一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝。所述工藝正確選擇組合參數，通過一系列的研制和試驗工作，反復推敲、探索，對所有的參數反復組合、修正，使各個組合在一起的參數互相匹配，使加工部分熱效應小，工件表面無熱影響層，不產生殘余應力，防止了裂紋的產生，滿足了產品質量要求。改進后的工藝發生裂紋的概率不超過1%，收到了顯著的效果。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝。所述工藝正確選擇組合參數，通過一系列的研制和試驗工作，反復推敲、探索，對所有的參數反復組合、修正，使各個組合在一起的參數互相匹配，使加工部分熱效應小，工件表面無熱影響層，不產生殘余應力，防止了裂紋的產生，滿足了產品質量要求。改進后的工藝發生裂紋的概率不超過1%，收到了顯著的效果?！緦＠f明】—種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝
本專利技術涉及磨削工藝，具體涉及一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝。
技術介紹
滲碳凸輪軸磨，為經滲碳淬火處理后的鋼件，其制造主要工藝過程為:粗車一銑凸輪一滲碳一精車一淬火一磨凸輪一探傷。 在磨削的過程中經常出現會磨削裂紋。其磨削裂紋屬于典型的表面裂紋，其裂紋形式主要是橫向裂紋、網狀裂紋，裂紋的垂直深度約0.4_橫向裂紋沿凸輪軸向裂開，多發生在凸輪升程段，即凸輪曲率半徑較小的地方；網狀裂紋則在整個凸輪表面毫無規律的分布，其網格大小與裂紋的深淺有關，裂紋越淺，網格越小。磨削裂紋的存在將極大的影響凸輪軸的使用。 因此找出裂紋原因及采取相應的預防措施是及其重要的。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術的目的之一在于提供一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝。所述工藝正確選擇組合參數，通過一系列的研制和試驗工作，反復推敲、探索，對所有的參數反復組合、修正，使各個組合在一起的參數互相匹配，使加工部分熱效應小，工件表面無熱影響層，不產生殘余應力，防止了裂紋的產生，滿足了產品質量要求。改進后的工藝發生裂紋的概率不超過1%，收到了顯著的效果。 為了解決以上技術問題，本專利技術采用了以下技術方案 一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝，其工藝流程包括:粗車一銑凸輪一滲碳一精車一淬火一磨凸輪一探傷，其特征在于: 所述磨凸輪采用電解磨削復合加工，電解磨削復合加工工藝為: 電解液成分為:亞硝酸鈉4.5%、硝酸鈉0.2-0.4%、磷酸氫二鈉1.5-1.8%、四硼酸鈉1.4-1.8%、其余為水；電解液溫度20-30°C ;電解流量為2-5L/min 電壓10-20V ；電極間隙 0.03-0.1mm ；電流密度 30_40A/cm2 ； 工件轉速50-80mm/min ;砂布輪周速30_50m/s ；;砂布粒度180-320# ;接觸壓力 0.1-0.3MPa ； 砂布輪選用直徑20-30mm ;砂布輪寬度選為50_60mm。 其中，優選:電解液成分為:亞硝酸鈉4%、硝酸鈉0.2%、磷酸氫二鈉1.5%、四硼酸鈉 1.4%、其余為水；電解液溫度20°C ;電解流量為2L/min 電壓1V ；電極間隙0.03mm ；電流密度30A/cm2 ； 工件轉速50mm/min ;砂布輪周速30m/s ；;砂布粒度180# ;接觸壓力0.1MPa ； 砂布輪選用直徑20mm ;砂布輪寬度選為50mm。 以下對本專利技術進行詳細說明: 本專利技術經過大量的研究發現，磨削因素是凸輪磨削裂紋產生的重要原因。 影響磨裂的磨削因素主要是其工藝參數的選擇是否合理，能否有效地降低磨削熱。凸輪表面在磨削前硬度是58?62HRC，其組織主要是回火馬氏體和少量的殘留奧氏體。在磨削時產生大量的磨削熱會使工件表層金屬超過相變溫度，砂輪離開后瞬間又迅速冷卻，就產生二次淬火，最外層的殘留奧氏體組織轉變成淬火馬氏體，比體積增大，促使最外層膨脹，但受到內層金屬的牽制，因此最外層受到壓應力；內層金屬溫度略低，二次淬火后的淬火馬氏體轉變成回火馬氏體或索氏體，比體積減小，受到拉應力因此，影響凸輪表面質量的是殘余拉應力。