机床采用高频加热机进行热处理,其导轨产生畸变缺陷的原因及其预防措施-凯时国际app

来源:郑州高氏 发布日期:2014-9-25 15:59:29 浏览次数:

随着组合机床和精密机床工业的发展,机床的主要滑动部件床身(滑座体)要求越来越高。床身多采用铸铁材料制造,并采用高频加热机对其进行热处理,以获得高硬度、高耐磨性和高使用寿命。生中发现,工件淬火后出现畸变较大,一般导轨中部下凹,变形量为0.2-3mm,工件变形大除加大磨削量和耗材费时增加生产成本外,还使导轨精度和尺寸稳定性下降,减少工件使用寿命,也使企业生产效率降低。

分析认为,床身表面淬火加热时,加热区受热膨胀,但周围未加热区处于强度较高的冷态并承受多向压应力,床身呈微凸变形。冷却初始,加热层因急冷收缩,导轨呈微量向上凸起。继续冷却,表层和过渡层产生收缩,床身相当于受压应力作用,最终使工件淬火面下凹变形。另一方面,淬火中发生马氏体转变使淬硬层膨胀产生组织应力,由于加热区外为冷态使膨胀受阻,导轨膨胀应力只能使导轨面上凸。热应力和组织应力的综合作用使导轨变形为中部下凹形貌,表明热应力影响大于组织应力引起的畸变。

控制和减少床身淬火变形另一种方法是在机加工时对工件施以反变形。即在床身两端放垫铁而导轨中部施压,然后采用高频加热机进行感应加热淬火热处理,其畸变量大为减少。hj40b滑座体,淬火长2040mm,淬火后畸变量为0.8-1.0mm。其工艺选用垫铁厚0.8mm进行反向变形,淬火后工件中凹变形量很小,畸变量<0.2mm,效果良好。当床身导轨畸变量大于1mm时,上述两种减少变形措施作用不大,因而必须利用热应力作用减少和防止工件畸变。

例如,hj40b床身加长件,高频感应加热淬火长度为3020mm,淬火后畸变量达2.5-3mm。修复工艺为:将机床床身倒置于淬火小车上,用感应器对床身底面进行表面正火处理,冷至室温后工件表面产生很大压应力,此压应力与高频感应加热淬火时出现的拉应力方向相反,通过工艺参数调节使两种应力接近相等而相互抵消,可收到微变形甚至无变形效果,修复淬火变形床身。hj40b加长滑座体(床身)用修复工艺处理后,总畸变量≤0.20mm,满足了技术要求和生产需要,技术经济效益显著。

工件在热处理过程中受多方面因素的影响,难免会产生一些淬火缺陷,因此,掌握缺陷的预防措施是非常重要的。本文简单分析了导轨产生畸变缺陷的原因并提出了相应的预防措施,希望大家会喜欢。