CN110449848B - 一种堆焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种堆焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺，其步骤包括:下料、热处理、车焊前尺寸、安装焊接支撑装置、焊接、安装粗磨工装粗磨焊接位置外圆、半精车、安装芯轴装置进行精磨、精车工序。本发明采用的焊接支撑装置、粗磨工装、精磨工装保证了焊接质量，解决了以往焊接过程中焊接裂纹及变形量大的问题，焊后进行热处理，消除了焊接产生的应力，轴套毛坯进行热处理，保证材料力学性能，解决了以往轴套壁厚较薄磨削过程中轴套发生变形的难题，极大的提高了加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄壁轴套的加工工艺。尤其涉及一种堆焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺。
背景技术
薄壁大型轴套在电厂循环泵中的使用极为频繁，电厂循环泵使用的轴套对轴套的表面硬度、耐磨度、加工精度要求较高，而且轴套的壁厚较外表面往往需焊接硬度极高的司太立硬质合金。
现有技术中，薄壁轴套在加工时，由于轴套外表面需堆焊司太立硬质合金难度极大，焊接过程极易出现裂纹及变形量难以控制的问题；而且此轴套长度较长、在加工过程中对加工变形量难以控制；又因喷焊后的轴套表面硬度高，后续表面难以加工:另外轴套表面削加工时，轴套较长壁厚较薄极难装卡:这些因素的存在，导致现有产品质量低下。
发明内容
为了弥补上述现有技术的不足，本发明的目的是提出一种堆焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺，保证了焊接质量，解决了以往焊接过程中焊裂纹及变形量大的问题，焊后进行热处理，消除了焊接产生的应力，轴套毛坏进行热处理，保证材料力学性能，解决了以往轴套壁厚较薄削过程中轴套发生变形的难越，极大的提高了加工精度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺，其技术要点是包括以下步骤:
(1)下料:按图纸外形尺寸进行下料，里孔、外圆单边保证加工余量在5-10mm，轴向长度的余量保证在15mm-20mm；
(2)粗车I:毛坯料经热处理后进行轴套焊前尺寸加工，确定堆焊层位置；
(3)焊接:将焊接支撑装置安装于待焊接轴套；
所述焊接支撑装置包括柱形支撑胎I，支撑胎I一端设有凸台I，所述支撑胎I与轴套堆焊层位置端孔径之间间隙配合，支撑胎I的长度大于堆焊层长度:所述凸台I搭接于轴套端面:将支撑胎I穿装轴套内孔后对凸台I进行点焊:上车床，卡焊接端外圆，按焊前加工位置外圆进行找正，找正后进行点焊接，焊接过程中保证较小的焊接热输入，控制焊接电流、焊接电压；
(4)热处理:焊后进行低温去应力处理，处理方法为:工件在台车热处理炉中进行180-220℃低温回火处理，此工序的进行可以消除焊接时产生的焊应力，使应力得到释放，以防在后续加工中焊应力释放，造成工件发生变形，影响工件质量；
(5)粗车Ⅱ:不拆除焊接支撑装置，上车床，在轴套另一端安装粗车工装，所述粗车工装包括柱形支撑胎Ⅱ，所述柱形支撑胎Ⅱ一端设有凸台Ⅱ，凸台Ⅱ搭接于轴套端面；所述柱形支撑胎Ⅱ轴套内孔的之间为过盈配合，在凸台I和凸台Ⅱ上分别设置中心孔，作为磨床顶尖孔；
(6)粗磨:轴套上磨床，磨床砂轮选用的是树脂金刚石砂轮，粗磨堆焊层位置，确保加工余量，无焊层缺陷，如有缺陷需补焊；
