校直工装及其使用方法与流程

本发明属于矫直加工领域，具体涉及校直工装及其使用方法。

背景技术：

高速钢薄长件常常会出现侧弯变形的情况，这是由于高速钢薄长件在热处理后，高速钢薄长件的应力不均匀导致的，其应力不均匀多是由于原材料成分具有不均匀性、热处理冷却时的冷却速度不均匀等原因导致的。

针对已经侧弯变形的工件无法直接通过后续的机加磨削加工至成品，往往导致产品报废或改制为更小规格而使成品大大增加，所以一般需要对已经侧弯变形的工件进行矫直加工，多采用锤击法对工件进行矫直加工，锤击法一般采用头部为r0.5-r2的硬质合金榔头反复锤击正反凹面的大平面，锤击法会给工件本身带来非常大的应力，有时甚至使工件产生裂纹而报废，在后续的应力释放过程中将导致产品重新发生变形或因原始应力过大而大大降低产品使用寿命；同时采用锤击法还需要操作人员具备一定的实际操作经验，否则会导致产品报废或不能一次性矫直成功而增加矫直工作量使成本增加。

技术实现要素：

本发明意在提供校直工装，以解决原有锤击法矫直工件，导致工件矫直成本高以及工件的使用寿命下降的技术问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：校直工装，包括若干可进行回火的矫直单元，矫直单元包括第一隔板和第二隔板，第一隔板的一侧可与工件的一侧贴合，第二隔板的一侧可与工件的另一侧贴合，第一隔板和第二隔板远离工件的侧面上设有压紧第一隔板和第二隔板的第一压紧单元。

基础方案的原理及其优点：在对出现侧弯的工件进行矫直时，先将工件安装到第一隔板和第二隔板之间，此时第一隔板和第二隔板的侧面分别与工件的两侧贴合，当第一压紧单元压紧第一隔板和第二隔板远离工件的侧面时，第一隔板和第二隔板能将工件压紧在两者之间，第一隔板和第二隔板的侧面能为工件的矫直提供基准面，便于对工件矫直；同时第一压紧单元的设置，能让第一隔板和第二隔板将工件稳定的夹紧。

同时矫直单元可进行回火，矫直单元具有耐高温的特性，在对矫直单元中的工件进行矫直时，可将矫直单元和工件进行回火处理，此时由于回火的过程中，工件被第一隔板和第二隔板持续的夹持，能让工件在回火的过程中矫直。采用此方式，能让工件在矫直的过程中不至于损坏，同时能有效的避免工件产生裂纹，且矫直后的工件上应力也被控制在较小的范围内。

进一步，第一压紧单元包括若干第一压紧杆以及保持固定的第一挡块和第二挡块，第一挡块的一侧与第一隔板远离工件的一侧相抵，第二挡块远离第一挡块的一侧与第二隔板远离工件的一侧相对，第一压紧杆的一端穿过第二挡块与第二隔板远离工件的一侧相抵，第一压紧杆与第二挡块可拆卸连接。

通过上述设置，第一压紧杆能将若干矫直单元设置在第一挡块和第二挡块之间，实现对若干工件的同时压紧，此时第一压紧杆能够向靠近或远离第二隔板的一侧移动，进而能够控制第一压紧杆对矫直单元的压紧力，且便于控制矫直单元安装在第一挡块和第二挡块之间的数量，让工件的矫直数量也更为可调。

进一步，第一压紧杆与第二挡块螺纹连接。

当第一压紧杆与第二挡块螺纹连接后，当第一压紧杆静止时，第一压紧杆能与第二挡块自动锁止，第一压紧杆能将第一挡块和第二挡块之间的矫直单元抵紧；当需要调整第一压紧杆的位置时，也只需调节第一压紧杆与第二挡块的螺纹连接位置即可，使得第一压紧杆的调节方便，也更便于控制对矫直单元的抵紧力以及矫直单元的安装数量。

