一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，包括，選料，粗加工和熱處理，修研中心孔，外圓精磨，拋光，采用合理的熱處理流程（調(diào)質(zhì)—高溫回火—低溫回火—油煮）、表面氮化處理、三次修研中心孔及磨削工藝（粗磨—半精磨—磨圓—精磨—精細磨）和研磨拋光工藝相結(jié)合，實現(xiàn)了縱剪圓盤剪在生產(chǎn)過程中保持高精度狀態(tài)，無變形、無磨損的加工制造工藝方法，并在制造過程中通過測量方法的技術(shù)創(chuàng)新與測量儀器的大膽開拓，實現(xiàn)了采用氣動測量儀通過比較測量法來測量縱剪圓盤剪高精度刀軸，實現(xiàn)了直徑絕對誤差在0.002mm內(nèi)兩根刀軸的誤差測量；采用本發(fā)明提出的方法與工藝流程制造出來的高精度刀軸，其關(guān)鍵指標如直徑公差與圓度可以直追甚至超過進口圓盤剪刀軸技術(shù)指標。
【專利說明】一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軋鋼設(shè)備中一種高精度刀軸工藝方案和流程，尤其是一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]縱剪圓盤剪是將寬帶材通過多對圓盤剪刃縱向剪切成多條窄帶的精整生產(chǎn)線核心設(shè)備，其精度要求極高:剪刃端面跳動不超過0.006_，刀軸徑向跳動不超過0.002_，剪刃的側(cè)向間隙最小為0.015_。近三十年及解放后新中國所建娃鋼廠生產(chǎn)高牌號取向娃鋼及無取向硅鋼的縱剪圓盤剪一直依賴進口，主要是縱剪圓盤剪的高精度刀軸(典型的細長軸)不能實現(xiàn)國產(chǎn)化。
[0003]冷軋硅鋼的發(fā)展方向是向超寬幅(≥1200mm)、極薄(0.23~0.18mm)型發(fā)展，這決定了刀軸的工作部分長度；而高精度縱剪圓盤剪所用刀具均采用內(nèi)置螺旋槽的自鎖式夾緊裝置刀具，同時剪切極薄型帶鋼要求刀具直徑不能太大，這要求刀軸直徑除滿足剪切強度、剛度外，其直徑的尺寸公差、幾何形狀誤差、形狀位置誤差等也必須滿足極高的要求:充分保證夾緊式刀盤裝置可靠夾緊、靈活運動及數(shù)百個夾緊裝置互換性的要求。這也是保證剪切質(zhì)量的基礎(chǔ)。
[0004]符合這樣要求的兩根刀軸，其特點是多臺階軸，尤其是工作部分長度長，工作部分直徑小，形位公差要求高，到達極高的表面粗糙度。這樣的兩根刀軸是名符其實的細長軸。
[0005]細長軸制造的關(guān)鍵是在制造過程中如何保證零件不產(chǎn)生彎曲變形，而根據(jù)其使用工況又要能夠保證在長期使用過程中保持其高精度狀態(tài)，無變形、無磨損，始終如初，難度很大。對于這種規(guī)格的合金鋼棒，在室溫下，環(huán)境溫度每變化rc時其直徑變化大約為
1.45 μ m,因此一般制造時在恒溫車間進行。由于要保證國產(chǎn)縱剪圓盤剪達到與鋼廠現(xiàn)有進口縱剪圓盤剪的刀具可以互換使用，那么還必須在工廠現(xiàn)場采集進口圓盤剪刀軸直徑的數(shù)據(jù)。無論如何是無法保證制造地與使用地環(huán)境溫度沒有變化，因此在解決加工制造工藝的同時，必須首先解決測量技術(shù)問題。
[0006]高精度刀軸測量的重點在工作部分的直徑公差與跳動公差(徑向全跳動與端面全跳動)等關(guān)鍵指標。對于跳動公差采用傳統(tǒng)的千分表或者麥爾表就可以滿足要求。對于直徑公差，采用常規(guī)的游標卡尺、千分尺等測量儀器其精度達不到要求；綜合應(yīng)用了光學(xué)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)等先進技術(shù)的三坐標測量儀的測量精度既達不到要求，也不適合于現(xiàn)場測量，也就是說，采用機械制造的傳統(tǒng)測量方法與測量儀器達不到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述的問題，本發(fā)明提供了一種采用熱處理流程、表面氮化處理、三次修研中心孔及磨削工藝和研磨拋光工藝相結(jié)合，實現(xiàn)了縱剪圓盤剪在生產(chǎn)過程中保持高精度狀態(tài)，無變形、無磨損的加工制造工藝方法。
[0008]為了達到上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，包括以下步驟:
[0009]I)選料，刀軸材料選用38CrMoAl合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件；
[0010]2)對所選的鋼鍛件進行粗加工和熱處理，根據(jù)縱剪圓盤剪高精度刀軸的圖紙進行粗加工，粗加工后余量控制4~5mm，圓跳動丨< 0.8mm,在粗加工的同時對所加工的料件進行熱處理，熱處理后工件的硬度達到HB241~286，其硬度不均勻性< 5HB ；
[0011]3)修研中心孔，對粗加工和熱處理后工件進行中心孔修研，在修研的過程中同時對所修研中心孔的工件的外圓進行半精磨；半精磨后工件的外圓直徑達到>
【權(quán)利要求】
