛刺,无污斑,经过气密性全检机100%测试,质量完全满足客户需求。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,包括:
获取待加工密封面的初始工件;
对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件;
对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件。
2.如权利要求1所述的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件,具体包括:
粗镗所述待加工密封面的中间工件的密封面至第一预设余量,生成加工密封面的第一硬车最终工件;
精镗所述加工密封面的第一硬车最终工件至第二预设余量,生成加工密封面的最终工件。
3.如权利要求2所述的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,所述粗镗待加工密封面的中间工件的密封面的刀具的材料为立方氮化硼。
4.如权利要求2所述的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,所述第一预设余量设置在0.03mm至0.05mm之间。
5.如权利要求1所述的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,对所述待加工密封面的初始工件进行温度时效处理,生成待加工密封面的中间工件,具体包括:
对所述待加工密封面的初始工件进行第一温度时效处理,生成第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件;
对所述第一温度时效处理后的待加工密封面的中间工件进行处理,生成待加工密封面的中间工件;
其中,所述第一温度时效处理,至少包括对待加工密封面的初始工件在第一温度下温度时长的控制。
6.如权利要求1所述的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,在获取待加工密封面的初始工件之前还包括采用车床设备加工生成所述待加工密封面的初始工件;
其中,所述待加工密封面的初始工件的密封面设有初始密封面预留余量;
所述初始密封面预留余量设置在0.1mm至0.15mm之间。
7.如权利要求1所述的基于硬车加工工艺的工件密封面加工方法,其特征在于,在对所述待加工密封面的中间工件进行密封面硬车处理,生成加工密封面的最终工件之后,还包括:
对所述加工密封面的最终工件的密封面进行球磨处理。
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