CN111992999A - 一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，包括定位基准、粗车外圆、调质、一次中心孔修研、精车外圆、二次中心孔修研、磨削、检验，将热轧钢再次放入到装有矿物油的器皿中进行冷却，使其温度降至为400℃。本发明涉及汽车阶梯轴加工技术领域，该汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，通过对阶梯轴进行退火、淬火以及回火三重的热处理的方法，能够改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷，同时在淬火和回火后，用油冷和盐水双重的冷却工作下，并且每热处理一次，用砂纸对阶梯轴的表面进行打磨处理，能够使阶梯轴表面更加光洁，同时能够提高钢的强度。
Description
技术领域
本发明涉及阶梯轴技术领域，具体为一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺。
背景技术
随着人们的生活水平不断的提高，越来越多的家庭都拥有了汽车，汽车给人们的出行方面带来了便捷，而阶梯轴是汽车上一个必不可少的部件，阶梯轴是轴承轴向定位的一种方法，阶梯轴套特别适合精密轴承配置，与带螺纹的锁紧螺母相比，其跳动更小且提供更高的精度，阶梯轴套通常用于超高速度主轴，对于这种主轴，传统的锁紧装置无法向其提供足够的精度。
但是目前在对汽车阶梯轴外圆进行加工磨削工作时，需要对阶梯轴进行调质工作，而在对阶梯轴调质时，仅仅经过淬火和回火工作，不能消除阶梯轴残余的应力，并且对于调质轴的冷却方式都是采用自然冷却或水冷，容易产生淬不硬的软点和韧性低而影响切削的工作。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，解决了在对汽车阶梯轴外圆进行加工磨削工作时，需要对阶梯轴进行调质工作，而在对阶梯轴调质时，仅仅经过淬火和回火工作，不能消除阶梯轴残余的应力，并且对于调质轴的冷却方式都是采用自然冷却或水冷，容易产生淬不硬的软点和硬度高而影响切削的工作的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，包括以下步骤：
S1、定位基准：用三爪自定心卡盘装夹热轧钢的毛坯外圆，以毛坯外圆作粗基准，先在毛坯外圆上加工一个端面，用中心钻钻出一个中心孔，并且车出一端外圆，然后将已经车出的外圆作为基准，用三爪自定心卡盘装夹，然后对毛坯外圆的另一个端面进行加工，钻出另一个中心孔，使毛坯外圆的两端中心孔位于同一水平轴上；
S2、粗车外圆：毛坯外圆中心孔加工完成后，用车床的尾座顶尖顶住毛坯外圆的中心孔，顶住后，用车床对毛坯外圆的表面进行粗车削，车出阶梯状的外圆；
S3、调质：将步骤S2中加工完成的热轧钢放入到退火炉中进行退火工作，退火的温度为740～780℃，退火完成后使其放入到装有矿物油中器皿中进行冷却，冷却至常温，然后将冷却后的热轧钢放入到猝火炉中进行淬火处理，猝火的温度为950～1200℃，猝火完毕后，将热轧钢再次放入到装有矿物油的器皿中进行冷却，使其温度降至为400～500℃，然后将其拿出来，使其放入到另外一个器皿中，然后配制浓度为34～48％的盐水，使其以喷淋的方式喷淋到热轧钢的表面，使其冷却至常温，之后将其放入到高温回火炉中进行回火工作，温度为950～1200℃，回火完毕后，使其冷却的方式与淬火的冷却方式设置为相同；
S4、一次中心孔修研：用三爪自定心卡盘将热轧钢装夹住，之后中心钻对热轧钢上的中心孔进行修整，保证热轧钢两端的中心孔位于同一轴线上，消除热处理变形和氧化皮；
S5、精车外圆：步骤S4中，热轧钢中心孔修整完毕后，用车床对已经车出外圆的热轧钢再次进行车削，对各个外圆进行精加工，加工出各个外圆之间的车槽和倒角,之后再车出螺纹，出车螺纹后，并划出键槽的加工线，加工线划好后，用铣刀按照加工线的位置，车出键槽；
S6、二次中心孔修研：步骤S5中的热轧钢精车加工完毕后，车刀对热轧钢上的中心孔再次进行修整工作；
