一种用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺的制作方法

文档序号:12933706阅读:258来源:国知局

本发明属于机械加工技术领域,具体涉及一种用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺。



背景技术:

柱塞泵是液压系统的一个重要装置,它依靠柱塞在缸体中往复运动,使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油,柱塞在缸体中要往复运动,它的运动量很大,因此,柱塞泵特别是用于页岩气开发的柱塞泵,因工作强度较高,泵内外会有较大的压差,为防止泵体内的液体外漏,就要求泵体上的各个零部件的强度要高,与泵本体的配合度要好,在柱塞泵本体组装过程中,常用到六角螺母,因柱塞泵的工作强度较高,因此要求六角螺母的强度、耐磨度等性能要好;目前,市场上现有的六角螺母采用普通的钢材,普通的制备工艺,所得到的螺母强度仅能达到100mpa左右,且断面收缩率较高,容易导致加工完成件与预设尺寸不一致,在装配过程中不能与泵体很好的配合,降低配合度,在工作过程中存在与柱塞泵本体的连接性不好以及密封性差的问题,影响柱塞泵的工作效率。



技术实现要素:

发明目的:本发明目的在于针对现有技术的不足,提供一种加工精度高的用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺,本工艺完成的加工完成件综合性能好、连接性能高。

技术方案:本发明所述的一种用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺,包括如下步骤:

(1)正火:根据预设六角螺母的大小下胚料,然后进行正火处理,所述正火处理工艺包括高温正火工艺和低温正火工艺;所述高温正火工艺中先将胚料加热至850~950℃保温2~5h,然后快冷至600~700℃;所述低温正火工艺中将胚料在600~700℃下保温2~5h后进行空冷至室温;

(2)粗车:对正火后胚料冷置0.5~2h后,根据预设尺寸粗车螺母外径、端面和厚度,得到螺母的整体轮廓;

(3)钻孔:采用钻头粗钻螺母配合孔,并用镗孔刀进一步加工,所述钻头主轴转速为120~200r/min;镗孔刀转速为300~500r/min,吃刀量为0.5~3mm;钻孔完毕后,去除中心孔口两端的毛刺,并倒角;

(4)调质:所述调质处理工艺包括油冷调质工艺和水冷调质工艺;所述油冷调质工艺中先将螺母加温至800~900℃,经保温2.5~5h后转入淬火油槽进行油冷淬火,冷却至180~220℃静置0.5~2h后回火加温至550~650℃,经保温2.5~5h后转入水槽中进行水冷,冷却至180~220℃后吊出水槽;

(5)喷丸:对螺母进行抛丸处理,单个喷嘴抛丸量为45~50kg/min,弹丸速度为70~80m/s;

(6)精车:调质处理后冷置1~3h,采用精车到对螺母的外径、端面以及厚度精车加工,所述精车车刀的主轴转速为300~500r/min;精车结束后去除边角毛刺并倒角;

(7)铣外六角:采用铣刀精铣螺母外六角,所述铣刀的主轴转速为500~600r/min,吃刀量为0.2~0.5mm;

(8)精车螺纹:车刀主轴转速为200~400r/min,进件速度为0.1~0.5mm/s;

