钢筒形零件旋压技术分析
杜祥玉 殷加齐
中国电子科技集团公司第十二研究所
摘要:为保障新化工零部件整体质量,要采用全新加工工艺技术。传统切削技术在调整零部件形态时,受技术操作与外部环境影响,极易出现质量问题,降低加工精度准确性。本文详细介绍钢筒形零件旋压工艺,先阐述该技术操作前的准备工作,再精准探究旋压技术操作过程,包含模具设计、旋轮设计、毛坯热处理、旋压加工等,实现钢筒形零件加工完整性。要持续关注调整钢筒形零件旋压技术操作过程,定期更新技术标准,保障钢型零件加工运用的合理性、完整性。
关键词:旋压技术;钢筒形零件;旋压加工
引言:在新产品快速更新的过程中,材料选择也逐渐增多,开展钢筒形零件加工时,需对其尺寸精度提出较高要求。钢筒形零部件为当前化工生产操作中的重要零件,若想满足更多客户要求,要及时调整传统切削技术,利用旋压加工操作,改变零件整体形态。
1钢筒形零件旋压技术操作前准备
开展钢筒形零件旋压操作前,要进行充分准备,即明确工艺规范要求、科学挑选材料、确认旋压方式等。(1)工艺规范。要依照“高强度钢旋压工艺规范”要求,将该规范运用到800MPa左右的合金结构中,对钢筒形零部件开展旋压操作。在该规范中明确了工艺准备、工艺操作、旋压成型内容。(2)挑选材料。若想提升旋压操作准确性,要合理选择钢筒形零部件。比如,若选择35CrMnSi钢零部件,可发现其在旋压操作中,受热处理影响较大,若热处理状态不佳,零部件极易因硬度不均而出现开裂等不良现象,需在实际操作中加强热处理,运用多重冷却形式,满足钢零部件精准旋压需求。(3)旋压方式。在挑选旋压方式时可发现其存在普通旋压、强力旋压。若钢筒形零部件强度较高,可全面使用强力旋压。采用强力旋压方式时,要适时关注毛坯材料应用状态,若其遭受旋轮挤压,要精准调整其变形情况,将毛坯材料形状调整成规范材料。在完成钢筒形零部件旋压操作准备工作,需适时引入强力旋压技术,保障零部件整体形态。
2钢筒形零件旋压技术设计
应用钢筒形零件旋压技术前,需明确该技术操作原理。旋压操作多利用旋轮工具开展进给运动,进行加压操作时要引导钢筒零件和主轴共同开展旋转操作,继而引发局部变形,使当前零部件无需切削就能完成加工的工艺技术。在实践操作中,旋压技术存在高材料运用率、操作工具简单、低成形力等优势,确保钢筒形零件更具柔性化、轻量化。
2.1芯模设计
本文采用35CrMnSi钢材料开展旋压操作,为保障旋压操作的准确性,要适时进行芯模设计。当前芯模的外径保持在65.28mm,在实际操作中要适时开展外径扩展操作,扩展范围可控制在0.06mm以内。在进行旋压以后,其内径要保持在65.28mm-65.34mm之间。要全面检测芯模表面粗糙程度,要利用合适器械严格检测该模具表面形态,通过测量与触摸相结合形式,保障该项数据处理准确性。为提升芯模表面质量,还要在实际操作中合理检测其硬度、刚度。要详细探究35CrMnSi钢材料内部性质,明确材料性质变化范围与不同操作环境下的变化指标。在完成模具制作后,要充分考量该模具保存环境,将其放置在低温度环境中,可有效保持模具质量,满足此后加工处理需求。在探究芯模整体形态时,需明确高强度钢旋压操作需求与标准,将该标准运用到该形态中,严格规范整体形态内部系数,确保芯模操作稳定性。当前芯模在实际运用中,硬度保持在58-62HRC,刚性与耐磨性较佳,达到高强度钢旋压操作标准。为增进芯模内部构件连接准确性,构件间不可出现缝隙,要借助螺纹方法紧缩相关工件,不可采取尾顶方式,可将其持续运用到零部件旋压操作中。
2.2旋轮设计
