一种大轴深加工制造方法与流程

1.本发明涉及到大轴的加工技术，特别是一种大轴深加工制造方法。


背景技术：

2.随着机械制造业的快速兴起，机械加工技术日益趋于成熟，大型轴类作为机械制造中常见的加工产品，广泛的应用于各类机械、大型船舶、大型注塑机等设备中。大型轴类加工的好坏，直接关系到轴类产品的质量和使用寿命的长短，更涉及到设备人员的人身安全。
3.现有大型轴类在使用的过程中采用不同加工轴类的工艺流程，以便于满足客户专用设备的使用需求。现有技术可以解决中小型轴类的生产和使用需求，但是对于大型轴φ250mm-φ300mm、长度3000mm-4000mm生产加工任存在诸多难题。大轴直接从钢铁厂生产的毛坯料存在着直接浇铸存在组织不均匀、密实强度不够、内部缺陷等问题；现有技术对加工大轴在加工过程中，没有有效夹具稳定支撑，易造成车刀抖动，使得加工出的大轴存在瑕疵或直接报废，不能满足实际生产的需要，造成生产成本的增加和材料的浪费。最后，对于大轴热处理产生的允许变形范围的控制，没有有效的方法。因此，为了解决这些难题，科研单位和企业科技人员在不断地探索、研究，利用现代科学技术，希望能设计一种大轴深加工工艺制造方法，虽然在技术上取得一些进步，但在实际运用中仍然存在尚未克服的技术难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服以上不足，通过本公司研发人员和技术人员多次实验后，提供一种设计合理，技术先进的一种大轴深加工制造方法。采用先进加工工艺及工装夹具，该方法采用一整套的流程包括：锻造
→
温火
→
粗加工
→
退火热处理
→
精加工
→
真空气淬热处理及回火
→
成品检验
→
喷砂防锈入库保存，同时在大轴加工时，采用自行设计的专用千斤顶做为大轴机械加工的辅助设备，通过千斤顶先粗调再微调的方法，解决了大轴深加工的一道道技术难题。该方法既方便又安全，又快又好的保证加工大轴产品质量。
5.本发明解决其技术问题所采用的方法和步骤如下：
6.步骤一：采用气锤组锻造得到符合尺寸要求的大轴毛坯件；
7.步骤二：将锻造好的大轴毛坯件放入草木灰池中温火，进行时效处理；
8.步骤三：将时效处理完的大轴毛坯件进行机械粗加工，先对大轴毛坯件两端进行加工车平面，确认大轴一顶端打中心孔，采用专用千斤顶作为轴机械加工的辅助支撑设备，将大轴坯料进行粗车；
9.步骤四：将粗加工后的大轴进行退火热处理；
10.步骤五：采用千斤顶做为大轴精加工的辅助支撑设备，采用千斤顶组合先粗调再微调，确保大轴中心孔与车床顶针的中心孔相吻合，对大轴进行精加工，将大轴的两端加工成螺纹，达到图纸设计要求；
11.步骤六：将精加工后的大轴进行真空气淬热处理与回火；
12.步骤七：产品检验，检验合格的产品表面喷砂、防锈处理，入库保存。
13.所述的锻造对未成型的坯件进行锻打，初锻温度为：1150-1200℃，终锻温度为800-830℃，得到符合尺寸要求的大轴毛坯件；
14.所述气锤组由气锤和基座组成；
15.所述的退火热处理采用真空退火炉时，粗加工轴棒采用图3工装挂放进行退火热处理；
16.所述的退火热处理的工艺流程：真空加热至550℃
→
550℃保温1h
→
加热至650
±
10℃
→
650℃保温1h
→
加热至820
±
10℃
→
820
±
10℃保温4h
→
随炉降温至720
±
10℃
→
720
±
10℃保温4h
→
炉内冷却降温至常温，冷却速度200～150℃/h；
17.所述的时效处理将大轴放在定制的草木灰池里进行，时间不低于72h；
18.所述的真空气淬热处理采用真空气淬火炉时，将大轴用图3工装挂放进行真空气淬热处理；
19.所述的真空气淬热处理的工艺流程：真空加热至550℃
→
550℃保温1h
→
加热至650
±
10℃
→
650℃保温1h
→
加热至750
±
10℃
→
750℃保温1h
→
加热至900
±
10℃
→
900
±
10℃x3h
→
充氮气淬；
20.所述的回火处理工艺为：500-600℃保温2.5h，空冷。
21.该发明的有益效果是：采用锻造的方式得到密实度高的大轴坯料，合理利用锻造残余温度进行时效处理，既节能又环保；采用草木灰池作为时效池，可以有效控制在时效阶段，大轴因为高温导致表面脱碳；采用千斤顶配合机加工，解决了大型轴棒加工困难的难题；机械加工与热处理合理配合，消除应力，提高了大轴的机械性能，同时避免加工产生废品，节约了生产成本，保证产品质量，能延长大轴的使用寿命。
附图说明
22.下面结合附图对本发明作进一步描述。
23.图1是一种大轴深加工制造方法大轴毛坯示意图；