(9)后处理:在阀盖端面上刻零件号,并清理包装。

优选地,所述胚料为42crmo圆钢,其中mn含量为0.65wt%~0.85wt%,s含量≤0.025wt%,p含量≤0.025wt%。

优选地,步骤(1)中,所述正火工艺中快冷过程中冷却介质温度保持为-10~10℃。

优选地,步骤(1)中,所述正火工艺中胚料空冷过程中保持室内温度稳定,并保持为15~25℃。

优选地,调质处理工艺过程中,所述淬火油槽温度保持为40~80℃。

有益效果:(1)本发明选用锰含量为0.65wt%~0.85wt%,s含量≤0.025%,p含量≤0.025%的42crmo圆钢作为胚料,并针对其特性依次进行正火、喷丸、调质等工艺,正火过程分成高温正火工艺和低温正火工艺,高温快冷工艺结合低温空冷工艺,有效实现材料内晶粒和碳化物的均匀分布;并且严格控制冷却过程中冷却介质的温度,最大程度减少对零件硬度的影响;(2)调质处理条件对材料的性能影响非常大,本发明先后对 材料进行油冷调质工艺和水冷调质工艺,并精确把握两者之间的间隔时间和进入下一工段的产品温度参数,搭配适当的升温速度、调质温度、保温时间和淬火温度,进一步去除材料内部缺陷,提高材料性能,提高材料延伸率、降低断面收缩率;(3)本发明中根据终锻材料的特性设定正火、喷丸以及调质等工艺参数,可有效协助提高材料延伸率至15%、降低断面收缩率至40%,有效防止材料在加工过程中出现完成件与预设尺寸相差加大的问题;(4)本发明依据材料特性,设定粗车、细车加工工艺的参数,有效减少加工过程种的加工误差,提高了加工精准度,本方案的加工的偏差率≤0.01%;(4)本加工工艺制得的六角螺母的抗拉强度≥800mpa、屈服强度≥750mpa。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1:一种用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺,包括如下步骤:

(1)正火:根据预设六角螺母的大小下胚料,所述胚料为42crmo圆钢,其中mn含量为85wt%,s含量为0.018wt%,p含量为0.018wt%;然后进行正火处理,所述正火处理工艺包括高温正火工艺和低温正火工艺;所述高温正火工艺中先将胚料加热至900~910℃保温3h,然后快冷至650~660℃,此过程中冷却介质温度保持为-5~5℃;所述低温正火工艺中将胚料在650~660℃下保温3h后进行空冷至室温,此过程中保持室内温度稳定,并保持为15~20℃;

(2)粗车:对正火后胚料冷置1.2h后,根据预设尺寸粗车螺母外径、端面和厚度,得到螺母的整体轮廓;

(3)钻孔:采用钻头粗钻螺母配合孔,并用镗孔刀进一步加工,所述钻头主轴转速为180r/min;镗孔刀转速为400r/min,吃刀量为1.5mm;钻孔完毕后,去除中心孔口两端的毛刺,并倒角;

(4)调质:所述调质处理工艺包括油冷调质工艺和水冷调质工艺;所述油冷调质工艺中先将螺母加温至850~860℃,经保温3h后转入淬火油槽进行油冷淬火,所述淬火油槽温度保持为50~60℃,冷却至190~200℃静置1h后回火加温至600~610℃,经保温3h后转入水槽中进行水冷,冷却至190~200℃后吊出水槽,放入代转区域;

(5)喷丸:对螺母进行抛丸处理,单个喷嘴抛丸量为48kg/min,弹丸速度为75m/s;

(6)精车:调质处理后冷置1.5h,采用精车到对螺母的外径、端面以及厚度精车加工,所述精车车刀的主轴转速为400r/min;精车结束后去除边角毛刺并倒角;

(7)铣外六角:采用铣刀精铣螺母外六角,所述铣刀的主轴转速为550r/min,吃刀量为0.35mm;

(8)精车螺纹:车刀主轴转速为300r/min,进件速度为0.25mm/s;

(9)后处理:在阀盖端面上刻零件号,并清理包装。

实施例2:一种用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺,包括如下步骤:

(1)正火:根据预设六角螺母的大小下胚料,所述胚料为42crmo圆钢,其中mn含量为0.80wt%,s含量为0.022wt%,p含量为0.022wt%;然后进行正火处理,所述正火处理工艺包括高温正火工艺和低温正火工艺;所述高温正火工艺中先将胚料加热至850~860℃保温2h,然后快冷至600~610℃,此过程中冷却介质温度保持为-10~0℃;所述低温正火工艺中将胚料在650~660℃下保温3h后进行空冷至室温,此过程中保持室内温度稳定,并保持为20~25℃;