S7、磨削：步骤S6中，二次中心修研完毕后，用打磨机对热轧钢上的各个外圆进行打磨工作，直至热轧钢各个外圆表面被打磨到光滑位置；
S8、检验：步骤S7加工的过程中，用千分尺对热轧钢上各个外圆进行检验工作，检验出磨削后的热轧钢的尺寸。
优选的，所述步骤S1中，热轧钢的型号选为45钢，热轧钢的尺寸为￠55×255mm～￠70×273mm。
优选的，所述步骤S2和步骤S5中，粗车外圆的削余量为0.4～0.7mm，精车外圆的削余量为1.3～1.6mm。
优选的，所述步骤S3中，退火保温时间为20～25min，猝火保温时间为28～36min，回火保温时间为15～25min。
优选的，所述步骤S3中，对热轧钢进行冷却时，用夹子夹住热轧钢，使其在器皿中不断的翻转，保证热轧钢冷却充分。
优选的，所述步骤S3中，在热轧钢退火和淬火以及回火的三次冷却中，当热轧钢冷却至常温后，用砂纸打磨热轧钢的表面，将其表面的灰尘以及氧化皮给打磨掉。
优选的，所述步骤S2和步骤S5中以及步骤S7中，在加工的热轧钢的下方设置有一块电磁板，电磁板的尺寸大于热轧钢的直径，当热轧钢在加工的过程中时，接通电磁板的电源，使其对切削下来的钢屑进行吸附。
优选的，所述骤S7和S8中，检验和磨削工作同步进行，一边磨削一边对阶梯轴进行检验，若检验的尺寸和图上的尺寸不符合时，继续对热轧钢进行磨削工作，直至检验出的尺寸和图纸上的尺寸相符合即可。
有益效果
本发明提供了一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，通过对阶梯轴进行退火、淬火以及回火三重的热处理的方法，能够改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷，同时在淬火和回火后，用油冷和盐水双重的冷却工作下，并且每热处理一次，用砂纸对阶梯轴的表面进行打磨处理，能够使阶梯轴表面更加光洁，同时能够提高钢的强度、疲劳强度以及韧性，使加工出来的阶梯轴质量更佳。
(2)、该汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，通过在加工的热轧钢的下方设置有一块电磁板，电磁板的尺寸大于热轧钢的直径，当热轧钢在加工的过程中时，接通电磁板的电源，可以利用电磁板的磁性，使其对切削下来的钢屑进行吸附，对切削下来的废屑起到了回收利用的作用，减少浪费现象。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供三种技术方案：
实施例一
一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，包括以下步骤：
S1、定位基准：用三爪自定心卡盘装夹热轧钢的毛坯外圆，以毛坯外圆作粗基准，先在毛坯外圆上加工一个端面，用中心钻钻出一个中心孔，并且车出一端外圆，然后将已经车出的外圆作为基准，用三爪自定心卡盘装夹，然后对毛坯外圆的另一个端面进行加工，钻出另一个中心孔，使毛坯外圆的两端中心孔位于同一水平轴上；
S2、粗车外圆：毛坯外圆中心孔加工完成后，用车床的尾座顶尖顶住毛坯外圆的中心孔，顶住后，用车床对毛坯外圆的表面进行粗车削，车出阶梯状的外圆；
S3、调质：将步骤S2中加工完成的热轧钢放入到退火炉中进行退火工作，退火的温度为740℃，退火完成后使其放入到装有矿物油中器皿中进行冷却，冷却至常温，然后将冷却后的热轧钢放入到猝火炉中进行淬火处理，猝火的温度为950℃，猝火完毕后，将热轧钢再次放入到装有矿物油的器皿中进行冷却，使其温度降至为400℃，然后将其拿出来，使其放入到另外一个器皿中，然后配制浓度为34％的盐水，使其以喷淋的方式喷淋到热轧钢的表面，使其冷却至常温，之后将其放入到高温回火炉中进行回火工作，温度为950℃，回火完毕后，使其冷却的方式与淬火的冷却方式设置为相同；
S4、一次中心孔修研：用三爪自定心卡盘将热轧钢装夹住，之后中心钻对热轧钢上的中心孔进行修整，保证热轧钢两端的中心孔位于同一轴线上，消除热处理变形和氧化皮；
