CN101569982A - 一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺，制作中采用变形控制的工艺、硬质合金堆焊层的堆焊时间及堆前表面处理的控制工艺、齿冠装夹与找正基准的选择工艺、齿冠上用于联接齿环的拉杆孔为斜孔的加工工艺、齿冠上内R圆弧面的加工工艺，制作出的大型强力破碎机用的齿冠，其形状及精度完全达到图纸及装配要求，使用良好，为设计制造更大型的强力破碎机奠定了坚实的基础，开拓了国内外市场，具有广泛的应用及推广价值。
Description
技术领域：
本发明涉及矿山用机械制造，尤其是一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺。
现有技术
目前，大型强力双齿辊破碎机目前在国内各大矿山的使用占有率很大，随着我国矿山业的不断发展破碎机的规格也趋于大型化，齿冠是强力双齿辊破碎机中的主要关键件之一，在整个破碎过程中直接参与破碎巨大矿石的工作，其结构尺寸、工艺复杂性，制造、装配精精度要求也随着破碎机规格的增大而越来越大，尤其是强力破碎机的齿冠制造，需要解决制造中变形控制、装夹困难、测量困难、制造精度要求高等问题，常规的机械制造方法已不能满足制造需要。
强力双齿辊破碎机用齿冠在整个破碎过程中直接参与破碎巨大矿石的工作，需要承受巨大的冲击力、交变的弯曲力及磨擦力等作用力，并且齿冠结构及工艺性复杂，制造中装夹、找正困难、精度要求高，加工难度大，及受结构限制与其相关零件齿环安装的定位面(或圆弧面)有些不能一次装夹完成，制造后无法测量，而这些面(或圆弧面)制造的好坏将直接影响到装配质量及使用性能；另外①由于其结构复杂使得其毛坯铸造余量相当大，造成制造中产生的应力变形较大；②由于齿冠直接参与破碎，工作中使用寿命极短，因此要在其表面堆焊10mm厚的耐磨层，以提高耐磨性及使用寿命，而堆焊过程中也产生较大的的变形及内应力，且通常消除加工应力及焊拉应力引起的变形的方法多是热处理，将会直接影响堆焊层的硬度，这些也给齿冠的制造过程带来一定的难度。
发明内容：
为解决上述种种难题，本技术方案针对大尺寸规格的强力破碎机齿冠的制造，主要解决制造中变形控制、装夹难度、测量难度、高制造精度等方面的问题，采用如下齿冠的加工工艺流程：
熔铸、划线、粗铣、划线、粗铣、粗镗、热处理、喷丸、堆焊、划线、精铣、划线、精铣及半精铣、划线、精铣、划线、精镗、划线、插床加工、划线、钻、镗加工、钳工、检验。
具体实施：
1，熔铸：采用模具造型熔铸齿冠铸件；
2，划线：在齿冠铸件上划出A、B、Q、C、K面；
3，粗铣：按齿冠上划出的A、B、Q、C、K面采用铣床进行粗铣削加工出A、B、Q、C、K面；
4，划线：在齿冠坯料上划出D两面、R圆弧面；
5，粗铣：按齿冠坯料上的划线采用铣床进行粗铣加工出D两面、R圆弧面；
6，粗镗：采用镗床进行加工划线面以外余下外形面；
7，热处理：由于齿冠的形状属于“马鞍型”，在铸造的过程中，各部冷热收缩不均匀，加之铸件内部金相组织转变时的体积变化，毛坯的内应力很大，此外由于齿冠上部表面要参加破碎工作，因此其表面热处理后还要进行堆焊10-15mm厚的硬质合金，在堆焊过程中也能产生较大的变形、应力集中和裂纹，若在制造中得不到及时消除，将直接影响制造精度，从而直接影响强力破碎机的运转平稳性及处理能力等使用性能，如何更有效地减少内应力及控制制造中的变形成为该齿冠在制造中要解决的关键问题；热处理采用加热炉先进行淬火后再进行回火消除内应力，淬火温度：850±10℃，加热速度≤80℃/h，保温时间：1-2h，然后油中冷却20-30min；回火加热速度≤60℃/h，加热温度：560±10℃，保温时间：3-5h，然后出炉空冷；
8，喷丸：对热处理后的齿冠坯料采用喷丸处理坯料表面；
