液压支架用大铰接销轴加工余量分析
2023-03-28
来源:爱go旅游网
2018年第1期 Techn0Iogy and Test 1"jl;与检测 液压支架用大铰接销轴加工余量分析 胡相捧 (平顶lIJ平煤机煤矿千J1l械装 有限 司.河南平顶【h 467l99) 摘 要:依据GB/T 702-2008从理论上分析销轴保有加工余量,然后取3组试样进行了验证,结果显示:该 试样粗加工余量不宜小于5 mm,精加工余量不宜小于2 mm,总加工余量不宜少于7 mm;为了消 除表面氧化皮对热处理的影响。粗加工时应完全去除氧化皮:采购尺寸偏差、不圆度和弯曲度较小 的原材料也可以减小加工余量;原材料出现明显弯曲情况时。可以在加工前增加原材料校直工序; 对于非关键受力销轴。对热处理质量要求不高时,可简单粗车后即进行热处理。 关键词:销轴;液压支架;加工余量;热处理 中图分类号:TH62+2 文献标识码:B DoI:10.19287/j.cnki.1005-2402.2018.01.025 Analysis on machining allowance of large hinge pin for hydraulic support HU Xiangpeng (Pingditlgshan PMJ Coal Mine Ma(:hinel'y Eqtlipment Co.,l,td.,Pingdingshan 467 199,CHN) Abstract:According to GB/T 702—2008,the limit machining allowance of the pin is theoretically analyzed,and then three groups of samples are veriied.The results show:the rough allfowance of this sample should not be leSS than 5 mill,and the finishing all,)wan(・e sh<mid not be less than 2 llnn,the total allowance should not be leSS than 7 llllrn:in order to eliminate the influence of surface oxide f)n heat treatment,OX— ide shouht be completely removed in rough processing;purchase i'aw materials with Slllall dimensional deviation an(1 sinail out—of—roun(1ness all(1 snlalJ bending can also reduce the machining allowance:raw materials appear obvious ben(1ing,you( an increase the straightening process befin'e the machining;for non—key bearing pin,the heat treatme ̄it quality requirements are not high,can make heat treatment af- ter simple rough turning. Keywords:pin;hydraulic support;machining allowance;heat treatment 在机械加工时.都会在T件上预留一定的加l丁余 量.目的是为了消除诸如氧化皮、夹砂、冷硬层等表面 缺陷及加lT误差ll 。在实际生产巾,机械加工余量的 大小直接影响制造的成本和质量 。 液压支架用大铰接销轴直径最大已达到(/)220 寸外形重量及允许偏差》(以下简称GB/T 702)规定 170 mm以下规格为5 nlnl进制.但市场上采购的直 径大于 130 rain的规格还是10 nlnl进制。因此,从设 计角度来看 若支架销轴设计为 130 mnl、6140 Illil'l, …,10 mm的DNT.余量是否偏大,若设汁为(bl35 mln、 IIIFI .采用的工艺路线是“粗加T一热处理一精加T”, _I二艺人员根据销轴直径大小选择毛料规格,一般外圆 留有的总加丁余量为5~10 nlm。对于较大直径的销 轴.]