1.一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 。 1)選料，刀軸材料選用38CrMoAl合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件； 。 2)對所選的鋼鍛件進行粗加工和熱處理，根據(jù)縱剪圓盤剪高精度刀軸的圖紙進行粗加工，粗加工后余量控制4~5mm，圓跳動丨< 0.8mm,在粗加工的同時對所加工的料件進行熱處理，熱處理后工件的硬度達到HB241~286，其硬度不均勻性≤ 5HB ； 。3)修研中心孔，對粗加工和熱處理后工件進行中心孔修研，在修研的過程中同時對所修研中心孔的工件的外圓進行半精磨；半精磨后工件的外圓直徑達到≥,圓度< 0.005，圓跳動t < 0.005，修研中心孔后中心孔的粗糙度達到Ra0.2 ；。 4)外圓精磨，對中心孔修研后的工件的外圓進行精磨，在精磨的過程中對工件進行穩(wěn)定化時效處理；外圓精磨后外圓的直徑，，粗糙度Ra0.1，各段尺寸差< 0.002 ； 。 5)拋光，對測量后符合標準的工件進行拋光處理，拋光后工件的外圓直徑達到 時，當外圓的圓度< 0.001時，中心孔的粗糙度達到Ra0.2，加工完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，步驟2)所述的對所選的鋼鍛件進行粗加工和熱處理是按照以下步驟實現(xiàn)的: I粗車，對所選的鋼鍛件進行粗車加工；粗車后工件外圓的直徑余量控制7~8mm ; II調(diào)質(zhì)處理，對粗車后的工件進行調(diào)質(zhì)處理，使工件的硬度達到HB241~286， 其硬度不均勻性< 5HB ； III半粗車，使工件的余量控制4~5mm，圓跳動丨< 0.8mm ; IV對半粗車后的工件進行高溫回火，高溫回火的溫度在500~650°C之間； V對高溫回火后的工件進行精車并對工件上的外圓進行粗磨，在粗磨時頂住兩端中心孔并校正外圓跳動；經(jīng)過粗磨后外圓的直徑達到,圓度與圓柱度< 0.01mm，徑向跳動個 < 0.01mm ; VI磁粉探傷，對粗磨后的工件進行磁粉探傷，檢查工件熱處理后是否有裂紋產(chǎn)生； νπ低溫回火，在修研中心孔半精磨前對經(jīng)過磁粉探傷過的沒有裂紋的工件進行低溫回火，低溫回火的溫度在150~250°C之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于:步驟3)中所述的修研中心孔是經(jīng)過三次修研中心孔完成的，具體是通過以下步驟進行的: a.第一次修研中心孔，對經(jīng)過粗加工和熱處理后的工件進行第一次修研中心孔，修研后中心孔的粗糙度達到Ra0.8 ； b.半精磨外圓，將工件的工作段外圓磨至,，粗糙度達到Ra0.4。對第一次修研中心孔后的工件的外圓進行半精磨工序； c.氮化處理，對半精磨后的工件進行氮化處理，氮化硬度>900HV和氮化層深度≥0.5mm，氮化表面=不均勻性≤IOHV ； d.第二次修研中心孔，修研后的中心孔的粗糙度達到Ra0.4 ； e.對第二次修研中心孔后的工件進行磨圓及磨光外圓；磨圓及磨光外圓后工件的外圓的直徑達到≥' ,圓度< 0.005，圓跳動丨< 0.005 ; f.對磨圓及磨光外圓后的工件進行第三次修研中心孔，修研后中心孔后中心孔的粗糙度達到Ra0.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，步驟4)中所述的外圓精磨是通過以下步驟完成的: ①在對修研中心孔后的工件的外圓進行精磨；精磨外圓后外圓直徑達到，圓度及圓柱度< 0.002，外圓跳動丨< 0.003，粗糙度Ra0.2。 ②對精磨外圓之后的工件進行油煮，油煮的溫度是60~80°C;時間為24小時； ③對經(jīng)過油煮后的工件的外圓進行精細磨；精細磨后外圓直徑達到，，圓度及圓柱度< 0.002，外圓跳動? < 0.002，粗糙度Ra0.2。 ④對經(jīng)過精細磨的工件的工作段的外圓進行研磨；外圓粗糙度Ra0.1，工價各段尺寸差< 0.002。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，步驟5)中的拋光是按以下步驟實現(xiàn)的:首先對外圓精磨后的工件進行拋光，拋光后工件的外圓表面的粗糙度達到Ra0.1，在拋光后，在對工件進行振動拋光，當拋光后工件的外圓直徑達到
時，當外圓的圓度< 0.001時，加工完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，在縱剪圓盤剪刀軸加工過程中還需要對工件進行檢測測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，所述的工件進行檢測過程中所采用的檢測儀器是氣動測量儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，所述的工件進行檢測過程中采用比較測量法進行檢測，所述的比較測量法是運用氣電式電子柱測微儀進行直徑誤差等的檢測或每套量儀均配兩只標準校對柱，通過被測工件公差上下限的極限值對校對柱進行校正對比測量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，所述的對工件進行檢測測量主要是在半精磨階段和精磨階段。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的一種縱剪圓盤剪刀軸的制造方法，其特征在于，所述的半精磨階段采用測量范圍為50 μ m、分辨率為0.5 μ m的氣動測量儀；精磨階段采用測量范圍為20 μ m、分辨率為0.2 μ m的氣動測量儀。
【文檔編號】B23P15/14GK104015018SQ201410153111
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】景群平, 張勇安, 周德奇, 張康武 申請人:中國重型機械研究院股份公司