CN110774113A - 一种嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，包括在高强度调整轴半成品的外圆上车出凹槽，磨削凹槽，对凹槽进行镀铬，在高强度调整轴的凹槽上形成镀铬层，对凹槽上镀铬层两端与高强度调整轴基体接缝处进行局部磨削，然后再对高强度调整轴整个外圆面进行整体压磨。本发明具有提高高强度调整轴的镀铬层加工质量的特点，实现镀铬区域与基体区域的无缝连接，使零件工作表面基体与膜层紧密结合成一体，提高铬层的结合力、抗氢脆能力，降低了因镀铬沉积造成的裂纹、气泡缺陷，以及铬层硬脆、易脱落造成调整轴外观缺块、掉块等缺陷，有效提高了镀铬的加工一次提交合格率和镀铬层加工质量，延长高强度调整轴的使用寿命的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及各类产品（军品、民品和外贸产品等）所有高强度镀铬零件的加工，特别是航空棘轮刹车系统中一种嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺。
背景技术
当前航空用高强度调整轴为提高工作面硬度，保证其耐磨性、耐腐蚀性，通常在工作面采用镀铬工艺，但镀铬层直接附着于钢件光洁外圆表面，在镀铬沉积时易产生裂纹、气泡等缺陷，并且硬铬层硬脆易脱落造成调整轴外观缺块、掉块等缺陷，大幅度降低了调整轴一次加工合格率，造成反复返工的问题，无法满足大批量产品订单交付的需求，极大的影响了产品的交付节点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种嵌入式高强度调整轴的镀铬加工工艺方法。本发明具有提高高强度调整轴的镀铬层加工质量的特点，通过改进工艺方法实现镀铬区域与基体区域的无缝连接，使零件工作表面基体与膜层紧密结合成一体，提高铬层的结合力、抗氢脆能力，降低了因镀铬沉积造成的裂纹、气泡缺陷，以及铬层硬脆、易脱落造成调整轴外观缺块、掉块等缺陷，有效提高了镀铬的加工一次提交合格率和镀铬层加工质量，延长高强度调整轴的使用寿命的特点。
本发明的技术方案：一种嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，包括在高强度调整轴半成品的外圆上车出凹槽，磨削凹槽后，对凹槽进行镀铬，在高强度调整轴的凹槽上形成镀铬层，对凹槽上镀铬层两端与高强度调整轴基体接缝处进行局部磨削，然后再对高强度调整轴整个外圆面进行整体压磨。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，具体包括以下步骤：
A、对零件毛坯材料进行调质处理后，加工得到高强度调整轴半成品；
B、将高强度调整轴半成品采用数控车床在镀铬区域上车出凹槽；
C、采用无心磨床对高强度调整轴半成品上的凹槽进行磨削；所述无心磨床包括有磨床支架、磨削砂轮和导轮，磨床支架 上设有第一凸台，磨削砂轮和导轮上均设有第二凸台；
D、将高强度调整轴上的凹槽进行镀铬，在高强度调整轴的凹槽上形成镀铬层；
E、使用外圆磨床对凹槽上镀铬层两端与高强度调整轴基体接缝处进行局部磨削，然后再使用无心磨床对高强度调整轴整个外圆面进行压磨，钳工抛光得成品。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述步骤C中，具体是将高强度调整轴半成品置于磨床支架的斜面上，使凹槽置于磨床支架的第一凸台上，且高强度调整轴半成品两侧设有磨削砂轮和导轮 ，磨削砂轮和导轮上的第二凸台与凹槽起始位置相对齐，通过磨削砂轮和导轮转动对磨床支架 斜面上高强度调整轴半成品的凹槽进行压磨磨削。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述步骤C中，采用无心磨床对高强度调整轴半成品上的凹槽进行磨削后，凹槽、磨床支架上的第一凸台、磨削砂轮及导轮上的第二凸台宽度相同，且凹槽与高强度调整轴基体连接处形成圆弧过渡面R1。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述步骤D中，高强度调整轴凹槽上的镀铬层比凹槽两端高强度调整轴基体外表面高0.05-0.1mm。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述步骤E中，钳工抛光，是对高强度调整轴上R2和R3两处过渡面进行抛光。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述镀铬前凹槽的外径为dm±βm；dm为镀铬前凹槽外径公称尺寸；βm为镀铬前凹槽外径公差中值。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述镀铬前凹槽外径公称尺寸dm的计算公式如下：
