1.问题提出
试制时规划制作了图2所示的小端钻模,在摇臂钻床Z35上加工喷油器体的3mm×φ2.5mm斜油孔。先用小端钻模引钻出3mm×φ2.5mm孔点位,再将全能分度头倾斜一定视点,装夹喷油器体大端法兰,别离将待钻孔位旋转到低点,顺次钻出3mm×φ2.5mm斜油孔与已钻3mm×φ3mm长油孔贯穿。
图2 小端钻模
试制时按此办法加工的3mm×φ2.5mm斜油孔与φ3mm孔接通状况不好。工艺上要求用φ1.5mm钢丝检测贯穿油孔,φ1.5mm钢丝应能穿过衔接油孔。咱们对试制的这批喷油器体斜油孔贯穿状况进行全数检查,φ1.5mm钢丝不能穿过的孔位超越50%。
咱们剖析了斜油孔接通状况不好的主要原因:用全能分度头装夹,旋转方向***靠划线对正,***误差较大;用中心钻对正预制孔有误差,中心孔偏移影响对中精度;摇臂钻床Z35主轴锁定精度差,钻小孔时简略走偏,不适宜加工细长孔。因此规划制作了喷油器体钻斜孔辅具,将钻3mm×φ2.5mm斜油孔工序安排到台钻Z512上进行。
2.利用钻斜孔辅具在台钻上加工斜油孔
台钻主轴固定,可挑选较高转速范围大,手轮进给使钻削更平稳,排屑冷却更方便快捷,有利于细长孔的加工。由于喷油器体的3mm×φ2.5mm孔是斜油孔,并且有较高的对接精度要求,因此规划制作了喷油器体钻斜油孔辅具。钻孔辅具的结构如图3所示。
图3 喷油器体钻斜油孔辅具
1.***斜块 2.菱形销 3.联接螺栓 4.放错销 5.衔接盘
如图3中,喷油器体经过大端面、中间螺纹孔M16×1和法兰孔φ18mm与衔接盘完结彻底***,防错销确保喷油器体法兰***孔挑选正确,不然无法安装到位。衔接盘上铣了3个***旁边面,别离与3mm×φ2.5mm斜油孔方位对应。这样喷油器体与衔接盘装配后,就可经过衔接盘上的***旁边面与***斜块上的***旁边面靠齐,完结装夹***,钻一个φ2.5mm斜油孔与φ3mm长油孔接通后,转动衔接盘,使其他***旁边面别离与***斜块的***旁边面靠齐,钻出其他2个φ2.5mm斜油孔。
***斜块和衔接盘的结构如图4所示,经过衔接盘上的中间***孔、菱形销孔和端面***衔接,完结了喷油器体与衔接盘的彻底对定,再经过衔接盘上距离中心68mm的三个旁边面与***斜块靠齐,别离对应到3mm×φ2.5mm斜油孔的笔直状态。这样完结了***快速、经确牢靠。
图4 衔接盘和***斜块
喷油器体钻斜油孔辅具一次装夹,二次转位,完结了在台钻上加工3mm×φ2.5mm斜油孔与φ3mm长油孔对接。对接方位精度偏差小于0.5mm,才干确保φ1.5mm钢丝能经过相贯处。加工好的喷油器体油孔用φ1.5mm钢丝检查,均能正常穿过,yw2硬质合金适于加工,产品质量得到了确保。此工装装夹简略,操作方便,***经确牢靠,确保了产品质量。
3.结语
喷油器体钻斜油孔辅具完结了在台钻上加工3mm×φ2.5mm斜油孔,不仅出产效率得到进步,并且产品质量得到确保,大大降低了废品率。此次工艺改善获得成功,油孔对接方位精度合格率到达95%以上,解决了困扰喷油器体加工的质量问题。我公司已完结船用喷油器批量出产,产品质量得到用户信任。此工艺办法也为相似件的加工提供了一个新的思路。
非晶合金涂层在***加工刀具上的应用
近年来,跟着研讨的不断深入,***加工技能高质量、低能耗的特色逐渐受到重视,并在航空航天范畴得到广泛应用。***加工技能包括加工机床、加工刀具和加工工艺等方面。《非晶中国工业开展咨询》主要从加工刀具的资料涂层技能方面进行介绍,给非晶态合金应用提供新的方向和思路。