S5、精车外圆：步骤S4中，热轧钢中心孔修整完毕后，用车床对已经车出外圆的热轧钢再次进行车削，对各个外圆进行精加工，加工出各个外圆之间的车槽和倒角,之后再车出螺纹，出车螺纹后，并划出键槽的加工线，加工线划好后，用铣刀按照加工线的位置，车出键槽；
S6、二次中心孔修研：步骤S5中的热轧钢精车加工完毕后，车刀对热轧钢上的中心孔再次进行修整工作；
S7、磨削：步骤S6中，二次中心修研完毕后，用打磨机对热轧钢上的各个外圆进行打磨工作，直至热轧钢各个外圆表面被打磨到光滑位置；
S8、检验：步骤S7加工的过程中，用千分尺对热轧钢上各个外圆进行检验工作，检验出磨削后的热轧钢的尺寸。
进一步，所述步骤S1中，热轧钢的型号选为45钢，热轧钢的尺寸为￠55×255mm。
进一步，所述步骤S2和步骤S5中，粗车外圆的削余量为0.4mm，精车外圆的削余量为1.3mm。
进一步，所述步骤S3中，退火保温时间为20min，猝火保温时间为28min，回火保温时间为15min。
进一步，所述步骤S3中，对热轧钢进行冷却时，用夹子夹住热轧钢，使其在器皿中不断的翻转，保证热轧钢冷却充分。
进一步，所述步骤S3中，在热轧钢退火和淬火以及回火的三次冷却中，当热轧钢冷却至常温后，用砂纸打磨热轧钢的表面，将其表面的灰尘以及氧化皮给打磨掉。
进一步，所述步骤S2和步骤S5中以及步骤S7中，在加工的热轧钢的下方设置有一块电磁板，电磁板的尺寸大于热轧钢的直径，当热轧钢在加工的过程中时，接通电磁板的电源，使其对切削下来的钢屑进行吸附。
进一步，所述骤S7和S8中，检验和磨削工作同步进行，一边磨削一边对阶梯轴进行检验，若检验的尺寸和图上的尺寸不符合时，继续对热轧钢进行磨削工作，直至检验出的尺寸和图纸上的尺寸相符合即可。
实施例二
一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，包括以下步骤：
S1、定位基准：用三爪自定心卡盘装夹热轧钢的毛坯外圆，以毛坯外圆作粗基准，先在毛坯外圆上加工一个端面，用中心钻钻出一个中心孔，并且车出一端外圆，然后将已经车出的外圆作为基准，用三爪自定心卡盘装夹，然后对毛坯外圆的另一个端面进行加工，钻出另一个中心孔，使毛坯外圆的两端中心孔位于同一水平轴上；
S2、粗车外圆：毛坯外圆中心孔加工完成后，用车床的尾座顶尖顶住毛坯外圆的中心孔，顶住后，用车床对毛坯外圆的表面进行粗车削，车出阶梯状的外圆；
S3、调质：将步骤S2中加工完成的热轧钢放入到退火炉中进行退火工作，退火的温度为780℃，退火完成后使其放入到装有矿物油中器皿中进行冷却，冷却至常温，然后将冷却后的热轧钢放入到猝火炉中进行淬火处理，猝火的温度为1200℃，猝火完毕后，将热轧钢再次放入到装有矿物油的器皿中进行冷却，使其温度降至为500℃，然后将其拿出来，使其放入到另外一个器皿中，然后配制浓度为48％的盐水，使其以喷淋的方式喷淋到热轧钢的表面，使其冷却至常温，之后将其放入到高温回火炉中进行回火工作，温度为1200℃，回火完毕后，使其冷却的方式与淬火的冷却方式设置为相同；
S4、一次中心孔修研：用三爪自定心卡盘将热轧钢装夹住，之后中心钻对热轧钢上的中心孔进行修整，保证热轧钢两端的中心孔位于同一轴线上，消除热处理变形和氧化皮；
S5、精车外圆：步骤S4中，热轧钢中心孔修整完毕后，用车床对已经车出外圆的热轧钢再次进行车削，对各个外圆进行精加工，加工出各个外圆之间的车槽和倒角,之后再车出螺纹，出车螺纹后，并划出键槽的加工线，加工线划好后，用铣刀按照加工线的位置，车出键槽；
S6、二次中心孔修研：步骤S5中的热轧钢精车加工完毕后，车刀对热轧钢上的中心孔再次进行修整工作；
S7、磨削：步骤S6中，二次中心修研完毕后，用打磨机对热轧钢上的各个外圆进行打磨工作，直至热轧钢各个外圆表面被打磨到光滑位置；
S8、检验：步骤S7加工的过程中，用千分尺对热轧钢上各个外圆进行检验工作，检验出磨削后的热轧钢的尺寸。
进一步，所述步骤S1中，热轧钢的型号选为45钢，热轧钢的尺寸为￠70×273mm。
进一步，所述步骤S2和步骤S5中，粗车外圆的削余量为0.7mm，精车外圆的削余量为1.6mm。
进一步，所述步骤S3中，退火保温时间为25min，猝火保温时间为36min，回火保温时间为25min。
