機械社區(qū)
標題: 工裝材料及熱處理的11個常見問題解答 [打印本頁]
作者: jiajoin 時間: 2018-9-28 10:28
標題: 工裝材料及熱處理的11個常見問題解答
在工裝夾具的設計和制造,、使用和修理中,，常常會遇到因材料及熱處理選擇不當而發(fā)生的問題,，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。在處理這些問題時,，往往不能單從材料及熱處理范圍內(nèi)進行改進,，還需要對工裝夾具結(jié)構進行更改。
問題一用V 型塊作為定位件對圓形工件進行定位時,，如果需用加大的夾緊力進行徑向夾緊，采用45鋼或20Cr進行滲碳淬火,，則由于定位表面與工件為線接觸,，單位面積上的壓力較大,，并且材料表面硬、內(nèi)部軟,，容易產(chǎn)生凹坑,，從而降低了V型塊的使用壽命。
處理方法：V 型塊的材料可采用碳素工具鋼T8A,、T10A或合金工具鋼CrWMn,、CrMn，淬火硬度為58～63HRC,，這樣就可以提高V 型塊的使用壽命,。
問題二對于那些形狀特殊或厚薄相差很懸殊的零件，因熱處理時冷卻速度不均勻,，容易產(chǎn)生裂紋,。如圖1所示的零件，若用碳素工具鋼制造（設計時應盡量避免）,，在淬火時很容易產(chǎn)生裂紋,，甚至整圈斷裂。
圖1 極易產(chǎn)生淬火裂紋的零件
（箭頭所指為易裂的部位）
處理方法：
①改尖角為圓角,，避免淬火時產(chǎn)生應力集中,，并且適當增加厚度；
②降低零件的硬度要求,，采用先熱處理,、后機械加工的辦法制造；
③選用淬透性好,，用較緩慢冷卻也能淬硬的合金鋼來制造,；
④對容易產(chǎn)生裂紋的部位及其附近不進行淬硬處理。
問題三厚度不均而且?guī)в兄苯敲娴拇笮投ㄎ患ㄈ鐖D2a所示的大型V型塊）,，如用碳素工具鋼T8A或合金工具鋼CrMn等制造,，淬火時也容易產(chǎn)生裂紋，如圖中斷裂線所示處,。
圖2 大型V形塊的相對其結(jié)構的影響
處理方法：
①將直角轉(zhuǎn)接處改成圓角過渡,，如圖2b所示；
②改用組合式結(jié)構,，如圖2c所示,，在定位面上鑲以高硬度的墊片，這樣V型塊的主體則可以不采用高硬度材料,。此處墊片用螺釘和銷子進行固定,，但采用這種結(jié)構會影響V型槽面的平整性，對清理定位表面會帶來一定的麻煩,；
③如果V型槽所受的夾緊力不大,，則可以采用滲碳鋼（35鋼或20Cr）,，這樣也可以減少淬火開裂的可能性。
問題四對于需要配鉆的銷子孔零件,，若不考慮其配鉆的方向和材料硬度的關系,，就會發(fā)生不能配鉆的問題。
圖3 配鉆零件材料硬度的選擇
處理方法：如圖3所示兩個需要配鉆的零件,，其配鉆方向為從上往下,，在選擇材料硬度時應注意下部底板配鉆部位的硬度不能高，否則將不能進行配鉆,。如果底板的其它部位需要高硬度,，可以采用滲碳鋼進行局部滲碳來滿足這一要求。
問題五對于需要壓套的部件,，如不考慮其材料的硬度對保證位置精度及壓套方便性的影響,，則不能滿足制造要求和使用要求。如圖4所示的壓套部件,，襯套內(nèi)孔需要有較高的硬度,。當它的位置尺寸L的公差δ要求較嚴時，由于主體安裝孔需要在熱處理后進行加工,，因此這一部位的硬度不能高,，否則將難以用坐標鏜床進行加工。
圖4 壓套部件材料硬度的選擇