二艺人员若为节约材料选用较细的同钢,可能会造 成粗加_I 后外表面存在较多的氧化皮而影响到热处理 +145 mm,…,5 mm的加工余量是否偏小。因此,制定 合理的销轴加工余量工艺,不仅可以提高加T效率,而 且也是节能降耗的重要举措。 T序加工余量由三大部分组成,即上T序的加丁 精度、上1 序的表面质量和本¨T 序的安装误差 卜 。 效果,导致销轴强度降低;若为保证销轴加1_精度和强 度选用较粗的圆钢,可能会造成材料的浪费,特别是较 大直径的销轴更为明显(因为直径越大,尺寸偏差、不 鉴于目前设计和市场方面的原 ,大销轴的加T余量 均在10 Illln左右.所以本文的分析和试验从基本尺寸 考虑,不:考虑尺寸偏差。 为此,我们选取35CrMnSiA热轧圆钢材料、试样规 格为4)190 mmx700 inln进行验证。首先按照GB/T 702 圆度、弯曲度越大)。 虽然最新的《GB/T 702—2008热轧圆钢和方钢尺 |Ii.1. 划主教. 占札床 工艺与检测Teehn0Iogy and Tesf 对其进行理论分析,然后按照丁艺路线对每一步T 序进 2O18年第1期 考虑弯曲度,调整后的【I1心孔位置 行跟踪测量,最终得出此规格圆钢加T余量推荐值。 l理论分析 影响圆钢外网加一r量的凶素主要有尺寸偏差、不 圆度和弯曲度(如图1和图2所示)。下面将依据 不考虑曲度,以端面为准的q',G4L位置 GB/T 702的表1《热轧圆钢和方钢的尺寸允许偏差》、 表9《热轧圆钢不圆度及方钢对角线长度》和表10《热 轧圆钢和方钢弯『H1度》分别计算试样的理论极限尺寸 图2圆钢弯曲度示意图 2实验过程 选取的试样数量为3.具体步骤为: 第一步,在距端面165 mm、335 mm、485 mm的位 置处用游标 尺对原材料外 尺寸进行测量,如图3 偏差、不网度和弯fH1度 。 理论极限尺寸偏差。因为采购合同未注明特殊要 求,按GB/T 702中表l的第3组允许偏差执行,即为± 2.00 111111; 理沦极限不 度 由理论极限 寸偏差可得公称 所示,测量结果如表1所示。 ifl表l可见.3个试样的外径最大值均大于GB/T 702的要求(尺寸偏差±2.0 mm),最小值满足国标要 直径公差为2一(一2)=4 mm,依据GB/T 702中表9呵 得试样的不网度不大于2.8 mlTl(4x70%)。 理论极限弯曲度。因为采购合同未注明特殊要 求,按GB/T 702中表10的第2组执行,则试样的总弯 曲度不大于2.8 n¨n(700x0.4%)。 求,不圆度仅3号试样满足国标要求。 理论极限加T余量分两种情况:第一种是不考虑 弯曲度,以端面为准划取中心孑L位置:第二种是考虑弯 曲度,需要渊整端面中心孑L位置。 第一种情况,不考虑弯fff1度,以端面为准划取叶.1心 孑L位置,即巾 G-/L选定为端面圆心,则保有加_1 余量为 不阋度+弯fffi度×2,即为 2.8+2.8x2=8.4 nlm 图3(p190 n'lzn圆钢原材料外圆检测图 表1 ̄b190 mm圆钢原材料外圆测量结果 截面位置 l号试样 l92.40 1|1111 也就是说,销轴的最终尺寸≤JD.(图2所示)。 第二种情况,考虑弯曲度,需要调整端面巾心孑L位 置,即中 b-fL位置要偏离端面圆心,则保有加_厂余量为 不同度+弯曲度.即为 2.8+2.8=5.6 111111 截面.4 l89.6O l91.30 189.90 l90.40 l92.84 2号试样 l92.60 3号试样 190.72 距端面165 mill 190.70 也就是说.销轴的最终 寸≤D,( 2所示) 、 综上所述,考虑到随机性,不考虑热处理的影Ⅱ向. 截面 192.70 l89.80 l94.3O I91.1O 189.60 190.68 l90.60 l92.o6 在最恶劣的情况下,销轴保有加1二余量≥8.4 mm ! 分 圆钢最小直径、 距端面335 111111 l91.1O 截面C 距端面485 mm 192.5O l89.70 l91.10 l92.80 l91.1O l89.6O l9O.58 190.46 l92.16 加丁前外网整体 圆 无明显弯曲 无明显弯曲 无明显弯曲 情况观测 无明硅不圆 无明显不圆 巾问有略明 凹坑 第二步,粗车。按照每次进刀0.5 mm进行两次 粗车,每次粗车后都进行测量,测量结果见表2和 图1圆钢不圆度示意图 表3。 