***加工及对刀具的高要求
***加工(High PerformanceMachining,HPM)是在保证零件精度和质量的前提下,经过对加工进程的优化和进步单位时刻资料切除量来进步加工功率和设备利用率、下降生产成本的一种高功能加工技能。在***加工体系中,刀具是完成切削加工的工具,直触摸摸工件并从工件上切去一部分资料,使工件得到契合技能要求的形状、尺度精度和外表质量。在整个加工进程中,刀具直接与工件触摸,会呈现严峻的刀具磨损现象,因而刀具也是加工进程中的一大消耗品。刀具技能的内涵包括刀具资料技能、刀具结构设计和成形技能、刀具外表涂层技能等,也包含了上述单项技能归纳交叉形成的高速刀具技能、刀具可靠性技能、绿色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作为机械制作工艺配备中重要的一类基础部件。
刀具在切削进程中承受深重的负荷,包括高的机械应力、热应力、冲击和振荡等,如此恶劣的工作条件对刀具功能提出了高要求。挑选刀具资料、设计刀具结构、开展刀具涂层和高功能刀具技能成为进步切削加工水平的关键环节。《非晶中国工业开展咨询》主要从刀具涂层技能等方面对刀具进行介绍,以促进***刀具的开发,为进步制作技能水平发挥应有的效果。
加工刀具的外表涂层
刀具外表涂层以增效和延寿为目的,是将耐高温、耐磨损的资料涂覆在刀具基体资料外表。涂层作为一个化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了刀具的月牙槽磨损。涂层刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化学功能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低一级特性。现在,常用的刀具涂层办法有化学气相堆积法(CVD)、物***相堆积法(PVD)、等离子体化学气相堆积法(PCVD)、热喷涂法和离子束辅助堆积法(IBAD),其中以PVD和CVD应用***为广泛。
刀具的涂层技能现在现已成为进步刀具功能的关键技能。在涂层工艺方面,CVD依然是可转位刀片的主要涂层工艺,在基体资料改进的基础上,使CVD涂层刀具的耐磨性和韧性都得到进步。PVD相同取得了重大进展,开发了习惯高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层,如纳米、多层结构等。等离子体化学气相堆积法(PCVD)是将高频微波导人含碳化物气体发生高频高能等离子,或者经过电极放电发生高能电子使气体电离成为等离子体,由气体中的活性碳原子或含碳基团在合金的外表堆积的一种涂层制备办法。
非晶合金涂层的优势
刀具涂层技能向物理涂层附加大功率等离子体方向开展;功能薄膜向着多元、多层膜的方向开展;并研讨集硬度、化学稳定性、抗痒化性于一体且具有低内应力和高附着力的薄膜制备技能。图(a)为多层涂层,其内层的TiCN与基体有较强的结合力和强度,中心的Al2O3,作为一种有用的热屏障可答应有更高的切削速度,外层的TiCN保证抗前刀面和后刀面磨损才能,***外一薄层金***的TiN使得容易辨别刀片的磨损状态;图(b)中纳米涂层与传统涂层比较,具有超硬度、超模量和高红硬性效应,并且显微硬度可超过40GPa;图(c)纳米复合结构涂层在强等离子体效果下,纳米TiAlN晶体被镶
刀具的涂层技能
嵌在非晶态的Si3N4体内,当AlTiN晶体尺度小于10nm时,位错增殖源难于启动,而非晶态相又可阻挠晶体位错的迁移,即使在较高的应力下,位错也不能穿越非晶态晶界。这种结构薄膜的硬度可以达到50GPa以上,并可坚持适当优异的韧性,且当温度达到900—1100℃时,其显微硬度仍可坚持在30GPa以上。
