一種筒形旋壓芯模的加工方法

2023-10-04 00:31:24 5

專利名稱：一種筒形旋壓芯模的加工方法
技術領域：
本發明涉及一種筒形旋壓芯模的加工方法，屬機械加工技術領域。
背景技術：
當代航空、航天、兵器、汽車和高技術產業的發展，使異形薄壁殼體零件得到了廣 泛應用。異形薄壁殼體零件採用強力旋壓技術具有產品精度高、性能好、材料利用高、成本 低、所需設備能力小及工藝柔韌性高等優點，在航空、航天、兵器、汽車等金屬精密加工領域 具有重要的地位。對筒形薄壁件的加工一般採用芯模旋壓成形，芯模是決定產品尺寸和精度的主要 零件。為了保證所旋工件的質量，芯模必須具有足夠的強度、剛度和表面質量，當芯模較 長時，其加工製造便非常困難，有時甚至需要從國外進口。通常材料一般選用淬火硬度在 HRC50-60之間的工具鋼。傳統來說一般選用9CrSi，但是其易於氧化脫碳，需要採取措施防 止氧化脫碳，淬火時又需要採用分級淬火和等溫淬火才能滿足工件的性能要求。一般普通 熱處理車間很難滿足其要求，所以選擇更合適的材料代替其就顯得尤為重要。另外，長筒形 旋壓芯模工件還會給機加和熱處理工序餘量調節帶來很大的困難，若想要在機加過程中要 保證圖紙中要求的平面度、圓柱度、端面圓跳動、徑向圓跳動等行位公差時則需要一系列的 輔助操作和加工技巧，這些需要涉及錐度樣柱的合理設計、裝卡工件的合理位置確定、熱處 理前後的加工餘量及加工工藝的合理編排等方面。

發明內容
本發明提供一種筒形旋壓芯模的加工方法，本製作工藝適用於條件有限的工廠完 成長筒形旋壓芯模的加工生產，並且生產出的芯模能滿足各項使用性能指標的要求。一種筒形旋壓芯模的加工方法，其工藝流程為鍛件取樣理化分析一鍛造一球化 退火一粗加工一超聲波無損檢測一調質一半精車一去應力退火一划線一鏜孔一鉸扣一熱 處理一精車一磨外圓一超聲波探傷一研拋具體工藝流程為1)鍛造鍛造毛坯必須進行一次800°C預熱，預熱時間為4 5小時，始鍛溫度控 制在1100 1080°C，終鍛溫度900 880°C ；毛坯鍛造完成後在箱式電阻爐裡緩慢冷卻到
室溫；2)鍛件取樣理化分析對鍛件進行內控化學成分和金相組織分析，其中內控化學 成分要達到表一內的要求，碳化物偏析不超過二級；3)球化退火將鍛件加溫到850°C 860°C保持3. 5 4小時，打開爐門冷卻，在 750°C 760°C保溫4 4. 5小時，然後將鍛件爐冷到600°C進行空冷；4)粗加工對鍛件打孔，內孔留IOmm餘量，車外形尺寸留12 13mm餘量，總長留 IOmm餘量；5)超聲波無損檢測檢測工件是否存在鍛造裂紋和夾渣等缺陷；
6)調質工件加熱到1020°C，保溫4 5小時，油冷到200°C以下，之後在780°C回 火，保溫5 6小時後空冷到室溫；7)半精車工件裝上中心架，車成內孔，兩端配堵頭後雙頂精車外形留8_9mm， 之後夾大端找正車成外徑留4-5mm，掉頭夾上中心架找正齊端面總長留5_6mm，內錐孔留 6_7mm ；8)去應力退火將工件加溫到650°C保溫4小時後隨爐冷卻；9)劃線提前劃線為坐標鏜提供參考；10)鏜孔坐標鏜鏜各孔及螺紋底孔；11)鉸扣直接在鏜床上完成螺紋加工，保證位置度要求，確保與旋壓設備精確配 合；12)熱處理淬火1020°C，保溫4 5小時，油冷到200°C以下，回火560°C，保溫 5 6小時後空冷，達到芯模工作時的硬度要求HRC60 64 ；13)精車工件裝上中心架後車成內孔符合圖紙形位公差要求；14)磨外圓用外圓磨雙頂工件後按上限磨成外圓，光潔度達0.4左右；15)超聲波探傷檢測工件是否存在裂紋；16)研拋工件經研拋後表面光潔度達到0. 