(7)钳修:去掉焊接支撑装置和粗车工装；
(8)粗车III:卡焊接端外圆，找正，粗车一端里孔及外圆，单边留余量15mm:粗车Ⅳ: 掉头，粗车另一端里孔及外圆，单边留余量1.5mm；
(9)超声波:进行超声波检查；
(10)去应力:进行低温去应力处理(温度范围为:180-220℃):此工序的进行可以消除以上加工过程产生的应力:使加工应力得到释放；
(11)半精车:卡堆焊层位置端外圆，找正，半精车另一端外圆及内孔，单边留余量0.5mm，平好一端面；掉头，卡好车端外圆，半精车另一端外圆及内孔Ⅱ，单边留余量；0.5mm，平好端面；
(12)划出月牙槽位置线、划出键槽位置线；按线镗好月牙槽；按线插好键槽；
(13)精磨:在轴套内安装精磨工装，所述精磨工装包括支撑胎III和支撑胎Ⅳ，所述支撑胎III和支撑胎Ⅳ分别与轴套两端孔径间隙配合，支撑胎Ⅲ和支撑胎Ⅳ均分别设有凸台Ⅳ和凸台V，凸台Ⅳ和凸台V分别与轴套两端端面搭接:在支撑胎II和支撑胎Ⅳ中心设置芯轴，并由芯轴提供支撑作用，并用圆螺母锁紧:磨好轴套外圆；
(14)精车:卡一端，架另一端找正，车好一端内孔并角:掉头，卡一端，架另一端，车好另一端并倒角；
(15)PT检查，硬度检验。
进一步的，所述焊接支撑装置的材料选用传热性能较好的304不锈钢材料进一步的，轴套壁厚为10mm。
本发明的优点效果如下：
(1)轴套毛坯进行热处理，保证材料力学性能：
(2)通过安装焊接支撑胎，按照特制的焊接工艺規程，保证了焊接质量，解决了以往焊接过程中焊接裂纹及变形量大的问题，焊后进行热处理，消除了焊接产生的应力；
(3)通过轴套两端安装自制工艺装置，解决了磨床装卡的问题；
(4)通过使用树脂金刚石砂轮，解决了轴套焊接层硬度高无法加工的难题；
(5)磨床轴套芯轴支撑装置的使用，解决了以往轴套壁厚较薄磨削过程中轴套发生变形的难题。
(6)本发明工序间的设置，打破了以往的工序步骤，将车削放到了整个工序的最后个工序，此工序以磨床磨削后的高精度外圆为基准，车削轴套内孔，极大的提高了加工精度。
附图说明
图1为待焊接轴套结构示意图；
图2为焊接支撑装置示意图；
图3为粗磨工装示意图；
图4为精磨工装示意图；
图1-图4中，各零部件的名称为:轴套1，内孔I 1-1，内孔II 1-2，堆焊层位置1-3，焊接支撑装置2，粗车工装3，支撑胎II 3-1，凸台II 3-2，凸台III 3-3，中心孔3-4，精磨工装4，支撑胎III 4-1，支撑胎IV 4-2，凸台Ⅳ 4-3，凸台V4-4，芯轴4-5，圆螺母4-6。
具体实施方式
本发明通过具体实施例，对本发明技术方案进行详细说明如下。包括下述步骤:
轴套外形尺寸为中Φ220mm/Φ200mx700mm，选用材料为不锈钢；
(1)下料:按图纸外形尺寸进行下料，轴套壁厚为10mm，此轴套材料选用型材即筒料，里孔、外圆单边保证加工余量在5-10mm，轴向长度的余量保证在15mm-20mm；
(2)热处理:毛坯料进行热处理；
(3)成分分析:加工成分分析试块，按GB/T11170 ASTMA240标准进行化学成分分析；
(4)粗车I:进行轴套1焊前尺寸加工，所述轴套1内设有内孔I 1-1和内孔II 1-2，轴套外周设有凹槽，回槽的底面为堆焊层位置1-3；
(5)焊接:将焊接支撑装置2安装于待焊接轴套1；
