波折導軌的加工方法
2023-05-28 04:11:36 2
專利名稱：波折導軌的加工方法
技術領域：
本發明屬於機械加工領域，特別是涉及一種波折滑軌的加工方法。
背景技術：
國外設計的煉鋼設備中輥道部分的小滑車所用滑軌的形式比較特殊，特點是工件細長，截面幾何結構為不穩定形狀，滑軌要求所有面機加工，且所有內外圓角規範，滑軌的材料一般為鍛件、合金鋼等，材料較貴，要求很高的內部性能和表面硬度，即加工過程中需要穿插多次熱處理。針對上述工件，傳統的工藝方案是鋼板坯料——粗加工——半精加工(留磨量)——表面淬火——磨削。其中的問題是，工件內應力大，粗加工去除金屬量大，加工時變形大，所有粗加工時要預留足以彌補變形的加工餘量，造成精加工成本高；精加工時，由於滑軌形狀單細，截面結構剛性差，必然產生加工變形，其變形量足以使工件超差2-3倍， 導致報廢；若為防止報廢，預留磨量較大，則淬火後磨削至尺寸時，表面硬度不達標。尤其針對個別案例，還有另外的加工難點
見圖1、圖2、圖3，以此滑軌為例，單件滑軌呈62. 5X70(mm)的L型截面，全長1485mm， 材料經國產化轉化為42CrMo，單件重約31. 1kg。設計要求坯料須經調質處理，抗拉強度Rm 達1000-1150N/mm2，轉換為布氏硬度約為HB310-350，機械切削較難，滑軌的底滑行面和兩側滑行面均貫通全長且要求表面淬火硬度達HRC50-56，且滑行表面以下深度在3-4mm處硬度仍需達HB400以上。滑軌底滑行面設計為折面波形，以減少接觸面積減少摩擦並緊密貼合，改善滑動狀態。此滑軌長寬比約25 :1，剛性差，由於滑軌底部滑行面為六段波折面，若預留淬火後磨量，立軸圓臺磨床和矩臺平面磨床都無法實現波折面的磨削，若淬火前加工成活，表淬面呈半環C狀，須半環感應淬火，以保留非淬硬面，熱處理及機械加工變形大，無法保證滑軌L型翼緣尺寸22. 5+0·10和300 _α2，換言之，目前針對國外的這種設計，還沒有成熟有效的加工方案能夠生產出設計產品。每部小滑車用四條這樣的滑軌，客戶定製的45部小滑車共計用滑軌180條，另增做1件供硬度檢測時做破壞性實驗用，製作批量大，工藝方法直接決定生產難度，成本需謹慎斟酌。
發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種波折導軌的加工方法，該方法可以適用於長寬比大、表面淬火硬度HRC50-56、抗拉強度Rm 1000-1150N/mm2、截面為不穩定幾何形狀的、滑行面為波折面的細長滑軌的加工。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是
一種波折導軌的加工方法，所述波折導軌的橫截面為L形，波折導軌的下表面由水平區域和多段連續的斜面組成，所述加工方法包括，a、採用鍛件為坯料；
b、進行粗加工，在粗加工時利用鍛件上的材料加工出加強筋； C、粗加工後進行調質工序、配胎矯形工序和半成品的無損探傷；
d、半精加工和校直工件；
e、精加工將所有表面加工到成品尺寸，保留加強筋；
f、表面淬火採用半環感應加熱，保證表淬火後表面硬度HRC5CT56，表面以下深度在 3 4mm處硬度HB400以上；
g、去除加強筋，修磨拋光；
h、無損探傷。本發明的突出特點是
設計了三道加強筋，解決了 L型斷面細長軌的剛性問題，使粗加工後預留的精加工量由普通的5mm減少至1mm，更重要的是，解決了滑軌半圈表面淬火帶來的受熱不均導致的大量不規則的變形，將變形量控制到了原變形量的1/5，配合選用半環感應淬火，保證精加工後表淬直接成活，無需通過磨削表淬面得到設計使用精度，從而解決了沒有磨床能夠磨削六段連續斜面的難題，即通過特殊工藝結構的設計和合理熱處理方法的選用，節省了大量的工時和成本，成品率高。三道加強筋的設計並非採用焊接結構，而是利用原材料，在粗加工時預留出三處與滑軌主體相連的支撐，這樣不會產生焊接變形和去掉加強筋後的反變形。毛坯選用鍛件，鍛件粗加工後增加調質工序，改善了熱處理均勻性，中和力學性能，這樣處理出來的毛坯較之常用板材改善了材料的熱處理和機械加工性能，探傷成品率更高，內部應力更小，後序熱處理和機加工時變形更小，並保證淬火後無開裂現象。本發明採用了以上技術方案後，將傳統工藝無法完成的滑軌的製作任務出色的完成了，經實施，工件質量驗收合格，大批量生產時效率高、節約成本顯著。