CVD和PVD涂层工艺技能和配备水平将得到进一步提升和工业化。复合、梯度、多层、纳米多层、纳米非晶态复合结构涂层及薄膜多元化、个性化、涂层、晶粒大小可控化等功能可定制的涂层(如高速干切削复合涂层技能)将逐渐工业化。另一方面,针对废旧刀具回收利用的退涂技能、重涂技能也将由于绿色环保逐渐得到重视。此外,刀具软涂层方向的自润滑刀具作为可以完成干切削、准干式切削(MQL)的技能途径之一现已受到重视。
非晶合金涂层刀具的前景
刀具的切削功能是刀具资料、几何结构和涂层相互组合的成果,新资料、立异的结构设计和涂层可以促进刀具功能的改进。我国的刀具制作技能依然与******存在很大的差距,研讨刀具技能火烧眉毛,特别是基础资料和结构立异,需要打破传统思维,斗胆立异,寻求刀具技能的新出路。
“非晶中国大数据中心”信息标明:我国科学家在刀具上进行非晶态复合涂层技能攻关,并现已开端在企业试用,效果得到必定。未来,这将是非晶合金一个值得开发的高段应用市场。
高速钢薄片T形铣刀变形校对
高速钢薄形刀具在热处理中易变形,假如刀具在热处理中工艺和操作不恰当,比方加热温度偏高,刀具绑扎办法不恰当或是加热时间过长等,都会形成高速钢薄形刀具热处理后变形较大。因此,高速钢薄形刀具在热处理进程中需要特别注意操控刀具的变形,采纳一些减小变形的办法。比方采纳两次预热;恰当降低加热温度;恰当缩短加热时间;正确绑扎刀具;减小一次进炉量,防止刀具之间彼此触莫、揉捏等办法。但在实践热处理进程中,有些刀具由于形状、巨细等因素,变形问题无法消除。并且有时候会由于热处理中工艺和操作不恰当的原因形成成批刀具呈现变形大的状况。咱们单位就呈现过由于刀具绑扎不恰当,一次进炉量大而形成一批高速钢薄片T形铣刀淬火后变形十分大。
1.关于这批高速钢薄片T形铣刀
这批高速钢薄片T形铣刀资料为W6Mo5Cr4V2,涂层yw2硬质合金,数量为200件,硬度要求为63~66HRC。铣刀长150mm,铣刀片厚度1.5mm,热处理前铣刀片厚度留余量为1mm左右。
这批高速钢薄片T形铣刀的刀片厚度很薄,制品尺度为1.5mm,并且形状为“T”形。由于W6Mo5Cr4V2刀具的加热温度高,这么薄的刀片简单变形。关于这种薄片铣刀,在热处理中应特别要注意采纳办法操控刀具的变形。比方,淬火加热前采纳两次预热(一次低温预热,加热温度为550℃左右;一次中温预热,加热温度为850℃左右);采纳单件绑扎,减少一次进炉量,防止刀具在加热时彼此揉捏,形成刀具呈现较大的变形。这批铣刀就是由于绑扎数量和办法不恰当,以及一次进炉量太大而形成大部分铣刀刀片部分平面变形很大,变形gt;0.3mm,蕞大变形到达0.7mm。
2.高速钢薄片T形铣刀的校对难度剖析
这批高速钢薄片T形铣刀的刀片厚度很薄,制品尺度为1.5mm,并且形状为“T”形,淬火后硬度又十分高,硬度要求为63~66HRC,这种形状的刀具淬火后假如刀片部分发生变形没有好的办法进行校对。长轴件刀具径向圆跳动变形大,咱们能够采纳多种办法校对变形,如趁热校对法、热点法、冷敲法。而这些办法关于这些薄片T形铣刀不适宜,上夹具回火校对的办法或许会有一定的作用,可是这批薄片铣刀中刀片部分变形大的数量多,这种薄片T形铣刀要校对刀片部分选用上夹具回火校对的办法功率会很低。
3.薄片T形铣刀的校对
上夹具回火校对的办法关于这种薄片T形铣刀的功率低,一个夹具一次只能校对一把铣刀,也不行能做几套夹具,这种夹具是专用的,用完或许以后就再也用不上了,所以本钱很高,只能另想办法。
(1)铣刀退火