24.图2是一种大轴深加工制造方法大轴示意图；
25.图3是一种大轴深加工制造方法大轴热处理工装示意图；
26.图4是一种大轴深加工制造方法中千斤顶示意图；
27.图5是一种大轴深加工制造方法中锻造气锤局部组合示意图。
具体实施方式
28.一种大轴深加工制造方法：锻造
→
温火
→
粗加工
→
退火热处理
→
精加工
→
真空气淬热处理及回火
→
成品检验
→
喷砂防锈入库保存。
29.步骤一：采用气锤组锻造得到符合尺寸要求的大轴毛坯件；
30.步骤二：将锻造好的大轴毛坯件放入草木灰池中温火，进行时效处理；
31.步骤三：将时效处理完的大轴毛坯件进行机械粗加工，先对大轴毛坯件两端进行加工车平面，确认大轴一顶端打中心孔，采用专用千斤顶作为轴机械加工的辅助支撑设备，将大轴坯料进行粗车；
32.步骤四：将粗加工后的大轴进行退火热处理；
33.步骤五：采用千斤顶做为大轴精加工的辅助支撑设备，采用千斤顶组合先粗调再微调，确保大轴中心孔与车床顶针的中心孔相吻合，对大轴进行精加工，将大轴的两端加工成螺纹，达到图纸设计要求；
34.步骤六：将精加工后的大轴进行真空气淬热处理与回火；
35.步骤七：产品检验，检验合格的产品表面喷砂、防锈处理，入库保存。
36.锻造对未成型的坯件进行锻打，初锻温度为：1150-1200℃，终锻温度为800-830℃，得到符合尺寸要求的大轴毛坯件；
37.气锤组由气锤和基座组成；
38.退火热处理采用真空退火炉时，机械粗加工轴棒采用图3工装挂放进行退火热处理；
39.退火热处理的工艺流程：真空加热至550℃
→
550℃保温1h
→
加热至650
±
10℃
→
650℃保温1h
→
加热至820
±
10℃
→
820
±
10℃保温4h
→
随炉降温至720
±
10℃
→
720
±
10℃保温4h
→
炉内冷却降温至常温；
40.时效处理将大轴放在定制的草木灰池里进行，时间不低于72h；
41.真空气淬热处理采用真空气淬火炉时，将大轴用图3工装挂放进行真空气淬热处理；
42.真空气淬热处理的工艺流程：真空加热至550℃
→
550℃保温1h
→
加热至650
±
10℃
→
650℃保温1h
→
加热至750
±
10℃
→
750℃保温1h
→
加热至900
±
10℃
→
900
±
10℃x3h
→
充氮气淬；
43.回火处理工艺为：500-600℃保温2.5h，空冷。
44.实施例1
45.大轴l＝3000mm、d＝300mm的加工制造：
46.步骤一：采用气锤组对未成型的铸坯件进行锻打，初锻温度为：1180
±
10℃，终锻温度为810
±
10℃，锻造得到组织均匀，密实度高的大轴毛坯件l＝3025
±
5mm，d＝310
±
3mm；
47.步骤二：经过锻造的大轴毛坯件放入草木灰池中温火，进行时效处理，温火时间为72h；
48.步骤三：将时效处理完的大轴毛坯件进行机械粗加工，先对大轴毛坯件两端进行加工车平面，确认大轴一顶端打中心孔，采用专用千斤顶作为轴机械加工的辅助支撑设备，将大轴坯料进行粗车，得到符合图纸设计要求的大轴粗加工件；
49.步骤四：机械粗加工后的大轴进行退火热处理，退火热处理采用真空退火炉，将机械粗加工的大轴采用图4工装挂放进行退火热处理，退火热处理的工艺流程：真空加热至550℃
→
550℃保温1h
→
加热至650
±
10℃
→
650℃保温1h
→
加热至820
±
10℃
→
820
±
10℃保温4h
→
随炉降温至720
±
10℃
→
720
±
10℃保温4h
→
炉内冷却降温至常温，冷却速度200～150℃/h，消除轴棒的温火未消除的残余内应力、机械粗加工所产生的应力，表面硬度185-195hb；
50.步骤五：采用千斤顶做为大轴精加工的辅助支撑设备，采用千斤顶组合先粗调再微调，确保大轴中心孔与车床顶针的中心孔相吻合，对大轴进行精加工，将大轴的两端加工成螺纹，达到图纸设计要求；
51.步骤六：机械精加工后的大轴进行真空气淬热处理，真空气淬热处理采用真空气淬火炉，将大轴用图3工装挂放进行真空气淬热处理，真空气淬热处理的工艺流程：真空加热至真空加热至550℃
→
550℃保温1h
→
加热至650
±
10℃
→
650℃保温1h
→
加热至750
±
10℃
→
750℃保温1h
→
加热至900
±
10℃
→
900
±
10℃x3h
→
充氮气淬，再用500-600℃回火，保温2.5h，空冷。表面硬度为28-31hrc。
52.步骤七：产品质量检验；
53.步骤八：防锈：检验合格产品表面喷砂、防锈处理，入库保存。
54.通过本发明得到的大轴，符合技术要求。