9，堆焊：由于齿冠直接参与破碎，工作寿命极短，所以采用堆焊方式在齿冠上层表面进行堆焊耐磨层，提高耐磨性及工作寿命，耐磨层厚度：5-15mm；堆焊方法根据用途采用三种方法：I：耐磨层厚5-6mm的采用：焊条不用烘干，交直流均可，焊接电流：220-280A，硬度检测HRC＞52；II：耐磨层厚8-10mm的采用：事先焊条经300-350℃烘焙50-60min，采用直流反接，焊接电流：190-230A，层间温度＜200℃，堆焊层≥3层，焊后空冷，硬度检测HRC＞52；III：耐磨层厚10-15mm的采用：事先焊条经300-350℃烘焙50-60m工件预热至150采用直流反接，焊接电流：190-230A，事先焊条经300-350℃烘焙50-60min，工件预热至150±10℃，采用直流反接，焊接电流：180-250A，层间温度＜200℃，堆焊层≥2-4层，硬度检测H RC＞55-60；
10，划线：在齿冠坯料上划出A、Q面；
11，精铣：采用铣床对齿冠坯料划出的A、Q面进行精铣；
12，划线：在齿冠坯料上划出C、K、B面及P、D、R+0.23+0.13面；
13，精铣：采用铣床对齿冠C、K、B面进行精铣后，再进行半精铣P、D、R+0.23+0.13面；
14，划线：在齿冠坯料上划出尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2面；
15，精铣：采用铣床对齿冠坯料上划出的尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2、D面进行精铣；
16，划线：在齿冠坯料上划出精镗加工余量；
17，精镗：对粗镗的加工余量进行精镗至成品尺寸；
18，划线：在齿冠坯料上划出R+0.23+0.13圆弧面；
19，插床加工：采用插床加工R+0.23+0.13圆弧面；
20，划线：采用在齿冠坯料上划出齿冠连接齿环的
70斜孔；
21，钻、镗加工：采用专用划线样板控制钻孔起点位置及采用以专用胎具控制中心线与齿冠坯料定位面形成的倾斜夹角进行钻孔加工后，采用镗床进行斜孔精加工；
22，钳工：对机械加工后的齿冠进行钳工休整；
23，检验：按要求对齿冠成品进行检验。
本发明特点：
1，由于齿冠形状类似于“马鞍形”，结构特异性能使得其加工工艺性复杂，采用粗、精加工分开的方法，在粗加工时采用多种铣削及镗削等高效切削的机械加工工艺将齿冠坯料大部分加工余量在热处理前去除掉，达到基本成型，随后将粗加工过的齿冠坯料进行热处理，充分消除铸造应力，改善机械性能并减少精加工过程中产生的切削应力及引起的变形。
2，由于齿冠形状类似于“马鞍形”，结构特异性能使得其加工工艺性复杂，每次在粗铣、粗镗、精铣、半精铣、精镗、插床加工前进行划线加工工艺；
本方案在零件上合理增加了工艺台阶面及工艺基准面，使其与零件加工面形成一定的平面体系(如：原心O点、A面、Q面、B面、C面、K面、齿冠用于连接齿环的拉杆斜孔与齿环定位面的中心交点为原心O点)，做为制造中装夹基准；并在制造中控制该平面体系的尺寸，使得该平面体系始终贯窜穿于整个制造过程中。对于有些不能一次装夹完成，而制造后相对尺寸要求又必须一致的加工面(如：E+0.5+0.3)，及与其相关零件齿环安装且在制造后无法测量的加工面(如：R+0.23+0.13圆弧面)，在制造中合理的选用一些工艺基准面(如：P、B面、尺寸H-0.15、G±0.075))做为制造过程中的找正及测量基准，并保证这些基准面与上述装夹基准面形成一定的体系关系，同样始终贯窜穿于整个制造过程中，从而解决齿冠制造过程中的装夹、找正难的问题；即在齿冠坯料上合理增加了工艺台阶面及工艺基准面，使其与零件加工面形成一定的平面体系(如：原心O点、A面、Q面、B面、C面、K面)，齿冠上用于联接齿环的拉杆斜孔与齿环定位面的中心交点为原心O点，做为制造中装夹基准；并在制造中控制该平面体系的尺寸，使得该平面体系始终贯窜穿于整个制造过程中。