所述焊接支撑装置2包括柱形支撑胎I 2-1，支撑胎I 2-1一端设有凸台I 2-2，所述支撑胎I2-1与轴套内内孔I1-1之间为间隙配合，配合间隙在0.03-0.05mm，所述支撑胎I2-1的长度与内孔I长度相匹配所述凸台I 2-2搭接于轴套1端面:将支撑胎I2-1穿装于轴套内孔I1-1后对凸台I 2-2进行点焊；上车床，卡焊接端外圆，技焊前加工位置外圆进行找正，找正后进行点焊接，焊接过程中保证较小的焊接热输入，控制焊接电流、焊接电压安装焊接支撑装置2目的:安装后轴套在焊接程中产生的热量可以传递到支撑装置上，使热量分散，防止局部温度过高造成轴套在焊接过程中发生变形，以及焊接裂纹的出现:焊接支撑装置2的材料选用传热性能较好的304不锈钢材料；
(6)热处理:焊后进行低温去应力处理，处理方法为:工件在台车热处理炉中进行180-220℃低温回火处理，工件在低温回火处理时必须控制升温速度小于70℃/h:工件在180-220℃保温4h后出炉；空冷至室温，此工序是保证薄壁套上焊接的司太立合金在焊后不发裂纹的必要工序，司太立合金焊材在180-220℃进行低温回火处理后，可以细化焊缝组织中的品粒结构，降低材料的硬脆性，保证薄壁套焊接可太立合金这一技术方案的实施；
(7)粗车Ⅱ:不拆除焊接支撑装置2，上车床，安装粗车工装3，所述粗车工装3包括柱形支撑胎Ⅱ3-1，所述柱形支撑胎Ⅱ3-1一端设有凸台Ⅱ3-2，凸台Ⅱ3-2搭接于轴套1 端面，凸台Ⅱ3-2外侧中间设有凸台III3-3:所述柱形支撑胎Ⅱ3-1与轴套内孔I1-2之间为过盈配合，配合公差为H756，凸台III3-3上设置中心孔3-4，作为磨床顶尖孔；
(8)粗磨:轴套上床，磨床秒轮选用的是树脂金刚石砂轮，粗磨堆焊层位置1-3，确保加工余量，无焊层缺陷，如有缺陷需补焊；
(9)钳修:去掉焊接支撑装置2和粗车工装3；
(10)粗车III:卡焊接端外圆，找正，粗车一端里孔及外圆，单边留余量1.5mm；
(11)粗车Ⅳ:掉头，粗车另一端里孔及外圆，单边留余量15mm；
(12)超声波:进行超声波检查；
(13)去应力:进行低温去应力处理(温度范围为:180-220℃):工件在低温回火处理时必须控制升温速度小于70℃/h:工件在180-220℃保温4h后出炉:空冷至室温。此工序是保证壁套上焊接的司太立合金在加工后不出现变形裂纹的必要工序。防止司太立焊材产生加工硬化，使焊层出现裂纹；
(14)半精车:卡堆焊层位置1-3端外圆，找正，半精车另一端外圆及内孔I，单边留余量0.5mm，平好一端面；
(15)半精车II:掉头，卡好车端外圆，半精车另一端外圆及内孔Ⅱ，单边留余量0.5mm，平好端面；
(16)划线:划出月牙槽位置线、划出健槽位置线；
(17)镗：按线镗好月牙槽；
(18)插：按线插好键槽；
(19)精磨:在轴套内安装精磨工装4，所述精工装4包括支撑胎III4-1和支胎Ⅳ4-2，所述支撑胎III4-1与轴套内孔I 1-1间隙配合，支撑胎III4-1的一端设有凸台Ⅳ4-3，所述支撑胎Ⅳ4-2与轴套内孔II 1-2间隙配合，支撑胎Ⅳ4-2的一端设有凸台V4-4，所述凸台Ⅳ4-3和凸台Ⅳ4-4分別搭接于轴套1两端的端面；以轴套内孔I 1-1为基准，在支撑胎III4-1和支撑胎Ⅳ4-4中心设置芯轴4-5，并由芯轴4-5支撑，并用圆螺母4-6锁紧: 磨好轴套外圆；
(20)精车：卡一端，架另一端找正，车好一端内孔(内孔选内孔I 1-1或内孔II 1-2的其中一个)并倒角；
(21)精车：掉头，卡一端，架另一端，车好另一内孔(内孔选内孔I 1-1或内孔II 1-2 中的上一步骤没有选取的另外一个)倒角；
(22)PT检査:液体渗透检査；
(23)硬度检验:对堆焊层表面进行硬度检验；
(24)修:钳修去各部加工毛刺；
(25)检查:完工尺寸检查并记录。
