加工中心主轴锥孔加工工艺的制作方法

加工中心主轴锥孔加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种加工中心主轴锥孔加工工艺，包括以下步骤：下料、热处理、打孔，粗加工、喷丸处理、去应力处理、半精磨、渗氮、精磨、装配，通过工艺的改进，加工出来的锥孔表面硬度达到1050-1100HV，而且在600℃以下保持不下降，具有很高的耐磨性和热硬性，本发明所述的加工中心主轴锥孔加工工艺采用32Cr2MoV钢为原料，节约了成本，通过渗氮工艺的改进以及喷丸强化，渗层体积增大，渗层厚度深，使疲劳强度大大提高，比原来提高30%，耐冲击能力强，由于氮化温度低，工件变形小，而且氮化后在工件表面形成致密的稳定层，耐腐蚀性高，使用寿命长。
【专利说明】加工中心主轴锥孔加工工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于加工中心制造【技术领域】，具体涉及加工中心主轴锥孔加工工艺。
【背景技术】
[0002]在加工中心使用过程中，加工的刀具都卡在主轴的锥孔内，加工中心机床在使用中需经常更换刀具，由于气压自动装刀时对中心难免存在微量不同心，因此主轴锥孔表面必须承受一定的冲击力，现有加工中心主轴锥孔材质一般为38CrMoAl钢，锥孔现有的加工工艺是:下料一正火一粗加工一调质一半精磨一渗氮一精磨一装配，38CrMoAL钢氮化后表面硬度、疲劳强度、耐腐蚀性很高，但是主轴锥孔表面维氏硬度可达900HV，但38CrMoAl钢氮化层的脆性大，渗层较薄，渗层厚度为0.50mm，基体较软，基体不能承受刀柄过多次数的冲击，从而产生局部变形或拉毛，锥孔发生拉毛现象，会严重影响加工中心的加工精度。