进一步，所述步骤S3中，对热轧钢进行冷却时，用夹子夹住热轧钢，使其在器皿中不断的翻转，保证热轧钢冷却充分。
进一步，所述步骤S3中，在热轧钢退火和淬火以及回火的三次冷却中，当热轧钢冷却至常温后，用砂纸打磨热轧钢的表面，将其表面的灰尘以及氧化皮给打磨掉。
进一步，所述步骤S2和步骤S5中以及步骤S7中，在加工的热轧钢的下方设置有一块电磁板，电磁板的尺寸大于热轧钢的直径，当热轧钢在加工的过程中时，接通电磁板的电源，使其对切削下来的钢屑进行吸附。
进一步，所述骤S7和S8中，检验和磨削工作同步进行，一边磨削一边对阶梯轴进行检验，若检验的尺寸和图上的尺寸不符合时，继续对热轧钢进行磨削工作，直至检验出的尺寸和图纸上的尺寸相符合即可。
实施例三
一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，包括以下步骤：
S1、定位基准：用三爪自定心卡盘装夹热轧钢的毛坯外圆，以毛坯外圆作粗基准，先在毛坯外圆上加工一个端面，用中心钻钻出一个中心孔，并且车出一端外圆，然后将已经车出的外圆作为基准，用三爪自定心卡盘装夹，然后对毛坯外圆的另一个端面进行加工，钻出另一个中心孔，使毛坯外圆的两端中心孔位于同一水平轴上；
S2、粗车外圆：毛坯外圆中心孔加工完成后，用车床的尾座顶尖顶住毛坯外圆的中心孔，顶住后，用车床对毛坯外圆的表面进行粗车削，车出阶梯状的外圆；
S3、调质：将步骤S2中加工完成的热轧钢放入到退火炉中进行退火工作，退火的温度为760℃，退火完成后使其放入到装有矿物油中器皿中进行冷却，冷却至常温，然后将冷却后的热轧钢放入到猝火炉中进行淬火处理，猝火的温度为1100℃，猝火完毕后，将热轧钢再次放入到装有矿物油的器皿中进行冷却，使其温度降至为450℃，然后将其拿出来，使其放入到另外一个器皿中，然后配制浓度为42％的盐水，使其以喷淋的方式喷淋到热轧钢的表面，使其冷却至常温，之后将其放入到高温回火炉中进行回火工作，温度为1100℃，回火完毕后，使其冷却的方式与淬火的冷却方式设置为相同；
S4、一次中心孔修研：用三爪自定心卡盘将热轧钢装夹住，之后中心钻对热轧钢上的中心孔进行修整，保证热轧钢两端的中心孔位于同一轴线上，消除热处理变形和氧化皮；
S5、精车外圆：步骤S4中，热轧钢中心孔修整完毕后，用车床对已经车出外圆的热轧钢再次进行车削，对各个外圆进行精加工，加工出各个外圆之间的车槽和倒角,之后再车出螺纹，出车螺纹后，并划出键槽的加工线，加工线划好后，用铣刀按照加工线的位置，车出键槽；
S6、二次中心孔修研：步骤S5中的热轧钢精车加工完毕后，车刀对热轧钢上的中心孔再次进行修整工作；
S7、磨削：步骤S6中，二次中心修研完毕后，用打磨机对热轧钢上的各个外圆进行打磨工作，直至热轧钢各个外圆表面被打磨到光滑位置；
S8、检验：步骤S7加工的过程中，用千分尺对热轧钢上各个外圆进行检验工作，检验出磨削后的热轧钢的尺寸。
进一步，所述步骤S1中，热轧钢的型号选为45钢，热轧钢的尺寸为￠60×265mm。
进一步，所述步骤S2和步骤S5中，粗车外圆的削余量为0.5mm，精车外圆的削余量为1.45mm。
进一步，所述步骤S3中，退火保温时间为23min，猝火保温时间为32min，回火保温时间为22min。
进一步，所述步骤S3中，对热轧钢进行冷却时，用夹子夹住热轧钢，使其在器皿中不断的翻转，保证热轧钢冷却充分。
进一步，所述步骤S3中，在热轧钢退火和淬火以及回火的三次冷却中，当热轧钢冷却至常温后，用砂纸打磨热轧钢的表面，将其表面的灰尘以及氧化皮给打磨掉。
进一步，所述步骤S2和步骤S5中以及步骤S7中，在加工的热轧钢的下方设置有一块电磁板，电磁板的尺寸大于热轧钢的直径，当热轧钢在加工的过程中时，接通电磁板的电源，使其对切削下来的钢屑进行吸附。