3，采用在热处理后精加工前进行堆焊耐磨层方法，以防止齿冠热处理时使堆焊的硬质合金层硬度降低，影响齿冠的耐磨性及时使用寿命，在堆焊前还要将齿冠表面进行喷砂处理和必要的打磨，并采用合理的堆焊工艺方法以提高耐磨层与其表面的附着力的耐冲击性，使堆焊层不易脱落。另外针对堆焊过程中产生的变形、应力集中和裂纹的解决的方法是选择合理的堆焊时间、合理的热处理方法，即根据用途采用堆焊前对坯料先进行热处理后进行堆焊，来改善材料的机械性能及焊接性，并利用精加工所留的余量方式来解决堆焊时对工件造成的变形。
有益效果
按上述大型强力破碎机齿冠制造技术制造的齿冠，在制造过程中由于采取了以上质量保证措施，制造精度完全达到图纸及装配要求。为设计制造更大型的强力破碎机奠定了坚实的基础，开拓了国内外市场，具有广泛的应用及推广价值。
附图说明：
下面结合附图说明进一步说明：
图1为一种强力双齿辊破碎机用齿冠的制造工艺
图2为齿冠形状图。
实施例1：
1，熔铸：采用模具造型熔铸齿冠铸件；
2，划线：在齿冠铸件上划出A、B、Q、C、K面；
3，粗铣：按齿冠上划出的A、B、Q、C、K面采用铣床进行粗铣削加工出A、B、Q、C、K面；
4，划线：在齿冠坯料上划出D两面、R圆弧面；
5，粗铣：按齿冠坯料上的划线采用铣床进行粗铣加工出D两面、R圆弧面；
6，粗镗：采用镗床进行加工划线面以外余下外形面；
7，热处理：采用加热炉先进行淬火后再进行回火消除内应力，淬火温度：850±10℃，加热速度≤80℃/h，保温时间：1h，然后油中冷却20min；回火加热速度≤60℃/h，加热温度：560±℃，保温时间：3h，然后出炉空冷；
8，喷丸：对热处理后的齿冠坯料采用喷丸处理坯料表面；
9，堆焊：所以采用堆焊方式在齿冠上层表面进行堆焊耐磨层厚5-6mm，堆焊方法根据用途采用：焊条不用烘干，交直流均可，焊接电流：220-280A，硬度检测HRC＞52；
10，划线：在齿冠坯料上划出A、Q面；
11，精铣：采用铣床对齿冠坯料划出的A、Q面进行精铣；
12，划线：在齿冠坯料上划出C、K、B面及P、D、R+0.23+0.13面；
13，精铣：采用铣床对齿冠C、K、B面进行精铣后，再进行半精铣P、D、R+0.23+0.13面；
14，划线：在齿冠坯料上划出尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2面；
15，精铣：采用铣床对齿冠坯料上划出的尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2、D面进行精铣；
16，划线：在齿冠坯料上划出精镗加工余量；
17，精镗：对粗镗的加工余量进行精镗至成品尺寸；
18，划线：在齿冠坯料上划出R+0.23+0.13圆弧面；
19，插床加工：采用插床加工R+0.23+0.13圆弧面；
20，划线：采用在齿冠坯料上划出齿冠连接齿环的
70斜孔；
21，钻、镗加工：采用专用划线样板控制钻孔起点位置及采用以专用胎具控制中心线与齿冠坯料定位面形成的倾斜夹角进行钻孔加工后，采用镗床进行斜孔精加工；
22，钳工：对机械加工后的齿冠进行钳工休整；
23，检验：按要求对齿冠成品进行检验。
实施例2：
1，熔铸：采用模具造型熔铸齿冠铸件；
2，划线：在齿冠铸件上划出A、B、Q、C、K面；
3，粗铣：按齿冠上划出的A、B、Q、C、K面采用铣床进行粗铣削加工出A、B、Q、C、K面；
4，划线：在齿冠坯料上划出D两面、R圆弧面；
5，粗铣：按齿冠坯料上的划线采用铣床进行粗铣加工出D两面、R圆弧面；
6，粗镗：采用镗床进行加工划线面以外余下外形面；
7，热处理：采用加热炉先进行淬火后再进行回火消除内应力，淬火温度：850±10℃，加热速度≤80℃/h，保温时间：2h，然后油中冷却20min；回火加热速度≤60℃/h，加热温度：560±℃，保温时间：4h，然后出炉空冷；
8，喷丸：对热处理后的齿冠坯料采用喷丸处理坯料表面；
9，堆焊：所以采用堆焊方式在齿冠上层表面进行堆焊耐磨层，提高耐磨性及工作寿命，耐磨层厚度：10-15mm采用：事先焊条经300-350℃烘焙50-60m工件预热至150℃，采用直流反接，焊接电流：190-230A，事先焊条经300-350℃烘焙50-60min，工件预热至150±10℃，采用直流反接，焊接电流：180-250A，层间温度＜200℃，堆焊层≥2-4层，硬度检测HRC＞55-60；