【发明内容】

[0003]为解决上述问题，本发明公开了一种加工中心主轴锥孔加工工艺，加工出来的锥孔表面硬度、疲劳强度高，耐冲击能力强，变形小，耐腐蚀性高，使用寿命长。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:包括以下步骤:
(1)下料:使用的材质为32Cr2MoV钢，并对材料进行探伤检验；
(2)热处理:连续3-4次在950°C正火处理45-50分钟，强制风冷，在640°C回火处理30-35分钟，空冷；
(3)对热处理过的工件进行打孔，粗车外圆及加工7:24锥孔；
(4)粗磨外圆、内孔；
(5)对7:24锥孔进行喷丸处理；
(6)去应力处理:将步骤(4)所述的半成品与振动电机固定在一起，通过振动电机的振动对半成品进行去应力处理，时间6-8小时；
(7)半精磨，对材料再次进行探伤检验；
(8)渗氮:采用井式渗氮炉在520°C渗氮20-25h，输入氨气，氨分解率为15_25%，然后在540°C渗氮6-10h，氨分解率为45-65% ；
(9)精磨；
(10)装配。
[0005]作为本发明的一种改进，所述步骤(5)喷丸处理，表面覆盖率达到100%。
[0006]作为本发明的一种改进，所述步骤(6)振动电机激振力10000N，振动时间4_5h。
[0007]作为本发明的一种改进，所述步骤(7)半精磨后对材料再次进行探伤检验 作为本发明的一种改进，所述步骤(8)渗氮结束后在450°C保温2_3h。
[0008]作为本发明的一种改进，所述步骤(8)渗氮结束后，继续输入氨气进行炉冷，到150-160°C 出炉。[0009]作为本发明的一种改进，所述步骤(8)渗氮前把不需要渗氮的部位刷上防渗氮涂料。
[0010]作为本发明的一种改进，所述防渗氮涂料为FC-1防渗氮涂料。
[0011]本发明的有益效果是:
本发明所述的一种加工中心主轴锥孔加工工艺，加工出来的锥孔表面硬度、疲劳强度高，耐冲击能力强，变形小，耐腐蚀性高，使用寿命长。
【具体实施方式】实施例
[0012]本实施例所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，包括以下步骤:
(1)下料:使用的材质为32Cr2MoV钢，并对材料进行探伤检验；
(2)热处理:连续4次在950°C正火处理50分钟，强制风冷，在640°C回火处理35分钟，空冷；
(3)对热处理过的工件进行打孔，粗车外圆及加工7:24锥孔；
(4)粗磨外圆、内孔；
(5)对7:24锥孔进行喷丸处理；
(6)去应力处理:将步骤(4)所述的半成品与振动电机固定在一起，通过振动电机的振动对半成品进行去应力处理，时间8小时；
(7)半精磨，对材料再次进行探伤检验；
(8)渗氮:采用井式渗氮炉在520°C渗氮20h，输入氨气，氨分解率为15%，然后在540°C渗氮8h，氨分解率为50%;
(9)精磨；
(10)装配。
[0013]本实施例所述步骤(I)在下料时就对材料进行探伤检验，检验金属材料内部是否有裂纹或缺陷，以便能够及时发现问题，减少损失。
[0014]本实施例所述步骤(2)对材料进行正火、回火处理，改善材料的切削性能,材料在短时间内快速加热、冷却，奥氏体没有足够的时间长大，冷却后得到很细小的晶粒，连续3-4次对材料进行正火、回火处理，使晶粒进一步细化、均匀，细化的晶粒使单位体积内晶界面积明显提高，从而减少脆性，获得高强度、韧性、塑性的综合力学性能。
[0015]本实施例所述步骤(5)对7:24锥孔进行喷丸处理，表面覆盖率达到100%，能够使锥孔内壁表面强化，也可消除应力，材料经过喷丸强化，极大程度地改善了抗疲劳强度，延长了安全工作寿命。
[0016]本实施例所述步骤(6)利用振动电机来消除材料的内应力，简单易学，节约成本，所述振动电机激振力10000N，振动时间6-8h，在渗氮前消除内应力是为了防止渗氮时工件变形。
[0017]为了防止在加工、热处理过程中材料内部收到损伤，在所述步骤(7)半精磨后对材料再次进行探伤检验，发现问题及时处理，避免扩大损失。
[0018]本实施例所述步骤(8)中采用两段渗氮工艺，第一阶段520°C渗氮20_25h，氨分解率为15-25%，使工件表层形成颗粒小，弥散度高的渗氮物，渗氮层硬度，增加然后在540°C渗氮6-10h，氨分解率为45-65%，增加渗氮层深度，为了防止工件渗氮时变形，可以在渗氮结束后在450°C保温2-3h，渗氮结束后，继续输入氨气进行炉冷，到150-160°C出炉，出炉温度过高会造成工件表面氧化变色，增大变形量，通过本方法加工出来的工件表面硬度、疲劳强度高，耐冲击能力强，变形小，耐腐蚀性高，渗层体积增大，渗层厚度达到0.70mm,比原有锥孔使用寿命长I倍。
[0019]本实施例所述步骤(8)渗氮前把不需要渗氮的部位刷上防渗氮涂料，所述防渗氮涂料为FC-1防渗氮涂料，渗氮后清理干净。
[0020]本实施例所述步骤(9)渗氮前精磨余量为0.2-0.4mm,不超过0.5mm,减少由于精磨产生的内应力而造成的变形量。
[0021]本发明所述的加工中心主轴锥孔加工工艺采用32Cr2MoV钢为原料，节约了成本，通过工艺的改进，加工出来的锥孔表面硬度达到1050-1100HV，而且在600°C以下保持不下降，具有很高的耐磨性和热硬性，通过渗氮工艺的改进以及喷丸强化，渗层体积增大，渗层厚度深，使疲劳强度大大提高，比原来提高30%，耐冲击能力强，由于氮化温度低，工件变形小，而且氮化后在工件表面形成致密的稳定层，耐腐蚀性高，使用寿命长。
[0022]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)下料:使用的材质为32Cr2MoV钢，并对材料进行探伤检验； (2)热处理:连续3-4次在950°C正火处理45-50分钟，强制风冷，在640°C回火处理30-35分钟，空冷； (3)对热处理过的工件进行打孔，粗车外圆及加工7:24锥孔； (4)粗磨外圆、内孔； (5)对7:24锥孔进行喷丸处理； (6)去应力处理:将步骤(4)所述的半成品与振动电机固定在一起，通过振动电机的振动对半成品进行去应力处理，时间6-8小时； (7)半精磨，对材料再次进行探伤检验； (8)渗氮:采用井式渗氮炉在520°C渗氮20-25h，输入氨气，氨分解率为15_25%，然后在540°C渗氮6-10h，氨分解率为45-65% ； (9)精磨； (10)装配。
2.根据权利要求1所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述步骤(5)喷丸处理，表面覆盖率达到100%。
3.根据权利要求1所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述步骤(6)振动电机激振力10000N，振动时间4-5h。
4.根据权利要求1所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述步骤(7)半精磨后对材料再次进行探伤检验。
5.根据权利要求1所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述步骤(8)渗氮结束后在450°C保温2-3h。
6.根据权利要求1所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述步骤(8)渗氮结束后，继续输入氨气进行炉冷，到150-160°C出炉。
7.根据权利要求1所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述步骤(8)渗氮前把不需要渗氮的部位刷上防渗氮涂料。
8.根据权利要求7所述的加工中心主轴锥孔加工工艺，其特征在于:所述防渗氮涂料为FC-1防渗氮涂料。
【文档编号】B23P15/14GK104002111SQ201410225774
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】李正祥, 张杨宇, 席凯, 胡少华 申请人:安徽蓝德集团股份有限公司