2018年第1期 饿 f l I l 8【) Techn010gy and Test 1"艺与检测 表2西l90 mm圆钢粗加工至 ̄b189 mm外圆尺寸测量结果 2 佯 3 佯 mm l89.36 l 88.96 l149()8 1 89.3I) l Rq l1) l89.4() 敝 l 端 165 llllll l 8 LJ{) l 9() l 88.86 l 88.9() l88.94 l 89.1 1 1 89()4 救 11 l 88 9() 埘{端;IlfI 335 I|1111 l 88.94 lS8.94 l 87.8【】 l 88 9() l 88 88 II"19(U 敝 C f88.94 f 8 88 l 88.84 J 8 82 l 8.()4 端【由J 485 lllm l 8 9() =羞鉴≥q I i J小 』JI】川一 『奉十 况观删 乍端iIl m rJ 较久J匙 (i-zl',JJ ̄黑戍 , } Iiff仟 il ml『fI问n ^ I1 :I …f,I uJ l¨仃几J火 J芝.・I,nl】巧Itll处 小块 J筻 …I较r 币. 端 缺陷 【nI r 较l纠 } 表3 ̄b190 mill圆钢粗加工至d ̄188 mill外圆尺寸测量结果敞fl=『ff迁 J 试样 l87.88 lllIll 3 试掸 l87.54 l 87.46 l87.34 2 Ij试佯 1 88.1 2 l88.10 188.(I4 敝确㈠ 硝 端;向165 III1|1 l 87.90 l 87.96 l 87.92 1 88.】4 l 88.06 l88.04 l86.66 l 87 52 l 87.30 敝 I .()2 硝i端;Ilf 335 Illlll I88.1(】 J 7.98 J 88.1() 】86. 8 撼向(: 】8 .04 l 88.1() l88.()2 l87.32 l 87.40 州 端{I 485 I11111 l 88.《)4 - ■—■■● 爪 JJl】I’ 祭体 ‘怵圯,凫 在端n微小缺陷彳 嵩彳丁小块熙J笠f 仍仔 较, ・ ; IfJ1, 端 邝有缺J 『菏 则 ・ l2l ・ 工艺与检测Teehn0Iogy and Tes1 南表2中的数据可以看jII(第一次粗车至咖189 nln1), 由于使用丁刀具补偿,【大I此各组数据偏差很小,l号、2 2O18年第1期 对3号试样进行了进一步加T.结果见表5。精 车至 l84.55 mm,缺陷明 变小;进一步精车至 西l83.80 mm,完全去除氧化皮,此时3号试样相对于 公称直径共加T掉约190一l 83.8=6.2 illm。 由3组试样的试验结果可知.相对于公称尺寸,粗 加T量、精加丁量和总加工量分别为: 粗JJnT.后表面光整,1号试样加T掉2 llln;2号试 样需大于2 mill:3号试样需要更大的加T量。 号试样均比较接近西l89ram:3号试样存在较大偏差, 原[大J是陔试样存在较大弯『ffI,弯曲部位氧化皮的存在 造成外形不规则。 此外.1号试样存在中心孔打偏问题,2号试样存 在小程度弯曲,3号试样存在较严重弯曲,而且存在较 严重轧制缺陷。故认为1号和2号试样在较I1, ̄1IT量 下能车圆,3号试样需要较大加工量 精加工后表面光整。1号试样加工掉2 mm;2号试 样加 掉2 IllII1:3号试样需要更大的加_T量。 总加工量.1号和2号试样共加工掉约4 mm,3号 试样共加T掉约6.2 into。 南表3中数据可以看}}J(第二次粗车至 l88 llln1),由于使用了刀具补偿,加工质量较好的1号、2 号试样数据偏差很小,均非常接近 l88 mm,3号试样 南于缺陷影响.进刀量变为0.75 mil1 经过两次粗车后。l号试样达到了光整加工;2号 3结语 南于表面氧化皮的存在会大幅度降低淬火冷却速 度.从而造成热处理过程出现淬火软点和软面等缺陷, 严重影响材料的最终热处理效果,造成热处理后材料 性能低于预期,故对受力较大的大铰接销轴类材料在 粗加] 时应尽量实现整体)匕整加工(完全去除氰化 试样左端存在小范围微小缺陷.右侧存在较小范围的 黑皮:3号试样整体仍存在较严重弯曲,左端部轧制缺 陷范围有所缩小,但依然明显。 第i步,按正常销轴加工工艺调扣、热处理、精车。 精车时按进刀l[nm进行精车,精车后测量结果_盘I1表4、 由表4中数据可以看 ,由于使用了刀具补偿.