成品外径公称尺寸d=(成品外径最大尺寸dmax＋ 成品外径最小尺寸dmin）/2；
成品单边镀铬层膜厚平均值δ=（成品镀铬层膜厚最大值δmax+成品镀铬层膜厚最小值δmin）/2 ；
镀铬前凹槽外径公称尺寸dm=成品外径公称尺寸d-成品单边镀铬层膜厚平均值δ×2+磨削余量θ×2。
前述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺中，所述镀铬前凹槽外径公差中值βm的计算公式如下：
成品外径公差中值β=（成品外径最大尺寸dmax-成品外径最小尺寸dmin）/2；
镀铬前凹槽外径公差中值βm≤成品外径公差中值β。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明具有提高高强度调整轴的镀铬层加工质量的特点，通过优化改进工艺方法实现镀铬区域与基体区域的无缝连接，使零件工作表面基体与膜层紧密结合成一体，提高铬层的结合力、抗氢脆能力，降低了因镀铬沉积造成的裂纹、气泡缺陷，以及铬层硬脆、易脱落造成调整轴外观缺块、掉块等缺陷，有效提高了镀铬的加工一次提交合格率和镀铬层加工质量，延长高强度调整轴的使用寿命的优点。
试验证明：
发明人对实施例制备得嵌入式镀铬高强度调整轴进行如下试验，结果如下：
1、镀层结合力试验：现有技术在镀铬层沉积过程中，镀铬层的晶粒型核、长大过程较为缓慢，导致基材表面铬晶粒尺寸不均匀且分布疏松，因此，随着镀铬沉积过程的进行，在外圆棱边横截面处随着镀铬层沉积时间的延长，镀铬层厚度随之增加，易形成贯穿性裂纹缺陷，在镀铬磨削后即会出现缺块掉块现象无法修补只能退除铬层重新镀铬返工；经该技术创新改进后使用本发明的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，使零件外圆镀铬层边界更加清晰，结合紧密未发现明显缺陷，形成的镀铬层较为均匀，磨削后零件发现镀铬层和底材紧紧的结合在底层上，刀刮或嵌入式镀铬高强度调整轴弯曲试验均合格外，当用4倍放大镜检查时，不显示镀铬层与电镀中间层的分离，也不显示与基体技术的分离；镀铬零件可以磨削到图纸规定尺寸，磨削后没有明显水泡和剥落。
2、氢脆试验：现有技术在铬沉积初期，形成的铬氢化物以六方晶铬的氢化铬为主，然而这种晶体结构介于稳定和不稳定的状态，而当晶体尺寸达到某一临界尺寸时，这种晶体结构将自发的由六方结构转变为更加稳定的体心立方结构，这种晶格结构间的变化，将同时伴随着体积的改变，会导致体积缩小产生巨大拉应力，同时不稳定的铬氢化物也分解产生氢，在铬未完全覆盖集基体金属时，基体金属吸收这些氢原子，从而导致基体金属内部产生内应力，当镀层内应力超过镀层的强度极限时就引起镀层开裂，从而发生氢脆断裂。而本发明的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺限制了这种体积的变化，减少基体内拉应力的产生，除氢试验后测出嵌入式镀铬高强度调整轴强度由基体的1172Mpa 提高至1255Mpa，当镀铬层被精加工到明亮的纹路，最低截面硬度由基体硬度HRC37-42min提高到HRC65.5min，表面粗糙度由基体的Ra0.4提高到Ra0.2；外观表面未见裂纹、气泡和剥落现象。
3、抗疲劳强度试验：本发明的嵌入式镀铬高强度调整轴有效工作时间为800小时，而现有技术生产的镀铬高强度调整轴有效工作时间为412小时，由原来的有效工作时间由412小时延长到800小时，极大地提高调整轴的使用寿命。
4、此外本发明还具有简单易操作，镀层质量好，磨后镀层缺块掉块几率小，返修少，较改进前的一次提交合格率50%提高至95%,极大提高了产品一次提交合格率及使用寿命，带来较大经济效益。
综上所述，本发明具有提高高强度调整轴的镀铬层加工质量的特点，通过优化改进工艺方法实现镀铬区域与基体区域的无缝连接，使零件工作表面基体与膜层紧密结合成一体，提高铬层的结合力、抗氢脆能力，降低了因镀铬沉积造成的裂纹、气泡缺陷，以及铬层硬脆、易脱落造成调整轴外观缺块、掉块等缺陷，有效提高了镀铬的加工一次提交合格率和镀铬层加工质量，延长高强度调整轴的使用寿命的有益效果。
附图说明
图1是本发明成品高强度调整轴、凹槽及镀铬层的结构示意图；
图2是本发明高强度调整轴上凹槽镀铬前的结构示意图；
图3是本发明采用无心磨床对高强度调整轴上凹槽进行磨削的工作示意图；
图4是图3无心磨床中磨床支架的结构示意图；
图5是图3无心磨床中磨削砂轮的结构示意图；
图6是图3无心磨床中导轮的结构示意图；
图7是使用外圆磨床的砂轮对凹槽上镀铬层两端与高强度调整轴基体接缝处进行局部磨削的加工示意图；
图8是无心磨床的砂轮对高强度调整轴整体外圆进行压磨的加工示意图。