进一步，还包括与插槽相对的第二压紧单元，第二压紧单元包括若干第二压紧杆以及保持固定的压紧板，压紧板水平设置，且压紧板的表面与第一隔板和第二隔板相对，压紧板上设有若干供第二压紧杆穿过的安装孔，且第二压紧杆的一端可穿过安装孔与工件相抵，第二压紧杆与安装孔可拆卸连接。

通过上述设置，第二压紧杆的一端可穿过安装孔与工件相抵，进而第二压紧杆能对第一隔板和第二隔板之间的工件进一步限位，避免工件从第一隔板和第二隔板之间滑出；此过程中，压紧板能为若干第二压紧杆提供稳定的支撑力，让第二压紧杆稳定的抵压在工件上。

进一步，第二压紧杆与安装孔的内壁螺纹连接。

通过上述设置，第二压紧杆能够方便的沿安装孔的轴向移动，进而能够快速的对工件进行压紧或者放松，让工件的拆装更加方便。

进一步，还包括若干料框，第一挡块和第二挡块穿过若干料框并且与料框固定连接，第一隔板和第二隔板穿过若干料框并且与料框滑动接触，压紧板与若干料框固定连接。

料框能让第一挡块、第二挡块和压紧板之间的位置保持相对固定，更便于将矫直单元和工件压紧在第一挡块和第二挡块之间，让第一压紧杆和第二压紧杆的安装更为方便。

进一步，使用校直工装的方法，包括以下步骤：

步骤1：准备若干待测工件；同时准备侧弯检测平台、校直工装和回火炉；

步骤2：将若干待测工件依次放置到侧弯检测平台的上表面上，工件的两端与侧弯检测平台的上表面接触，此时工件下表面与侧弯检测平台的上表面之间形成间隙，间隙的最大宽度为工件的侧弯值，当工件的侧弯值大于等于0.15mm时，该工件则需要进行矫直处理；当工件的侧弯值小于0.15mm时，该工件则无需进行矫直处理；

步骤3：将步骤2中单个待矫直的工件放置到第一隔板和第二隔板之间的插槽中，将若干待矫直的工件依次放置到若干矫直单元中，然后将安装有待矫直工件的矫直单元放置到第一挡块和第二挡块之间，然后将第一压紧杆向第一挡块的方向旋入，使得第一压紧杆的端部与第一隔板或第二隔板相抵，第一压紧杆将若干矫直单元压紧在第一挡块和第二挡块之间；然后将第二压紧杆旋入到安装孔内，使得第二压紧杆与第一挡块和第二挡块之间工件相抵，对工件进行夹持和限位；

步骤4：将固定有工件的校直工装放置到回火炉内，回火温度450-550℃，且温度保持4-6h后取出回火炉内的校直工装和工件进行冷却；

步骤5：待步骤4中的校直工装和工件冷却至室温后，旋出第一压紧杆和第二压紧杆，取出第一隔板和第二隔板之间工件；

步骤6：将步骤5中取出的工件再次放置到侧弯检测平台上，工件的侧弯值小于0.15mm时，工件矫直处理完成。

采用使用校直工装的方法对工件进行矫直，其中步骤2中在对工件进行矫直前，先对工件的侧弯情况进行检测，采用了侧弯检测平台对工件的侧弯方向以及侧弯程度进行确定，进而筛选出需要进行矫直加工的工件，确保侧弯后的工件均能进入下一矫直步骤中；步骤3中，将待矫直的工件安装到校直工装中，使得工件稳定的安装在校直工装内，第一隔板和第二隔板能为工件的矫直提供稳定的支撑；同时能将带矫直的工件批量的安装到校直工装上，便于批量的进行矫直处理；在步骤4中，将安装有工件的校直工装放置到回火炉内，对工件进行热压回火矫直，该回火时间和回火温度的控制，能让工件变软，此时的工件在第一隔板和第二隔板的限位下，让工件被矫直到合格状态；然后在进行工件和校直工装的冷却，即可完成工件的矫直；然后进行步骤5，对第一压紧杆和第二压紧杆进行拆卸，取出冷却后的工件再次进行步骤6的检测，确保矫直后的工件合格。