各 组数据偏差很小,1号和2号试样均高质量完成外圆 皮),结合前面理论分析和一 述实验过程.35CrMnSiA 材料的 ̄b190x700 inlll 钢试样粗加1-余量不宦小于 加一 l 序,整体光亮,无缺陷;3号试样在原弯}ltt部位 还存在较大块黑皮,呈平面状 5 I]lnl(相对丁公称直径),精加J 余量 i( ̄fl,-3 2ⅢI1l' 总加T余量不宜小于7 lnln nlnl 3 I 试ft l 85.8() l85 77 l 85 71 表4 ̄b190 mm圆钢精加工至4,186 mm外圆尺寸测量结果 敝ml I号跌样 l 85.9() l85 () |J弋样 l 85.9() l 85 9() l 85 91) 他…1 端【『lI 165…lll J 85 9() l 85 89 l85 85 l 85 87 l 85 85 l 85 8() 】85 77 l85 71 披【fi』,{ l 85 85 端 335 IIlIlI l 85.89 截 C l85 8() I85 80 l 85 () J 85 80 l 85 8() l 85.78 I 85 77 l85 73 jfl,端 485…lIl l85.78 IE! ,J jJ1I I j『 体 情 蚍洲 祭体 i,ll "‘蝰f冬此 ffrlt较久块 J芝.rJ i发 ;f 旧I_ 2018年第1期 表5 3号试样精加工外圆尺寸测量结果 截fl_I『f 小l 85 55 l 84 55 Techn010gy and Tes{工jl;与检测 mm c^1 83.8 l83 76 l 83 77 截n'lf t I 84 55 埘 端 165 lllll 1I 84 55 l 83.76 l84.58 l 83.82 l 83.74 l 83 74 敝IfiI l 84 55 州j端而335 mIlI l 84.55 l 84 55 1 3 82 l83.77 】83 72 截l(i 科t端;而485 mⅢ l 84 55 l84 55 小 Jill I’j 整体情 脱测 It 川偏 处仃 小块 J 祭f水此矗 采购尺寸偏差、不圆度和弯曲度较小的原材料也 [3]刘璇,沈晓红.黄志刚.加’ 余世的自动确定l J].现代制造T程, 2001(9):14一I6. 可以减小加: 余量。 在生产过程中Ⅲ现的试样3类型明 弯曲情况. 可以在加_T前增加原材料校直1 序,从而减II,DII—I 量 对于非关键受力销轴,对热处理质量要求不高时, 可简单粗车后即进行热处理 参(35):85. [4]李宏.轴承保持架铸造JJIl T:过程利润率优化模型[J].铸造,2014, 63(3):283—285. 『51中同钢铁_r、I 协会.GB/1、702—2008热轧嘲钢和方钢尺寸外形重量 及允许偏差f S].北京:中国标准fl 5版社,2008. 作者简介:胡相捧,1983年生,硕士,工程师,从事 献 煤矿机械设计研发工作 考文[I]瞿继九.合理确定机械加1 余量的意义[J].利・技资讯,2010 f 2 拿淑娟,李・ ,裘J一 {龙,等・锌什机械 J:余}lf及尺寸公差怏速确定 疗法的研究[Jj.铸造技术.2005,26(1):10—13. (编辑文章编号:l8叭35 .孙德茂) (1恢稿日 :2017-03—07) 如果您想发表对本文的看法请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。 ・知识窗・ 示波管(oscilloseope tube)川于产生町 图像以便于 接观察或照相记录各种电信号波形的一种阴极射线管.一般南电子枪、 偏转系统和荧光屏二三部分组成。T作时,荧光屏上所显示的罔像,取决于两埘偏转板上所施]Jll PI, ̄J电压。例如,给水平偏转板加锯齿 波电压以实现时基扫描:给垂 偏转板加信号电 ,以便在荧)匕屏上 示输入电信号的波形。 示波器(oscilloseope) 示某些随时问变化的物理拭(电 、电流等)波形的仪器 、一般有阴极射线爪波器和磁电式示波器 两种。 示温漆(thernloindit・alm・paint)是涂层能随温度改变而变色的漆 禽有对温度敏感 的颜料.漆膜受热 IJ一定的温度时町 著 变色.通常分可逆性示温漆与小可逆性示温漆两类。可做示温信号,以控制电动机、轴承等机械的T作温度,防止事故发生。 示值分散(disPersion ofin tieations)在同一被测量值的测最列巾,测量器具显示的给ll1不同示值的现象 它【1f定量地 标准偏 差或示值分散范同来表示。 示值极谱法(oscilloseopic polarography)应用阴极射线示波器作为测量丁具的的橄谱分析,统称为示波极谱法 分为两类,一类 记录电流一电压曲线,称线性扫描示波极谱;另一类所加电压是一个振幅恒定的交流电压,用示波器记录电压随时问变化的曲线,称 交流示波极谱 剡皂叛 占扎床 ・ l23 ・