附图中的标记为：1-高强度调整轴，2-磨床支架 ，3-磨削砂轮，4-导轮 ，5-凹槽，6-镀铬层，7-第一凸台，8-第二凸台，9-外圆磨床上的砂轮，10-无心磨床上的砂轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，如图1-8所示，具体包括以下步骤：
A、对零件毛坯材料进行调质处理后，加工得到高强度调整轴（1）半成品；
B、将高强度调整轴（1）半成品采用数控车床在高强度调整轴（1）半成品的镀铬区域上车出凹槽（5），凹槽（5）轮廓低于高强度调整轴（1）半成品基体外圆0.1mm；
C、如图3-6所示，采用无心磨床对高强度调整轴（1）半成品上的凹槽（5）进行磨削；具体是将高强度调整轴（1）半成品置于磨床支架（2）的斜面上，使凹槽（5）置于磨床支架（2）的第一凸台（7）上，且高强度调整轴（1）半成品两侧设有磨削砂轮（3）和导轮 （4），磨削砂轮（3）和导轮（4）上的第二凸台（8）与凹槽（5）起始位置相对齐，通过磨削砂轮（3）和导轮（4）转动对磨床支架 （2）斜面上高强度调整轴（1）半成品的凹槽（5）进行压磨磨削；采用无心磨床对高强度调整轴（1）半成品上的凹槽（5）进行磨削后，凹槽（5）、磨床支架（2）上的第一凸台（7）、磨削砂轮3及导轮4上的第二凸台（8）的宽度相同，即L1=L2=L3,且凹槽（5）与高强度调整轴（1）基体两端连接处形成过渡面R1,R1的尺寸为R0.8±0.2mm；
D、将高强度调整轴（1）上的凹槽（5）进行镀铬，在高强度调整轴（1）的凹槽（5）上形成镀铬层（6）；且高强度调整轴（1）凹槽（5）上的镀铬层（6）比凹槽（5）两端高强度调整轴（1）基体外表面高0.05-0.1mm；
E、如图7-8所示，使用外圆磨床上的砂轮（9）对凹槽上镀铬层（6）两端与高强度调整轴（1）基体接缝处进行局部磨削，然后再使用无心磨床上的砂轮（10）对高强度调整轴（1）整体外圆进行压磨后，对高强度调整轴（1）上R2和R3两处过渡面进行钳工抛光，得成品；其中R2尺寸为R2.23±0.1mm，R3尺寸为R0.16±0.08mm。
如图2所述，所述镀铬前凹槽（5）的外径为dm±βm；dm为镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸；βm为镀铬前凹槽（5）外径公差中值。
所述镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸dm的计算公式如下：
成品外径公称尺寸d=(成品外径最大尺寸dmax＋ 成品外径最小尺寸dmin）/2；
成品单边镀铬层膜厚平均值δ=（成品镀铬层膜厚最大值δmax+成品镀铬层膜厚最小值δmin）/2 ；
镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸dm=成品外径公称尺寸d-成品单边镀铬层膜厚平均值δ×2+磨削余量θ×2。
所述镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm的计算公式如下：
成品外径公差中值β=（成品外径最大尺寸dmax-成品外径最小尺寸dmin）/2；
镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm≤成品外径公差中值β。
本实施例中，高强度调整轴最终的产品尺寸为ф6.25～6.29mm ，设计镀层单边厚度0.1～0.15mm，工艺预留单边磨削余量=0.05mm；
一、镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸dm的计算如下：
①：成品外径最大尺寸dmax=6.29mm、成品外径最小尺寸dmin=6.25mm；
成品外径公称尺寸d=(成品外径最大尺寸dmax＋ 成品外径最小尺寸dmin）/2=6.27mm；
②：成品镀铬层膜厚最大值δmax=0.15mm、成品镀铬层膜厚最小值δmin=0.1mm；
成品单边镀铬层膜厚平均值δ=（成品镀铬层膜厚最大值δmax+成品镀铬层膜厚最小值δmin）/2 =0.125mm；
③：磨削余量θ取0.05mm；
镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸dm=成品外径公称尺寸d-成品单边镀铬层膜厚平均值δ×2+磨削余量θ×2=6.12mm；
二、所述镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm的计算如下：
①、成品外径公差中值β=（成品外径最大尺寸dmax-成品外径最小尺寸dmin）/2=0.02mm；