进一步，在步骤3中，在将工件放置到第一隔板和第二隔板之间时，标记工件侧弯后表面凸出的一侧；在将第一隔板、第二隔板和工件设置在第一挡块和第二挡块之间时，工件表面凸出的一侧与第一压紧杆靠近第一挡块的一端相对。

通过上述设置，能够对工件放置在第一隔板和第二隔板之间的朝向进行控制，使得工件表面凸出的一侧与第一压紧杆相对，能够对工件的弯曲处进行反向的定量压紧，使得工件的矫直精确。

进一步，步骤4中，回火温度500℃。

该温度的设置，更适用于工件的矫直，更能够有效的控制工件的回火处理过程。

进一步，步骤4中，校直工装和工件采用缓冷的方式进行冷却，平均降温速度小于等于100℃/h。

采用缓冷的方式对校直工装和工件进行冷却，能够有效的控制工件热应力和组织应力的均匀性，冷却完成后工件从工装中拆除后变形能达到要求，避免工件再次侧弯。

附图说明

图1为本发明实施例1中校直工装的轴测示意图；

图2为图1中校直工装俯视方向的结构示意图；

图3为图2中a-a处的剖视图；

图4为实施例1中校直工装使用方法的工艺流程图；

图5为弯检测平台检测时与工件的关系图；

图6为实施例2中校直工装俯视方向的结构示意图；

图7为图6中b-b处的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：料框10、第一隔板11、第二隔板12、第一挡块13、第二挡块14、第一压紧杆15、压紧板16、第二压紧杆17、安装孔18、固定螺栓19、固定螺母20、工件21、侧弯检测平台22。

实施例1

实施例1基本如附图1、附图2和附图3所示的校直工装，包括若干可进行回火的矫直单元、第一压紧单元、第二压紧单元以及两个矩形的料框10，矫直单元、第一压紧单元、第二压紧单元和料框10均选用红硬性较高的高速钢材料，并淬火回火后使用，多次回火使用不会降低其硬度和强度；第一隔板11的右侧可与工件21的左侧贴合，第二隔板12的左侧可与工件21的右侧贴合，第一隔板11的右侧与工件21的左侧相抵，第二隔板12的左侧与工件21的右侧相抵。

如图1所示，第一压紧单元包括第一挡块13、第二挡块14和三个水平设置的第一压紧杆15，第一挡块13和第二挡块14均呈条状并且水平设置，第一挡块13的右侧与第一隔板11远的左侧相抵，第二挡块14的左侧与第二隔板12的右侧相对，第一压紧杆15的左端穿过第二挡块14与最右侧第二隔板12的右侧相抵；同时第一压紧杆15为螺栓，第一压紧杆15与第二挡块14螺纹连接。

如图3所示，第二压紧单元包括压紧板16和若干第二压紧杆17，其中第二压紧杆17也为螺栓，压紧板16水平设置在第一挡块13和第二挡块14的上方；如图2所示，压紧板16上设有若干供第二压紧杆17竖直穿过的安装孔18，安装孔18均位于第一挡块13和第二挡块14之间；与此同时，第二压紧杆17的下端可穿过安装孔18与工件21的上端面相抵，安装孔18内设有螺纹，第二压紧杆17与安装孔18的内壁螺纹连接。

此外，如图3所示，两个料框10位于第一挡块13、第二挡块14和压紧板16的两端上，第一挡块13左侧与料框10内壁的左侧贴合，第二挡块14右侧与料框10内壁的右侧贴合，压紧板16的上表面与料框10内壁的上侧贴合；如图1和图2所示，还包括四个固定螺栓19和固定螺母20，左侧的两个固定螺栓19分别设置在第一挡块13的上下端处，固定螺栓19的前端依次穿过料框10的前侧、压紧板16、第一挡块13和料框10的后侧后与螺母螺纹连接；与此同时，右侧的两个固定螺栓19分别设置在第二挡块14的上下端处，固定螺栓19的前端依次穿过料框10的前侧、压紧板16、第二挡块14和料框10的后侧后与螺母螺纹连接。