本发明中安装焊接支撑装置，按照特制的焊接工艺规程，保证了焊接质量，解决了以往焊接过程中焊接裂纹及变形量大的问题，焊后进行热处理，消除了焊接产生的应力:通过轴套两端安装粗磨工装，解决了磨床装的问题:精磨工装的使用，解决了以往轴套壁厚较磨削过程中轴套发生变形的难题:本发明工序间的设置，打破了以往的工序步骤，将车削放到了整个工序的最后个工序，此工序以磨床磨削后的高精度外圆为基准，车削轴套内孔，极大的提高了加工精度。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因面，实例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种堆焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺，其特征包括以下步骤：
(1)下料:按产品外形尺寸进行下料，里孔、外圆单边保证加工余量在5-10mm，轴向长度的余量保证在15mm-20mm；
(2)粗车I:毛坯料经热处理后进行轴套焊前尺寸加工，确定堆焊层位置；
(3)焊接:将焊接支撑装置安装于待焊接轴套；
所述焊接支撑装置包括柱形支撑胎I，支撑胎I一端设有凸台I，所述支撑胎I与轴套堆焊层位置端孔径之间间隙配合，支撑胎I的长度大于堆焊层长度:所述凸台I搭接于轴套端面；将支撑胎I穿装轴套内孔I后对凸台I进行点焊:上车床，卡焊接端外圆，按焊前加工位置外圆进行找正，找正后进行点焊接，焊接过程中保证较小的焊接热输入，控制焊接电流焊接电压；
(4)热处理:焊后进行低温去应力处理，处理方法为:工件在台车热处理炉中进行180-220℃低温回火处理，此工序的进行可以消除焊接时产生的焊应力，使应力得到释放，以防在后续加工中应力释放，造成工件发生变形，影响工件质量；
(5)粗车Ⅱ:不拆除焊接支撑装置，上车床，在轴套另一端安装粗车工装，所述粗车工装包括柱形支撑胎Ⅱ，所述柱形支撑胎Ⅱ一端设有凸台Ⅱ，凸台Ⅱ搭接于轴套端面；所述柱形支撑胎Ⅱ与轴套内孔Ⅱ之间为过盈配合，在凸台III上设置中心孔，作为磨床顶尖孔；
(6)粗磨:轴套上磨床，磨床砂轮选用的是树脂金刚砂轮，粗磨堆焊层位置，确保加工余量，无焊层缺陷，如有缺陷需补焊；
(7)钳修:去掉焊接支撑装置和粗车工装；
(8)粗车III:卡焊接端外圆，找正，粗车一端里孔及外圆，单边留余量15mm:粗车Ⅳ:掉头，粗车另一端里孔及外圆，单边留余量1.5mm；
(9)超声波:进行超声波检查；
(10)去应力:进行低温去应力处理，温度范围为:180-220℃，此工序的进行可以消除以上加工过程产生的应力:使加工应力得到释放；
(11)半精车:卡堆焊层位置端外圆，找正，半精车另一端外圆及内孔I，单边留余0.5mm，平好一端面:掉头，卡好车端外圆，半精车另一端外圆及内孔Ⅱ，单边留余量0.5mm，平好端面；
(12)划出月牙槽位置线、划出键槽位置线:按线做好月牙槽；按线插好键槽；
(13)精磨:在轴套内安装精磨工装，所述精磨工装包括支撑胎III和支撑胎IV，所述支撑胎III和支撑胎Ⅳ分别与轴套两端孔径间隙配合，支撑胎Ⅲ和支撑胎Ⅳ均分别设有凸台Ⅳ和凸台V，凸台Ⅳ和凸台V分别与轴套两端端面搭接:在支撑胎Ⅲ和支撑胎Ⅳ中心设置芯轴，芯轴提供支撑作用，并用圆螺母锁紧；磨好轴套外圆；
(14)精车:卡一端，架另一端找正，车好一端内孔并倒角；掉头，卡一端，架另一端，车好另一端并倒角；
(15)PT检查，硬度检验。
2.根据权利要求1所述的一种堆焊司太立硬质合金薄壁套的加工工艺，其特征是:所述焊接支撑装置的材料选用304不锈钢材料。
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