钢筒形零件为提升旋压操作效果,还要开展旋轮设计。当前常见旋轮多为台阶类旋轮、双锥面旋轮。若采取双锥面旋轮形式,要明确其内部尺寸参数。旋轮尺寸参数包含退出角、圆角半径、成形角。一般来讲,成形角多维持在20-30°之间,若未能严格把控该角度尺寸,则会引发金属堆积等不良现象。若钢筒形零件下的毛坯材料带有软质性质,其成形角需控制在30°以内。本文选用的毛坯材料属35CrMnSi钢,该类钢型存在较佳塑性。为保障成形角控制效果,要在旋轮设计中开展各角度试验,明确操作过程与标准,可通过30°、25°、15°试验,全面了解不同成形角度下旋轮状态,为此后旋轮设计规范提供准确数据。在探究圆角半径时,发现该项数值和毛坯材料热处理效果、壁厚紧密相关,即随着材料硬度的升高,相关数值逐渐下降,呈现反比关系。要严格控制圆角半径变化范围,过小或过大都会对旋压零部件质量形成不良影响[1]。35CrMnSi钢材料情况下,受该材料内部性质影响,圆角半径多保持在4.0-8.0mm之间。探索钢筒形零件旋轮中的退出角变化范围时,要依照毛坯结构尺寸来定,该角度不会对旋轮整体结构造成太大影响,在实际操作中,可将其划分成退出角后轮、退出角中轮、退出角前轮等,并将其分别设计成30°、15°、15°,满足旋轮设计需求。
2.3毛坯热处理
毛坯热处理为钢筒形零件旋压关键性步骤,要利用该项操作保障材料性能,为旋压加工做好充分准备。要出现开展35CrMnSi钢材料退火操作。(1)完全退火。开展该项操作时,要适时调整加热温度,将该温度提升到850℃,静置1-2h后,要将该空间温度调整到600℃,实现钢材料完全退火。(2)球化退火。该项退火操作发生在完全退火以后,要将钢材料放置到500℃燃烧炉内,适时提升炉内温度,将其控制在770℃-790℃之间,并持续关注温度变化范围。需严格关注燃烧时间,将持续时间控制在2h以内,再迅速冷却该燃烧炉,使其温度下降到550℃。在完成上述操作后,要将钢材料放置在冷却炉中5h,适时观察毛坯材料内在性质[2]。(3)去应力退火。该项操作为毛坯热处理的最后一步,要将已保存的钢材料置放到720℃燃烧炉中,在进行充分燃烧后,需进行2h的保温操作,再将其投放到冷却炉内。在完成毛坯材料热处理后,要全面检查其内部性质,明确当前性质与此前处理前各性质的区别,只有达到旋压操作标准,才能将该材料运送到旋压加工环境中。
2.4旋压加工
钢筒形零件在进行旋压加工操作时,要进行充分准备。首先,要全面调整模具跳动形式,要利用径向圆跳动来使用模具,该类模具的根部与端部分别为0.02mm、0.05mm。旋轮也要采用径向圆跳动方式,后轮、中轮、前轮的位置尺寸分别为0.03mm、0.03mm、0.05mm。其次,在调整零部件旋压加工位置期间,要合理设计零点,明确各旋轮间的距离,将旋轮间的位置标准与当前距离进行详细比较,若位置出现偏差,则要进行适当调整。当前各旋轮间存在间隙,为保障旋压加工准确性,需将该项数值控制在标准范围中,避免间隙位置出现偏差,再开展旋压加工。最后,为保障旋压加工操作准确性,需在加压中与加压进行科学测量。可采用内径百分表测量内径;借助外径千公尺测量外径;借助超声波形式的壁厚仪器测量壁厚,满足钢筒形零件旋压加工操作需求。在进行测量时,可发现外径、内径、壁厚需分别达到1.75-2.48mm、1.12-1.56mm、5mm。正式运用钢筒形零件前,还要全面测量材料整体结构,在达到应用标准后,可运用到化工生产操作中。
总结:综上所述,在开展钢筒形零件旋压操作中,要全面挑选旋压材料,明确技术操作原理,依照正确试验步骤强化零部件整体形态。为保障钢筒形零件结构稳定性,要适时开展毛坯热处理,再通过旋压加工,缩减零件结构偏差,扩展该零部件应用范围。
参考文献:
[1]王祥鉴,蓝丽招,周豪.汽车零件旋压技术及其基于数值模拟方法的应用现状[J].汽车文摘,2023,(10):49-54.
[2]康勇.旋压技术在汽车零件制造成形中的应用[J].内燃机与配件,2023,(18):102-104.