10，划线：在齿冠坯料上划出A、Q面；
11，精铣：采用铣床对齿冠坯料划出的A、Q面进行精铣；
12，划线：在齿冠坯料上划出C、K、B面及P、D、R+0.23+0.13面；
13，精铣：采用铣床对齿冠C、K、B面进行精铣后，再进行半精铣P、D、R+0.23+0.13面；
14，划线：在齿冠坯料上划出尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2面；
15，精铣：采用铣床对齿冠坯料上划出的尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2、D面进行精铣；
16，划线：在齿冠坯料上划出精镗加工余量；
17，精镗：对粗镗的加工余量进行精镗至成品尺寸；
18，划线：在齿冠坯料上划出R+0.23+0.13圆弧面；
19，插床加工：采用插床加工R+0.23+0.13圆弧面；
20，划线：采用在齿冠坯料上划出齿冠连接齿环的
70斜孔；
21，钻、镗加工：采用专用划线样板控制钻孔起点位置及采用以专用胎具控制中心线与齿冠坯料定位面形成的倾斜夹角进行钻孔加工后，采用镗床进行斜孔精加工；
22，钳工：对机械加工后的齿冠进行钳工休整；
23，检验：按要求对齿冠成品进行检验。
实施例3：
1，熔铸：采用模具造型熔铸齿冠铸件；
2，划线：在齿冠铸件上划出A、B、Q、C、K面；
3，粗铣：按齿冠上划出的A、B、Q、C、K面采用铣床进行粗铣削加工出A、B、Q、C、K面；
4，划线：在齿冠坯料上划出D两面、R圆弧面；
5，粗铣：按齿冠坯料上的划线采用铣床进行粗铣加工出D两面、R圆弧面；
6，粗镗：采用镗床进行加工划线面以外余下外形面；
7，热处理：采用加热炉先进行淬火后再进行回火消除内应力，淬火温度：850±10℃，加热速度≤80℃/h，保温时间：2h，然后油中冷却30min；回火加热速度≤60℃/h，加热温度：560±℃，保温时间：5h，然后出炉空冷；
8，喷丸：对热处理后的齿冠坯料采用喷丸处理坯料表面；
9，堆焊：所以采用堆焊方式在齿冠上层表面进行堆焊耐磨层，提高耐磨性及工作寿命，耐磨层厚度：8-10mm，堆焊方法根据用途采用：事先焊条经300-350℃烘焙50-60min，采用直流反接，焊接电流：190-230A，层间温度＜200℃，堆焊层≥3层，焊后空冷，硬度检测HRC＞52；
10，划线：在齿冠坯料上划出A、Q面；
11，精铣：采用铣床对齿冠坯料划出的A、Q面进行精铣；
12，划线：在齿冠坯料上划出C、K、B面及P、D、R+0.23+0.13面；
13，精铣：采用铣床对齿冠C、K、B面进行精铣后，再进行半精铣P、D、R+0.23+0.13面；
14，划线：在齿冠坯料上划出尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2面；
15，精铣：采用铣床对齿冠坯料上划出的尺寸E+0.5+0.3、J 0-0.2、D面进行精铣；
16，划线：在齿冠坯料上划出精镗加工余量；
17，精镗：对粗镗的加工余量进行精镗至成品尺寸；
18，划线：在齿冠坯料上划出R+0.23+0.13圆弧面；
19，插床加工：采用插床加工R+0.23+0.13圆弧面；
20，划线：采用在齿冠坯料上划出齿冠连接齿环的
70斜孔；
21，钻、镗加工：采用专用划线样板控制钻孔起点位置及采用以专用胎具控制中心线与齿冠坯料定位面形成的倾斜夹角进行钻孔加工后，采用镗床进行斜孔精加工；
22，钳工：对机械加工后的齿冠进行钳工休整；
23，检验：按要求对齿冠成品进行检验。
Claims (4)
