小軸類煙草機(jī)械零件感應(yīng)淬火工藝優(yōu)化

夏竹柔 ，丁芬

常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司 湖南常德 415100

1 序言

感應(yīng)淬火是一種重要的熱處理方法，被廣泛應(yīng)用于傳動零部件的局部表面強(qiáng)化，精確控制硬化層深度和顯微組織，以提高其表面耐磨性及承載能力[1]。目前，感應(yīng)淬火具有節(jié)能、快速、清潔、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，對于同一種規(guī)格零件進(jìn)行感應(yīng)淬火，便于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化操作和在線生產(chǎn)，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中[2]。

常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司主要生產(chǎn)卷煙機(jī)中的卷接機(jī)組部分，其組成大部分為傳動類零件和部套。由于煙草機(jī)械零件小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)[3]，為節(jié)約成本，直徑在16mm以下且強(qiáng)度要求較低的小軸類零件采用感應(yīng)淬火方式，但在實際生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)部分小軸類零件在感應(yīng)淬火后產(chǎn)生淬火軟點(diǎn)和變形太大而校斷的質(zhì)量問題。本文針對該問題進(jìn)行分析，通過工裝改進(jìn)、參數(shù)優(yōu)化的方式對現(xiàn)有熱處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化，解決了零件的質(zhì)量問題。

2 零件分析

煙草機(jī)械所用小軸類零件材料為GGr15鋼，其化學(xué)成分見表1，符合技術(shù)規(guī)定。

表1 小軸類零件化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）

選取一種典型零件結(jié)構(gòu)，其長徑比大，如圖1所示。

圖14ACH13100300桿零件結(jié)構(gòu)

3 工藝改進(jìn)與結(jié)果驗證

3.1 感應(yīng)圈改進(jìn)

原有φ20mm連續(xù)感應(yīng)器噴水孔徑為φ2mm，孔間距為6mm，淬火液噴水量過小，壓力偏低，冷卻能力不夠；另外，噴水孔軸線與工件軸線夾角為45°，距零件加熱部位太近，極大地影響了零件的加熱均勻性。經(jīng)與感應(yīng)器制造廠商進(jìn)行討論后，對原連續(xù)噴水感應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造如下。

1）將原感應(yīng)器噴水孔孔徑由φ2m m減小到φ1.5mm。

2）將相鄰的噴水孔間距由原來的6mm減小到3mm。

3）將噴水孔軸線與工件軸線夾角由原來的45°減小到30°。

4）加大感應(yīng)器噴水圈內(nèi)部尺寸，增加噴水圈內(nèi)部儲水量。

對感應(yīng)器結(jié)構(gòu)改造后，增大了連續(xù)噴水感應(yīng)器的噴水壓力，滿足了小軸類零件感應(yīng)淬火冷卻的需求，改善了零件感應(yīng)淬火質(zhì)量。改進(jìn)后感應(yīng)器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后感應(yīng)器結(jié)構(gòu)

3.2 工藝改進(jìn)

原感應(yīng)淬火工藝程序已在生產(chǎn)中應(yīng)用多年，為十分成熟穩(wěn)定的加工工藝程序，但未隨著設(shè)備變化進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。改進(jìn)感應(yīng)圈后，針對小軸類零件感應(yīng)淬火預(yù)熱/加熱電壓輸出百分比、預(yù)熱次數(shù)、加熱時間、加熱后預(yù)冷時間及淬火時間等工藝程序參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，制定了零件感應(yīng)淬火改進(jìn)工藝程序參數(shù)，見表2。

3.3 結(jié)果驗證

使用改進(jìn)后的感應(yīng)圈和感應(yīng)淬火工藝對小軸類零件進(jìn)行感應(yīng)淬火處理，同一批次共52件零件，隨機(jī)抽檢10件，技術(shù)要求表面硬度為56~60HRC，實際檢測結(jié)果見表3。

表2 小軸類零件感應(yīng)淬火改進(jìn)工藝程序參數(shù)

表3 小軸類零件表面硬度檢測結(jié)果 （HRC）

從表3的檢測結(jié)果可以看出，抽檢的10件零件均符合質(zhì)量要求。

對全部50件零件進(jìn)行校直，未發(fā)生校斷。

4 結(jié)束語

1）感應(yīng)器的可靠性會影響零件淬火質(zhì)量，因此在實際生產(chǎn)中，應(yīng)及時對現(xiàn)有工裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確保能滿足生產(chǎn)需求。

2）感應(yīng)淬火工藝在滿足工藝規(guī)范的同時，應(yīng)隨設(shè)備變化重新進(jìn)行調(diào)試，保證工藝與設(shè)備的適配性。