本实施例中校直工装的使用方法基本如附图4所示，具体包括以下步骤：

步骤1：准备若干待测工件21；同时准备侧弯检测平台22、校直工装和回火炉；

步骤2：将若干待测工件21依次放置到如图5所示侧弯检测平台22的上表面上，工件21的左右两端与侧弯检测平台22的上表面接触，此时工件21下表面与侧弯检测平台22的上表面之间形成间隙，间隙的最大宽度为工件21的侧弯值l，当工件21的侧弯值l大于等于0.15mm时，该工件21则需要进行矫直处理；当工件21的侧弯值l小于0.15mm时，该工件21则无需进行矫直处理；

步骤3：将步骤2中单个待矫直的工件21放置到第一隔板11和第二隔板12之间的插槽中，同时标记位于第一隔板11和第二隔板12之间的工件21侧弯后表面凸出的一侧，然后将安装有待矫直工件21的矫直单元放置到第一挡块13和第二挡块14之间，使得工件21表面凸出的一侧与第一压紧杆15靠近第一挡块13的左端相对；将若干待矫直的工件21均依次放置到第一挡块13和第二挡块14之间后，将三个第一压紧杆15向左旋入，使得第一压紧杆15的左部与第二隔板12相抵，第一压紧杆15将若干矫直单元压紧在第一挡块13和第二挡块14之间，让位于第一隔板11和第二隔板12之间的工件21均被反向压紧；然后将第二压紧杆17旋入到安装孔18内，第二压紧杆17转动下移，使得第二压紧杆17与第一挡块13和第二挡块14之间工件21相抵，此时工件21被第一隔板11、第二隔板12、料框10和第二压紧杆17限位，让工件21被稳定的夹持和限位；

步骤4：将固定有工件21的校直工装放置到回火炉内，回火温度500℃，且温度保持5h后取出回火炉内的校直工装和工件21进行冷却，且采用缓冷的方式进行冷却其冷却方式为缓冷；此过程中能对批量的工件21进行热压回火矫直，可以有效的避免裂纹产生；同时为了避免快冷造成冷却不均匀，采用了缓冷的方式对工件21进行冷却，平均降温速度小于等于100℃/h，能够避免工件21中形成新的热应力进而发生变形的情况；

步骤5：待步骤4中的校直工装和工件21冷却至室温后，旋出第一压紧杆15和第二压紧杆17，取出若干第一隔板11和第二隔板12之间工件21；

步骤6：将步骤5中取出的工件21再次放置到侧弯检测平台22上，工件21的侧弯值l小于0.15mm时，工件21矫直处理完成，能够一次性将发生侧弯的工件21矫直成功，可减少重复矫直而增加的加工成本；同时能避免工件21在矫直的过程中报废。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2基本如附图6和附图7所示，安装孔18呈两行设置，且两行安装孔18分布在压紧板16水平中线的两侧，两行安装孔18错位设置，且同一行上相邻两个安装孔18之间的水平距离等于第一隔板11、第二隔板12和工件21厚度之和。

本实施例中的校直工装及其使用方法在使用时与实施例1相比有如下不同之处，通过上述设置，在将17个安装有待矫直工件21的矫直单元安装到第一挡块13和第二挡块14之间时，当矫直单元和工件21均被第一压紧杆15压紧后，此时需要将17个第二压紧杆17安装到安装孔18内，第二压紧杆17的下端均匀工件21的上表面相抵，对工件21进行进一步的限位；此时由于两行安装孔18错位设置，安装后的两行第二压紧杆17也错位设置，便于在将第二压紧杆17安装到压紧板16上时，第二压紧杆17相互之间不会干涉；同时能够避免安装孔18设置在压紧板16的同一水平直线上，分布过于紧密，影响压紧板16局部的强度，进而便于第二压紧杆17将压力更为均匀的传递至压紧板16上，实现对工件21的稳定的固定，确保在进行步骤4的热压回火矫直的过程中压紧板16的压紧能力到位，保证对工件21的稳定夹持。