1、一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺，其特征在于：采用如下齿冠的加工工艺流程：熔铸、划线、粗铣、划线、粗铣、粗镗、热处理、喷丸、堆焊、划线、精铣、划线、精铣及半精铣、划线、精铣、划线、精镗、划线、插床加工、划线、钻、镗加工、钳工、检验。
2、根据权利要求1所述的一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺，其特征在于：采用的加工工艺流程如下：
1)，熔铸：采用模具造型熔铸齿冠铸件；
2)，划线：在齿冠铸件上划出A、B、Q、C、K面；
3)，粗铣：按齿冠上划出的A、B、Q、C、K面采用铣床进行粗铣削加工出A、B、Q、C、K面；
4)，划线：在齿冠坯料上划出D两面、R圆弧面；
5)，粗铣：按齿冠坯料上的划线采用铣床进行粗铣加工出D两面、R圆弧面；
6)，粗镗：采用镗床进行加工划线面以外余下外形面；
7)，热处理：采用加热炉先进行淬火后再进行回火消除内应力，淬火温度：850±10℃，加热速度≤80℃/h，保温时间：1-2h，然后油中冷却20-30min；回火加热速度≤60℃/h，加热温度：560±℃，保温时间：3-5h，然后出炉空冷；
8)，喷丸：对热处理后的齿冠坯料采用喷丸处理坯料表面；
9)，堆焊：采用堆焊方式在齿冠上层表面进行堆焊耐磨层，耐磨层厚度：5-15mm；堆焊方法根据用途采用三种方法：I：耐磨层厚5-6mm的采用：焊条不用烘干，交直流均可，焊接电流：220-280A，硬度检测HRC＞52；II：耐磨层厚8-10mm的采用：事先焊条经300-350℃烘焙50-60min，采用直流反接，焊接电流：190-230A，层间温度＜200℃，堆焊层≥3层，焊后空冷，硬度检测HRC＞52；III：耐磨层厚10-15mm的采用：事先焊条经300-350℃烘焙50-60m工件预热至150采用直流反接，焊接电流：190-230A，事先焊条经300-350℃烘焙50-60min，工件预热至150±10℃，采用直流反接，焊接电流：180-250A，层间温度＜200℃，堆焊层≥2-4层，硬度检测HRC＞55-60；
10)，划线：在齿冠坯料上划出A、Q面；
11)，精铣：采用铣床对齿冠坯料划出的A、Q面进行精铣；
12)，划线：在齿冠坯料上划出C、K、B面及P、D、R+0.23+0.13面；
13)，精铣：采用铣床对齿冠C、K、B面进行精铣后，再进行半精铣P、D、R+0.23+0.13面；
14)，划线：在齿冠坯料上划出尺寸E+0.5+0.3、J0-0.2面；
15)，精铣：采用铣床对齿冠坯料上划出的尺寸E+0.5+0.3、J0-0.2、D面进行精铣；
16)，划线：在齿冠坯料上划出精镗加工余量；
17)，精镗：对粗镗的加工余量进行精镗至成品尺寸；
18)，划线：在齿冠坯料上划出R+0.23+0.13圆弧面；
19)，插床加工：采用插床加工R+0.23+0.13圆弧面；
20)，划线：采用在齿冠坯料上划出齿冠连接齿环的￠70斜孔；
21)，钻、镗加工：采用专用划线样板控制钻孔起点位置及采用以专用胎具控制中心线与齿冠坯料定位面形成的倾斜夹角进行钻孔加工后，采用镗床进行斜孔精加工；
22)，钳工：对机械加工后的齿冠进行钳工休整；
23)，检验：按要求对齿冠成品进行检验。
3、根据权利要求1所述的一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺，其特征在于：采用粗、精加工分开的方法，在粗加工时采用多种铣削及镗削等高效切削的机械加工工艺将齿冠坯料大部分加工余量在热处理前去除掉，达到基本成型，随后将粗加工过的齿冠坯料进行热处理，充分消除铸造应力，改善机械性能并减少精加工过程中产生的切削应力及引起的变形。
4、根据权利要求1所述的一种强力双齿辊破碎机齿冠的制造工艺，其特征在于：采用每次在粗铣、粗镗、精铣、半精铣、精镗、插床加工前进行划线加工工艺。
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