處理方法：如果主體的其它部位需要有較高的硬度要求,，則可用滲碳鋼來制造,，并進行局部滲碳來滿足使用的要求。但在某些情況下,，如果主體需要采用全部為高硬度的材料,，則襯套外圓應保持低硬度，以避免“硬碰硬”的壓套方式,；此時,，襯套可采用滲碳鋼，其內(nèi)孔進行局部滲碳以達到高硬度,，而其外圓不滲碳以保持低硬度,。
問題六對于大型平板型底座，如圖5a所示,，當上下平面的平面度及相互之間的平行度要求較高,，需要用刮削加工來保證時,，如果采用鋼料（如45鋼）,，則使刮削困難，而且容易自然變形,，不容易保證精度要求,。
圖5 大型平板形底座的材料選擇及其相應的結(jié)構
處理方法：大型平板底座以采用鑄件（如HT21-40）較好,，因此其結(jié)構形狀也應作相應更改，如圖5b所示,。此處應注意,，鑄件剛性的好壞，主要取決于合理的截面形式,，即合理布置加強筋,，而不宜單純增加其壁厚。關于鑄件的壁厚,，對工裝夾具來說,，通常取12~16mm即可。
問題七尺寸較大而硬度和精度要求較高的零件,，如圖6a所示兩孔很近但壁厚很不均勻的整體式鉆模板,，即使采用熱處理變形較小的合金工具鋼，先進行精加工再進行熱處理,，也容易產(chǎn)生較大的變形,，破壞熱處理前精加工所獲得的精度，保證不了鉆模板的精度要求,，而且用料也不經(jīng)濟,。但若采用硬度不高的材料如45鋼在熱處理后進行精加工，則在使用時又容易磨損,。
圖6 整體式鉆模板的熱處理變形及削扁鉆套的應用
處理方法：對于這種鉆模板可采用硬度不高的材料,，鑲上兩個磨削扁的鉆套，如圖6b所示,。因為磨削扁的鉆套的內(nèi)外圓及扁平面,，都可以在熱處理后再進行精加工，這樣就可以保證尺寸精度的要求,。
問題八對于使用時容易磨損的滲碳表面,，在返修時往往會將滲碳層磨掉，而且滲碳表面越往里硬度越低,，這樣就會影響工裝夾具的使用壽命,。
處理方法：對磨損嚴重的、經(jīng)常需要返修的表面,，最好采用組合式結(jié)構,，在容易磨損處鑲高硬度的碳素工具鋼或合金工具鋼制成的零件。
問題九大面積的滲碳表面,，因淬火后變形較大,，制造過程中磨去變形量后，兩端滲碳層也就被磨去，影響使用性能,。
處理方法：
①減少滲碳表面的面積,，改為斷續(xù)表面，這樣可以減少變形量,，并可減少所磨去的滲碳層,。
②主體零件不采用滲碳材料，而在上面鑲上用高硬度的碳素工具鋼或合金工具鋼制造的零件,，改成組合式結(jié)構,。
問題十采用鑄鋁作為工裝夾具主體時，對于與它進行過盈配合的零件（如定位銷,、定位軸等）,，當受到交變載荷或較大的切削力時，由于鑄鋁的組織比較疏松,，容易發(fā)生松動,。
處理方法：把工裝夾具的主體材料由鑄鋁改為鑄鐵或鋼料，這樣可增加過盈配合的牢固性,。
問題十一夾緊裝置與工裝夾具上其它零件相接觸的摩擦表面,，由于受力較大而沒有設置耐磨墊進行保護，因此會因磨損快而影響工裝夾具正常工作,，并需要經(jīng)常返修,。
處理方法：在工裝夾具受力較大而磨損較嚴重的部位，應設置耐磨墊進行保護,。這里耐磨墊應采用硬度較高的材料來制造,，如選用T8A等材料，硬度為53~58HRC,。（來源夾具俠）
; Q( k( c5 v5 D: \9 t5 _
作者: wellwalkr 時間: 2018-9-28 12:30
學習,，感謝……
作者: eddyjay 時間: 2018-9-28 14:54
不錯
| 歡迎光臨 機械社區(qū) (http://giwivy.com.cn/) |
Powered by Discuz! X3.4 |