同時，在磨削過程中，凸輪表面在大量的磨削熱作用下，可使外層完全處于沒有內應力的塑性狀態，體積膨脹。 隨著磨削過程的結束，外層金屬將由完全的塑性狀態。過渡到彈性狀態隨著溫度的降低，塑性減小，彈性增大，體積縮小，這層金屬迅速冷卻時體積縮小得更快些，這樣便受到內層金屬的牽制，同時也受到了不能恢復彈性狀態的外層金屬的牽制，結果使外層金屬中產生相當大的殘余拉應力，甚至能超過材料的強度極限而產生磨削裂紋。 通過分析，組織轉變產生的拉應力和熱變形產生的拉應力的綜合作用是磨削過程中產生裂紋的主要原因，但這兩者又都是磨削時產生的瞬間高溫所引起的。這也不難解釋在磨削中產生的凸輪表面裂紋一般出現在曲率半徑較小的部位，因為該地方產生的磨削熱量大，散熱條件差預防裂紋的措施。 在此基礎上，本專利技術通過研究，采用電解磨削復合加工工藝并對其工藝參數進行研究，進行磨削時加工部分熱效應小，工件表面無熱影響層，不產生殘余應力，從而解決了上述問題。電解磨削復合加工工藝的具體說明如下: ( I)電解液 目前理論上還不能確定某種金屬或合金的最適宜電解液的成分和比例，所采用電解液的成分和比例主要通過實驗來確定。電解液是影響電解磨削復合加工質量的首要因素，加工不同材料的工件應該配置不同成分的電解液。電解磨削復合加工一定要使用鈍化性的電解液，這是因為鈍化性的電解液在低電流密度下容易生成鈍化膜，這層鈍化膜只有在機械刮除作用下才能被破壞，可以有效地保護不需要加工的低凹處。 電解磨削復合加工20CrMnTi選用電解液成分為:亞硝酸鈉4.45%、硝酸鈉 0.2-0.4%、磷酸氫二鈉1.5-1.8%、四硼酸鈉1.4-1.8%、其余為水。 電解液的溫度對電解磨削復合加工表面粗糙度也有重要影響。電解液的溫度對每一種被加工的金屬都有一個最佳范圍，這個最佳范圍目前主要是依靠實驗來確定。當電解液的溫度太高時，加工表面質量變差，有時還可能出現輕微的點蝕。通常，電解液的溫度越低，電解磨削復合加工的工件表面質量越好。電解液溫度一般控制在20-30°C范圍內效果最好，最好不要超過35°C。 對于電解液流速通常無特殊要求。電解液流量可在2_5L/min范圍內選取，一般以均勻充滿極間間隙為宜。 電極反應生成物質是難溶解于水的沉淀物，它會使電解液變成十分混濁和粘稠狀的液體，將會堵塞陰極導管，造成液流不均，短路燒傷，并降低電解液的導電性能等。因為電解液是循環使用的，所以電解液要過濾使用及定期更換。 (2)電壓和電流密度 電壓的選取可以參考工件的原始表面粗糙度以及電解液的濃度等參數，通過工藝實驗進行確定。如果電壓高，則電流密度大，加工速度快，但表面質量不好控制，甚至會出現點蝕；一般低電壓下加工表面質量好，但效率低；如果電壓過低，可能會引起機械磨削，致使工件加工表面質量下降。 電壓的一般選擇原則是:粗加工時，電壓值可以選大一些，因為在其他加工參數一定時，電壓增加，電流效率會增加，從而使加工速度增加，但表面質量較差；在精加工時，盡量選用低電壓，這時雖然加工效率較低，但表面質量會相應提高；電壓可在10-20V范圍內選取。 電流密度一般是通過調節加工電壓控制的，這樣就消除了導電回路各環節的影響。當電流密度一定時，通過的電量與導電面積成正比，因此電極與工件之間的導電面積越大，通過的電量越多，單位時間內金屬的去除量就越大。復合加工時，可根據工件的形狀設計工具陰極，以增大工件與工具之間的導電面積，提高生產率?？刂乒ぞ哧帢O實際工作面積上的電流密度在一定范圍內，否則可能出現過腐蝕或點蝕現象。電流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電解磨削復合加工滲碳凸輪軸的工藝，其工藝流程包括：粗車→銑凸輪→滲碳→精車→淬火→磨凸輪→探傷，其特征在于：所述磨凸輪采用電解磨削復合加工，電解磨削復合加工工藝為：電解液成分為：亞硝酸鈉4·5%、硝酸鈉0.2?0.4%、磷酸氫二鈉1.5?1.8%、四硼酸鈉1.4?1.8%、其余為水；電解液溫度20?30℃；電解流量為2?5L/min；電壓10?20V；電極間隙0.03?0.1mm；電流密度30?40A/cm2；工件轉速50?80mm/min；砂布輪周速30?50m/s；；砂布粒度180?320#；接觸壓力0.1?0.3MPa；砂布輪選用直徑20?30mm；砂布輪寬度選為50?60mm。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：華兆紅，
申請(專利權)人：無錫市森信精密機械廠，
類型：發明
國別省市：江蘇;32