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1、机械用细杆类零件加工工艺研讨以JWF1681导纱杆为例分析机械用细杆类零件的加工工艺，通过 工艺改进分析工艺流程、工序余量控制、加工变形及热处理等工艺控 制，从而达到设计要求。杆类零件加工特别是长径比很大的细长杆类零件，是比较难以加工 的零件，由于细长杆本身的刚性差，加工过程中受切削力、切削热， 振动等影响，容易出现弯曲，竹节、维度、棱形和腰鼓形等缺陷。 机械产品中有多种细杆型零件，多为直径在5mm-15mm的杆件，要 求耐磨性好、强度高，但保证这些功能就给加工工艺带来困难，且相 应的工艺流程长，生产周期长，不利于零件批量生产。现以JWF1681 中使用的导纱杆纺织类零件的加工为例对此类零件的
2、加工工艺进行 分析。实例对照分析2.1 概况分析：JWF1681型全自动转杯纺纱机是开发的新型转杯纺纱机，是一种高 速、高效带全自动接头装置及清洁装置的抽气式转杯纺纱机，每节机 身长度至2800mm左右，长向零件均比现生产的转杯纺纱机有所加长, 故而长向件的产品质量直接影响整机装配质量。现以其中一种细杆类零件导纱杆为例分析加工工艺。该零件材料为 45号钢，直径为12mm,长度800mm,产品设计要求直线度0.05mm 以下，且要具有一定的耐磨性和刚性。对于类似零件常规工艺可采用以下两种工艺手段：第一为冷拔、粗磨、校直后精磨，最后表面镀铭，表面硬度在HV800 左右，然而镀铭处理的生产周期长，成
3、本高，且镀后零件变形没办法 再进行处理，零件变形后没办法保证原先设计要求，故而不可采用。第二为将镀硬铭工序改为淬火处理，钢的淬火是将钢加热到临界温 度Ac3 （亚共析钢）或Acl （过共析钢）以上某一温度，保温一段时 间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷 到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处 理工艺。这样的淬火热处理工艺即可节约生产周期，成本较低，又可在淬火 后增加精磨工序来保证其设计精度要求，可达到维氏硬度HV724左 右，但整体淬火后易产生弯曲变形且变形量较大，不易校直，经分析 可采用表面淬火工艺来完成此工艺要求。表面淬火可以获得高硬度，高耐
4、磨性的表面，而心部仍然保持原有 的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。表面淬火是 将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火状态的一种 局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使钢件表面很快到淬火 的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。通 过这样的表面淬火工艺不仅可以提高该零件的表面硬度和耐磨性，而 且工件心部保持了表面淬火前的组织状态，使具有足够的塑性和韧性。其中，高频淬火多数用于工业金属零件表面淬火，是使工件表面产 生一定的感应电流，迅速加热零件表面，然后迅速淬火的一种金属热 处理方法。感应加热设备，即对工件进行感应加热，以进行表面淬火 的设备。感应
5、加热的原理：工件放到感应器内，感应器一般是输入中 频或高频交流电（1000-300000HZ或更高）的空心铜管。产生交变磁场 在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不 均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0,利用这个集肤 效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000 ordm;C,而心部温度升高很小为了满足JWF1681转杯纺引纱速度达 到200m/min以上的要求。而导纱杆属细杆类零件，工艺要求表面高 频淬火提高其强度和耐磨性。为防止淬火时弯曲变形，可通过采用多 次去应力的工艺来达到利用加工。我们设计了导纱杆的加工工艺流程 如下：冷拔备料一
6、粗磨一去应力退火、校直一半精加工一去应力退火、 校直一高频淬硬、校直一精加工。2.2 各道工序余量控制：为防止去除应力时产生弯曲变形，造成加工余量不够必须采取有效 的控制。根据去除应力酌变形情况，逐渐减少加工于量。同时为保证 加工精度，减少磨削时产生的热变形和避免产生表面裂纹等，控制各 道磨削工序的余量。我们通过工艺试验对其进行加工控制冷拔坯料：13mm一粗磨到尺寸：12.6mm-去应力退火一一校直 一一半精加工到尺寸：12.2mm 一一去应力退火一一校直一一高频淬 火一一校直一一精加工到图纸尺寸2.3 工艺过程中变形及处理情况：第一次去应力退火弯曲变形l-2mm 校直后 0.15mm第二次去
7、应力二次退火弯曲变形0.5-lmm 校直后 0.15mm高频淬火弯曲变形0. 5-lmm 校直后 0.15mm2.4需要关键控制的工序对于机加工来说，我们可以通过提高刀具、机床精度来提高，因而 其最需要控制的就是去应力退火工序，现将进行其主要介绍：2.4.1 去应力退火是将工件加热到Acl以下的适当温度，保温一定 时间后逐渐缓慢冷却的工艺方法，其目的是为了去除机加工，变形加 工，铸造，锻造，热处理以及焊接后产生的残余应力。我们采用的去 应力退火的温度分两次，第一次去应力退火采用较低的时效温度，第 二次去应力退火的回火温度弯曲变形低20 -30 ,可以避免降低原材 料的硬度及力学性能。2.4.2 经过经验总结对去应力退火采用如下工艺控制。