进一步，所述骤S7和S8中，检验和磨削工作同步进行，一边磨削一边对阶梯轴进行检验，若检验的尺寸和图上的尺寸不符合时，继续对热轧钢进行磨削工作，直至检验出的尺寸和图纸上的尺寸相符合即可。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、定位基准：用三爪自定心卡盘装夹热轧钢的毛坯外圆，以毛坯外圆作粗基准，先在毛坯外圆上加工一个端面，用中心钻钻出一个中心孔，并且车出一端外圆，然后将已经车出的外圆作为基准，用三爪自定心卡盘装夹，然后对毛坯外圆的另一个端面进行加工，钻出另一个中心孔，使毛坯外圆的两端中心孔位于同一水平轴上；
S2、粗车外圆：毛坯外圆中心孔加工完成后，用车床的尾座顶尖顶住毛坯外圆的中心孔，顶住后，用车床对毛坯外圆的表面进行粗车削，车出阶梯状的外圆；
S3、调质：将步骤S2中加工完成的热轧钢放入到退火炉中进行退火工作，退火的温度为740～780℃，退火完成后使其放入到装有矿物油中器皿中进行冷却，冷却至常温，然后将冷却后的热轧钢放入到猝火炉中进行淬火处理，猝火的温度为950～1200℃，猝火完毕后，将热轧钢再次放入到装有矿物油的器皿中进行冷却，使其温度降至为400～500℃，然后将其拿出来，使其放入到另外一个器皿中，然后配制浓度为34～48％的盐水，使其以喷淋的方式喷淋到热轧钢的表面，使其冷却至常温，之后将其放入到高温回火炉中进行回火工作，温度为950～1200℃，回火完毕后，使其冷却的方式与淬火的冷却方式设置为相同；
S4、一次中心孔修研：用三爪自定心卡盘将热轧钢装夹住，之后中心钻对热轧钢上的中心孔进行修整，保证热轧钢两端的中心孔位于同一轴线上，消除热处理变形和氧化皮；
S5、精车外圆：步骤S4中，热轧钢中心孔修整完毕后，用车床对已经车出外圆的热轧钢再次进行车削，对各个外圆进行精加工，加工出各个外圆之间的车槽和倒角,之后再车出螺纹，出车螺纹后，并划出键槽的加工线，加工线划好后，用铣刀按照加工线的位置，车出键槽；
S6、二次中心孔修研：步骤S5中的热轧钢精车加工完毕后，车刀对热轧钢上的中心孔再次进行修整工作；
S7、磨削：步骤S6中，二次中心修研完毕后，用打磨机对热轧钢上的各个外圆进行打磨工作，直至热轧钢各个外圆表面被打磨到光滑位置；
S8、检验：步骤S7加工的过程中，用千分尺对热轧钢上各个外圆进行检验工作，检验出磨削后的热轧钢的尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S1中，热轧钢的型号选为45钢，热轧钢的尺寸为￠55×255mm～￠70×273mm。
3.根据权利要求1所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S2和步骤S5中，粗车外圆的削余量为0.4～0.7mm，精车外圆的削余量为1.3～1.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S3中，退火保温时间为20～25min，猝火保温时间为28～36min，回火保温时间为15～25min。
5.根据权利要求4所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S3中，对热轧钢进行冷却时，用夹子夹住热轧钢，使其在器皿中不断的翻转，保证热轧钢冷却充分。
6.根据权利要求4所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S3中，在热轧钢退火和淬火以及回火的三次冷却中，当热轧钢冷却至常温后，用砂纸打磨热轧钢的表面，将其表面的灰尘以及氧化皮给打磨掉。
7.根据权利要求1所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S2和步骤S5中以及步骤S7中，在加工的热轧钢的下方设置有一块电磁板，电磁板的尺寸大于热轧钢的直径，当热轧钢在加工的过程中时，接通电磁板的电源，使其对切削下来的钢屑进行吸附。
8.根据权利要求1所述的一种汽车精密阶梯轴外圆磨削加工工艺，其特征在于：所述步骤S7和S8中，检验和磨削工作同步进行，一边磨削一边对阶梯轴进行检验，若检验的尺寸和图上的尺寸不符合时，继续对热轧钢进行磨削工作，直至检验出的尺寸和图纸上的尺寸相符合即可。
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