②、镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm≤成品外径公差中值β，取镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm=成品外径公差中值β=0.02mm
所以所述镀铬前凹槽（5）的外径为dm±βm为6.12±0.02mm。
Claims (9)
1.一种嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：包括在高强度调整轴（1）半成品的外圆上车出凹槽（5），磨削凹槽（5）后，对凹槽（5）进行镀铬，在高强度调整轴（1）的凹槽（5）上形成镀铬层（6），对凹槽（5）上镀铬层（6）两端与高强度调整轴（1）基体接缝处进行局部磨削，然后再对高强度调整轴（1）整个外圆面进行整体压磨。
2.根据权利要求1所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
A、对零件毛坯材料进行调质处理后，加工得到高强度调整轴（1）半成品；
B、将高强度调整轴（1）半成品采用数控车床在镀铬区域上车出凹槽（5）；
C、采用无心磨床对高强度调整轴（1）半成品上的凹槽（5）进行磨削；所述无心磨床包括有磨床支架（2）、磨削砂轮（3）和导轮（4），磨床支架 （2）上设有第一凸台（7），磨削砂轮（3）和导轮（4）上均设有第二凸台（8）；
D、将高强度调整轴（1）上的凹槽（5）进行镀铬，在高强度调整轴（1）的凹槽（5）上形成镀铬层（6）；
E、使用外圆磨床对凹槽（6）上镀铬层（6）两端与高强度调整轴（1）基体接缝处进行局部磨削，然后再使用无心磨床对高强度调整轴（1）整个外圆面进行压磨，钳工抛光得成品。
3.根据权利要求2所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤C中，具体是将高强度调整轴（1）半成品置于磨床支架（2）的斜面上，使凹槽（5）置于磨床支架（2）的第一凸台（7）上，且高强度调整轴（1）半成品两侧设有磨削砂轮（3）和导轮 （4），磨削砂轮（3）和导轮（4）上的第二凸台（8）与凹槽（5）起始位置相对齐，通过磨削砂轮（3）和导轮（4）转动对磨床支架 （2）斜面上高强度调整轴（1）半成品的凹槽（5）进行压磨磨削。
4.根据权利要求3所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤C中，采用无心磨床对高强度调整轴（1）半成品上的凹槽（5）进行磨削后，凹槽（5）、磨床支架（2）上的第一凸台（7）、磨削砂轮（3）及导轮（4）上的第二凸台（8）宽度相同，且凹槽（5）与高强度调整轴（1）基体连接处形成圆弧过渡面R1。
5.根据权利要求2所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤D中，高强度调整轴（1）凹槽（5）上的镀铬层（6）比凹槽（5）两端高强度调整轴（1）基体外表面高0.05-0.1mm。
6.根据权利要求2所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述步骤E中，钳工抛光，是对高强度调整轴（1）上R2和R3两处过渡面进行抛光。
7.根据权利要求1所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述镀铬前凹槽（5）的外径为dm±βm；dm为镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸；βm为镀铬前凹槽（5）外径公差中值。
8.根据权利要求7所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸dm的计算公式如下：
成品外径公称尺寸d=(成品外径最大尺寸dmax＋ 成品外径最小尺寸dmin）/2；
成品单边镀铬层膜厚平均值δ=（成品镀铬层膜厚最大值δmax+成品镀铬层膜厚最小值δmin）/2 ；
镀铬前凹槽（5）外径公称尺寸dm=成品外径公称尺寸d-成品单边镀铬层膜厚平均值δ×2+磨削余量θ×2。
9.根据权利要求7所述的嵌入式镀铬高强度调整轴的加工工艺，其特征在于：所述镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm的计算公式如下：
成品外径公差中值β=（成品外径最大尺寸dmax-成品外径最小尺寸dmin）/2；
镀铬前凹槽（5）外径公差中值βm≤成品外径公差中值β。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200211 |
|
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