先将变形大的薄片T形铣刀进行退火。高速刚刀具退火十分费事,一般只在刀具变形太大,校对不过来或者是硬度偏低,达不到规划图纸要求时才会考虑退火返修。这些T形铣刀的资料为W6Mo5Cr4V2,依据本单位现有设备状况,选用一般电阻炉退火。由于一般电阻炉内的介质是空气,含有很多的氧气,假如刀具直接放到一般电阻炉里进行退火的话,刀具表面将呈现较严重的氧化、脱碳,江苏yw2硬质合金,返修后刀具的硬度会偏低,甚至会形成刀具裂纹。因此,高速刚刀具退火时有必要采纳办法防止和避免刀具表面氧化、脱碳,具体维护办法能够依据设备状况和自身的状况而定。咱们单位选用的是金刚砂装箱维护。先在不锈钢维护箱底部铺一层金刚砂,将铣刀用废报纸包好,一层一层摆好,摆好一层铺一层金刚砂,***终在维护箱口盖上石棉板,再盖上箱盖,防止外面空气进入维护箱。
装好箱后就能够进炉退火。退火加热温度为850℃左右,然后随炉降温到720℃左右,保温一段时间,随炉冷至550℃以下出炉。有必要严格操控退火工艺进程,特别是降温进程,否则高速刚刀具的硬度很难退下来。退火后检查刀具的硬度,要求硬度≤28HRC。刀具硬度高了,校对时简单开裂,返修淬火时也有或许开裂。
(2)制作专用的校对模具
依据T形铣刀的外形、尺度制作了一套专用的校对模具。校对模具是用圆钢加工成φ90mm×170mm的圆柱体,并依据T形铣刀的外形、尺度在圆柱体中心加工了台阶孔,T形铣刀的颈部尺度为φ17mm,加大1mm,按φ18mm加工;T形铣刀柄部蕞大尺度为φ24mm,加大2mm,按φ24mm加工,这是为了降低加工难度,假如能够彻底按照T形铣刀的外形加工模具的内孔,能够提高T形铣刀的校对作用,也就是校对后铣刀的变形会更小。选用线切割的办法将圆柱体切成两半,一套校对模具就做好了。
(3)铣刀校对
由于铣刀的资料为W6Mo5Cr4V2,yw2硬质合金刀的性能,合金含量高,塑性较差,直接校压,刀具很有或许会开裂。因此,校对前需要将这些铣刀进行预热,咱们选用550℃左右进行预热。经过预热,提高了铣刀的塑性。校对时用钳子夹着,将铣刀放进校对模具,并将校对模具合起来,铣刀刀片上面放一个巨细适宜的圆柱体作为压块,压块两个端面要求平行度好,用液压机压头压在压块上。校压时需要调整好液压机的压力,压力小了变形校对不过来,压力太大了铣刀刀片又有或许被压扁,形成铣刀刀片尺度发生变化。选用液压机直接校对是使用刀具的塑性,经过液压机对刀片部位施加压力,使刀片部位发生塑性变形,然后到达校对变形的意图。
4.校对作用
经过校对,刀片部位变形大的T形铣刀变形≤0.3mm,基本上到达要求。假如能够彻底按照T形铣刀的外形加工模具的内孔,能够提高T形铣刀的校对作用,也就是校对后铣刀的变形会更小。
T形铣刀悉数校对好后,咱们用箱式电阻炉铣刀用550℃进行回火,以消除校对时发生的应力,有利于减小从头淬火时的变形。高速刚刀具淬火,咱们是选用中温盐炉对高速刚刀具进行中温预热,然后转移到高温盐炉对高速刚刀具进行淬火加热。这些T形铣刀从头淬火时,咱们选用单件绑扎,一个淬火钩只允许挂两件T形铣刀,并且减少一次的进炉量。从头淬火后,这些T形铣刀变形不大,刀片部位蕞大变形为0.35mm,能够保证刀片部位能够加工起来。
5.结语
经过先对这些薄片T形铣刀进行退火,制作一套专用的校对模具,选用液压机直接校压刀片部位,使用刀具退火后较好的塑性,经过液压机对刀片部位施加压力,使刀片部位发生塑性变形,到达了校对T形铣刀刀片部位变形的意图。这种校对办法功率较高,供给了一种相似零件或刀具淬火变形的校对办法。
不过这只是一种抢救办法,更重要的是咱们在对高速刚刀具进行热处理时要注意一些操作细节,比方刀具的绑扎方式、办法、装炉量,以及提高操作人员的技术水平和责任心等,只要这样才干有效地减小高速刚刀具的变形,保证高速刚刀具的热处理质量。
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