(2)粗车:对正火后胚料冷置0.5h后,根据预设尺寸粗车螺母外径、端面和厚度,得到螺母的整体轮廓;

(3)钻孔:采用钻头粗钻螺母配合孔,并用镗孔刀进一步加工,所述钻头主轴转速为120r/min;镗孔刀转速为300r/min,吃刀量为0.5mm;钻孔完毕后,去除中心孔口两端的毛刺,并倒角;

(4)调质:所述调质处理工艺包括油冷调质工艺和水冷调质工艺;所述油冷调质工艺中先将螺母加温至800~810℃,经保温2.5h后转入淬火油槽进行油冷淬火,所述淬火油槽温度保持为40~50℃,冷却至180~190℃静置0.5h后回火加温至550~560℃,经保温2.5h后转入水槽中进行水冷,冷却至180~190℃后吊出水槽,放入代转区域;

(5)喷丸:对螺母进行抛丸处理,单个喷嘴抛丸量为45kg/min,弹丸速度为70m/s;

(6)精车:调质处理后冷置1h,采用精车到对螺母的外径、端面以及厚度精车加工,所述精车车刀的主轴转速为300r/min;精车结束后去除边角毛刺并倒角;

(7)铣外六角:采用铣刀精铣螺母外六角,所述铣刀的主轴转速为500r/min,吃刀量为0.2mm;

(8)精车螺纹:车刀主轴转速为200r/min,进件速度为0.1mm/s;

(9)后处理:在阀盖端面上刻零件号,并清理包装。

实施例3:一种用于柱塞泵的高强度六角螺母的制造工艺,包括如下步骤:

(1)正火:根据预设六角螺母的大小下胚料,所述胚料为42crmo圆钢,其中mn含量为0.65wt%,s含量为0.025wt%,p含量为0.025wt%;然后进行正火处理,所述正火处理工艺包括高温正火工艺和低温正火工艺;所述高温正火工艺中先将胚料加热至940~950℃保温5h,然后快冷至690~700℃,此过程中冷却介质温度保持为5~10℃;所述低温正火工艺中将胚料在690~700℃下保温5h后进行空冷至室温,此过程中保持室内温度稳定,并保持为20~25℃;

(2)粗车:对正火后胚料冷置2h后,根据预设尺寸粗车螺母外径、端面和厚度,得到螺母的整体轮廓;

(3)钻孔:采用钻头粗钻螺母配合孔,并用镗孔刀进一步加工,所述钻头主轴转速为200r/min;镗孔刀转速为500r/min,吃刀量为3mm;钻孔完毕后,去除中心孔口两端的毛刺,并倒角;

(4)调质:所述调质处理工艺包括油冷调质工艺和水冷调质工艺;所述油冷调质工艺中先将螺母加温至890~900℃,经保温5h后转入淬火油槽进行油冷淬火,所述淬火油槽温度保持为70~80℃,冷却至210~220℃静置2h后回火加温至550~560℃,经保温5h后转入水槽中进行水冷,冷却至200~210℃后吊出水槽,放入代转区域;

(5)喷丸:对螺母进行抛丸处理,单个喷嘴抛丸量为50kg/min,弹丸速度为80m/s;

(6)精车:调质处理后冷置3h,采用精车到对螺母的外径、端面以及厚度精车加工,所述精车车刀的主轴转速为500r/min;精车结束后去除边角毛刺并倒角;

(7)铣外六角:采用铣刀精铣螺母外六角,所述铣刀的主轴转速为600r/min,吃刀量为0.5mm;

(8)精车螺纹:车刀主轴转速为400r/min,进件速度为0.5mm/s;

(9)后处理:在阀盖端面上刻零件号,并清理包装。

本发明实施例1~3的产品性能与现有产品性能的对比数据如表1所示;

表1实施例1~3的产品性能与现有产品性能的对比数据

如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。

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