2 μ m以上；在整個工藝操作過程中，熱處理前機加餘量的確定為保證後續形位公差奠定了良 好的基礎。另外，芯磨通常要求表面光潔度0. 2 μ m以上，若用普通磨床磨削加工其光潔度只 能達到0.4μπι，用傳統的手工研拋則需要消耗大量的人力、物力，效率非常得低。本技術中 將普通車床改造成專用拋光工具機，既不改變原車床功能還能利用其做為研拋工具機，經過此 專用研拋工具機研拋後的芯杆的光潔度可達到0. 1 μ m以上。有益效果本發明的工藝方法充分利用普通車床加工生產，通過可靠的工藝工序 保證旋壓芯模能滿足使用性能。通過本工藝製造的芯模使用壽命長，可廣泛應用於旋壓加 工中關鍵裝備筒形芯模的製作生產。


圖1是本發明中旋壓芯模加工方法的工藝流程圖
具體實施例方式—種筒形旋壓芯模的加工方法可廣泛應用於旋壓加工中關鍵裝備芯模的核心部 件芯模的製作生產中。實踐證明採用的最佳加工工序和球化退火工藝可以滿足芯模的各項 性能要求，對產品的實用壽命也有所提高。下面結合附圖對本發明的最佳實例做出進一步 的描述一種筒形旋壓芯模的加工工藝流程為鍛造一鍛件取樣理化分析一球化退火一粗 加工一超聲波無損檢測一調質一半精車一去應力退火一划線一鏜孔一鉸扣一熱處理一精 車一磨外圓一超聲波探傷一研拋具體工藝流程為1)鍛造鍛造毛坯必須進行一次800°C預熱，預熱時間為5小時，始鍛溫度控制在1100 1080°C，終鍛溫度900 880°C ；毛坯鍛造完成後在箱式電阻爐裡緩慢冷卻到室溫；2)鍛件取樣理化分析對鍛件進行內控化學成分和金相組織分析，其中內控化學 成分要達到表一內的要求，碳化物偏析不超過二級；3)球化退火將鍛件加溫到860°C保持4小時，打開爐門冷卻到750°C保溫4小時， 然後爐冷到600°C進行空冷；4)粗加工對鍛件打孔，內孔留IOmm餘量，車外形尺寸留13mm餘量，總長留IOmm
餘量；5)超聲波無損檢測；檢測鍛件是否存在鍛造裂紋和夾渣的缺陷；6)調質工件加熱到1020°C，保溫4小時後油冷到200°C以下，之後在780°C回火， 保溫5小時後空冷到室溫；7)半精車上中心架，車成內孔，兩端配堵頭後雙頂精車外形留8mm餘量，之後夾 大端找正車成外徑留5mm餘量，掉頭夾上中心架找正齊端面總長留6mm餘量，內錐孔留7mm
餘量；8)去應力退火採取650°C溫度保溫4小時，隨爐冷卻；9)劃線提前在工件上劃線為坐標鏜提供參考；10)鏜孔坐標鏜鏜各孔及螺紋底孔；11)鉸扣直接在鏜床上完成螺紋加工，保證位置度要求，確保與工件旋壓設備精 確配合；12)熱處理淬火1020°C，保溫5小時，油冷到200°C以下，回火560°C，保溫6小時 後空冷，達到芯模工作時的硬度要求HRC60 64 ；13)精車將工件裝上中心架後車成內孔符合圖紙形位公差要求；14)磨外圓用外圓磨雙頂工件並按上限磨成外圓，光潔度達0.4 ；15)超聲波探傷檢測工件是否存在裂紋；16)研拋工件研拋後表面光潔度達到0. 2 μ m以上；在製作工藝技術中芯模的製作選用了硬度高、淬透性好、耐磨性高的Crl2MoV材 料，其化學成分如表1表1 Crl2MoV鋼的內控化學成分表