圖1是本發明實例的正面結構示意圖； 圖2是本發明實例的反面結構示意圖3是本發明實例的截面剖視圖； 圖4是本發明實例粗加工後的正面示意圖； 圖5是本發明實例粗加工後的反面示意圖。圖中1、波折滑行面；2、L型截面；3、加強筋。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下
請參閱圖1至圖5， 本發明的動作原理為
1、鍛造材料為42CrMo的矩形條狀毛坯，按照JB/T5000.8-07的IV級檢驗；
2、毛坯粗加工至外形70X 80 X 1500(mm)，L型面單面留量5mm，所有表面粗糙度達6. 3，加工時，如圖4、圖5，在設計加強筋處保留鐵肉；
3、調質處理HB310-350並清理工件表面；
4、配胎矯形，直線度在2mm以內；
5、無損探傷按照DINEN10228-3 (類型1、光柵檢驗)的2級進行超聲波、抗拉強度及硬度檢驗；
6、半精加工銑長短1485mm成活，並按SMG公司的SN200標準之要求在兩端面上刻字頭編碼，將毛坯銑削至L型截面柱體，單邊預留Imm精加工餘量，沿長度方向在L型內部預留三道加強筋，加強筋形式見圖4、圖5，加強筋厚度20mm，所有稜角圓滑過渡；
7、調形校直工件。經首件試做，預計半精加工後長度方向產生2mm變形量，用矯形機或壓力機配合胎具進行矯形，至變形量在0. 5mm以內，同時釋放應力；
8、精加工所有面銑削成活(包括波形面、多處斜角和外圓角)，圓角刀具特定，劃線鑽孔，保留三道加強筋，檢驗，精加工後的狀態如圖4、圖5所示；
9、表面淬火半環感應加熱，淬後表面硬度HRC50-56，表面以下深度在3_4mm處硬度 HB400以上；
10、銑除加強筋，達到設計要求，加工後狀態如圖1、圖2所示；
11、修磨拋光達圖紙設計要求；
12、無損探傷按照DINEN10228-3 (類型1、光柵檢驗)的2級進行超聲波和著色探傷並出具檢驗報告。 儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種波折導軌的加工方法，所述波折導軌的橫截面為L形，波折導軌的下表面由水平區域和多段連續的斜面組成，所述加工方法包括，a、採用鍛件為坯料；b、進行粗加工，在粗加工時利用鍛件上的材料加工出加強筋； C、粗加工後進行調質工序、配胎矯形工序和半成品的無損探傷；d、半精加工和校直工件；e、精加工將所有表面加工到成品尺寸，保留加強筋；f、表面淬火採用半環感應加熱，保證表淬火後表面硬度HRC5CT56，表面以下深度在 3 4mm處硬度HB400以上；g、去除加強筋，修磨拋光；h、無損探傷。
全文摘要
本發明涉及一種波折導軌的加工方法，所述波折導軌的橫截面為L形，波折導軌的下表面由水平區域和多段連續的斜面組成，所述加工方法包括，a、採用鍛件為坯料；b、進行粗加工，在粗加工時利用鍛件上的材料加工出加強筋；c、粗加工後進行調質工序、配胎矯形工序和半成品的無損探傷；d、半精加工和校直工件；e、精加工將所有表面加工到成品尺寸，保留加強筋；f、表面淬火採用半環感應加熱；g、去除加強筋，修磨拋光；h、無損探傷。優點是本發明方法可以適用於長寬比大、表面淬火硬度HRC50-56、抗拉強度Rm1000-1150N/mm2、截面為不穩定幾何形狀的、滑行面為波折面的細長滑軌的加工。
文檔編號B61F11/00GK102219023SQ20111010071
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者朱惠, 王泉祥 申請人:天津賽瑞機器設備有限公司