權利要求
1.一種筒形旋壓芯模的加工方法，其特徵在於具體工藝流程為1)鍛造鍛造毛坯必須進行一次800°c預熱，預熱時間為4 5小時，始鍛溫度控制在 1100 1080°C，終鍛溫度900 880°C ；毛坯鍛造完成後在箱式電阻爐裡緩慢冷卻到室溫；2)鍛件取樣理化分析對鍛件進行內控化學成分和金相組織分析，幻球化退火將鍛 件加溫到850°C 860°C保持3. 5 4小時，打開爐門冷卻，在750°C 760°C保溫4 4. 5 小時，然後將鍛件爐冷到600°C進行空冷；4)粗加工對鍛件打孔，內孔留IOmm餘量，車外形尺寸留12 13mm餘量，總長留IOmm 餘量；5)超聲波無損檢測檢測工件是否存在鍛造裂紋和夾渣等缺陷；6)調質工件加熱到1020°C，保溫4 5小時，油冷到200°C以下，之後在780°C回火， 保溫5 6小時後空冷到室溫；7)半精車工件裝上中心架，車成內孔，兩端配堵頭後雙頂精車外形留8-9mm餘量，之 後夾大端找正車成外徑留4-5mm餘量，掉頭夾上中心架找正齊端面總長留5-6mm餘量，內錐 孔留6-7mm餘量；8)去應力退火將工件加溫到650°C保溫4小時後隨爐冷卻；9)劃線提前劃線為坐標鏜提供參考；10)鏜孔坐標鏜鏜各孔及螺紋底孔；11)鉸扣直接在鏜床上完成螺紋加工，保證位置度要求，確保與旋壓設備精確配合；12)熱處理淬火1020°C，保溫4 5小時，油冷到200°C以下，回火560°C，保溫5 6 小時後空冷，達到芯模工作時的硬度要求HRC60 64 ；13)精車工件裝上中心架後車成內孔符合圖紙形位公差要求；14)磨外圓用外圓磨雙頂工件後按上限磨成外圓，光潔度達0.4左右；15)超聲波探傷檢測工件是否存在裂紋；16)研拋工件經研拋後表面光潔度達到0.2 μ m以上。
2.如權利要求1所述的一種筒形旋壓芯模的加工方法，其特徵在於內控化學成分要達 到C的百分含量為1. 6 1. 7,Si和Mn的百分含量小於0. 40,P和S的百分含量在11. 5 12. 5之間、Mo的百分含量在0. 5 0. 6之間、V的百分含量在0. 15 0. 3之間，且碳化物 偏析不超過二級。
全文摘要
本發明涉及一種筒形旋壓芯模的加工方法，屬機械加工技術領域；其工藝流程為鍛件取樣理化分析→鍛造→球化退火→粗加工→超聲波無損檢測→調質→半精車→去應力退火→劃線→鏜孔→鉸扣→熱處理→精車→磨外圓→超聲波探傷→研拋，通過對鍛件進行球化退火處理和熱處理前機加餘量的確定為保證後續形位公差奠定了良好的基礎。本發明的工藝加工方法充分利用普通車床加工生產，通過可靠的工藝工序保證旋壓芯模能滿足使用性能；通過本工藝製造的芯模使用壽命長，可廣泛應用於旋壓加工中關鍵裝備筒形芯模的製作生產。
文檔編號B21D37/20GK102114511SQ200910262799
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者劉月仙, 劉愛麗, 孫建軍, 朱柏林, 李建國, 毛曉東, 渠衛民, 鄭治強, 鄭愛國, 陶旭明 申請人:山西晉西精密機械有限責任公司