齿座等零件机加工困难的原因

霜月 · 发表于 2013-4-3 23:22:20

这是前几年出现的问题，为响应吉祥如意版主的提议，在此提出讨论。
我公司齿座、锥毂等零件材料为20CrMnTiH1，有段时间除拉花键及内孔工序未出现异常情况外，滚齿、铣槽、钻孔等热前加工工序都不同程度地出现加工困难现象，表现为：
1）滚齿时铁屑倒伏不易去除，有“烧刀”现象，滚刀寿命降低约三分之一；
2）钻孔时铁屑不断、缠绕在钻头上，钻头寿命由每只可加工400件左右降低到只能加工约30件；
3）铣槽时操作者反映材料“绵扎”，铣刀寿命降低约四分之三；
请各位分析下出现如此多加工困难的主要原因。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-4 08:58:37

我觉得：应该是工件的硬度偏低。主要原因在退火（正火）的冷却速度上。

沧海一声笑 · 发表于 2013-4-4 15:21:43

我也同意是材料硬度低所致！！

霜月 · 发表于 2013-4-4 19:46:42

为什么拉花键及内孔工序未出现加工异常现象？

霜月 · 发表于 2013-4-4 20:19:06

吉祥如意发表于 2013-4-4 08:58

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我觉得：应该是工件的硬度偏低。主要原因在退火（正火）的冷却速度上。

现场抽检加工困难的零件，硬度低的仅136HBS，也有硬度高达209HBS的，大部分硬度都在144~157HBS。

霜月 · 发表于 2013-4-4 20:21:18

沧海一声笑发表于 2013-4-4 15:21

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我也同意是材料硬度低所致！！

抽检3件现场加工正常的齿座类坯件硬度，分别为143HBS、140HBS、137HBS，剖检组织为铁素体+珠光体，硬度比加工困难的坯件更低。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-4 20:33:05

霜月发表于 2013-4-4 19:46

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为什么拉花键及内孔工序未出现加工异常现象？

切削原理的差异，可以理解的。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-4 20:34:48

这种情况：只有依靠金相组织的分析来找原因了。虽然都是铁素体+珠光体。其实没有那么简单。
1.材质的问题？
2.作一下剖面偏析及流线检验。

霜月 · 发表于 2013-4-4 20:40:12

以前各机加工工序都不出现问题时，拉花键及内孔时，时常出现粘刀、不断削以致擦伤加工面或使加工面起毛，严重时甚至出现啃伤现象，机加工工程师们在拉刀设计及拉削加工参数上想了不少办法，进行了一系列的改进，所以这次没有出现异常。

霜月 · 发表于 2013-4-4 20:51:34

剖检硬度高达209HBS坯件的显微组织，为珠光体+铁素体+贝氏体，不合格。
检测硬度低至136HBS坯件的显微组织，为铁素体+珠光体，按GB/T 13320《钢质模锻件金相组织评级图及评定方法》标准评为2级，合格。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-4 23:31:44

是否能作为结论呢？

霜月 · 发表于 2013-4-5 14:49:34

吉祥如意发表于 2013-4-4 23:31

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是否能作为结论呢？

还不能，硬度高低、组织合格与否，都出现同样的加工问题，还有其它的原因。

Adam · 发表于 2013-4-5 22:38:13

这个毛坯如果能控制的好的话，应该不是问题的

霜月 · 发表于 2013-4-5 23:04:04

Adam 发表于 2013-4-5 22:38

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这个毛坯如果能控制的好的话，应该不是问题的

请问怎么控制，硬度还是组织？

wanggong · 发表于 2013-4-5 23:58:34

霜月发表于 2013-4-4 20:19

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现场抽检加工困难的零件，硬度低的仅136HBS，也有硬度高达209HBS的，大部分硬度都在144~157HBS。 ...

硬度分散度太大了，一般硬度工艺要求上下限偏差小于30HBS或40HBS,同批散差小于15HBS,单件偏差小于10HBS.不同材料会有些区别，这个硬度还是太低了。

wanggong · 发表于 2013-4-6 00:06:57

霜月发表于 2013-4-5 14:49

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还不能，硬度高低、组织合格与否，都出现同样的加工问题，还有其它的原因。 ...

或许与材料的合金元素含量有关？从9楼的意思，好像还与滚刀，钻头的硬度匹配，切削量，冷却等等有关？

吉祥如意 · 发表于 2013-4-6 10:04:40

刀具是否经过镀钛处理。

wqjtyx2012 · 发表于 2013-4-6 11:57:25

霜月发表于 2013-4-4 20:51

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剖检硬度高达209HBS坯件的显微组织，为珠光体+铁素体+贝氏体，不合格。
检测硬度低至136HBS坯件的显微组织 ...

硬度低了容易粘刀，硬度高了容易烧刀。170-230HBS 适合机械加工

霜月 · 发表于 2013-4-6 16:32:27

wanggong 发表于 2013-4-5 23:58

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硬度分散度太大了，一般硬度工艺要求上下限偏差小于30HBS或40HBS,同批散差小于15HBS,单件偏差小于10HBS. ...

正常情况下，该类坯件硬度都比较低，最低允许为133HBS。

霜月 · 发表于 2013-4-6 16:33:55

吉祥如意发表于 2013-4-6 10:04

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刀具是否经过镀钛处理。

刀具都经过涂层处理。

霜月 · 发表于 2013-4-6 16:38:48

wqjtyx2012 发表于 2013-4-6 11:57

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硬度低了容易粘刀，硬度高了容易烧刀。170-230HBS 适合机械加工

对20CrMnTiH1材料坯件，预处理后硬度要求为133~180HBS，超过180HBS，有一道冲压工序就会出现冲不到要求深度的问题。

霜月 · 发表于 2013-4-6 16:39:33

wanggong 发表于 2013-4-6 00:06

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或许与材料的合金元素含量有关？从9楼的意思，好像还与滚刀，钻头的硬度匹配，切削量，冷却等等有关？ ...

确实是与原材料的化学成分有关。

吉祥如意 · 发表于 2013-4-6 20:07:35

霜月发表于 2013-4-6 16:33

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刀具都经过涂层处理。

显得有些复杂，是个典型的实例。

霜月 · 发表于 2013-4-6 20:53:36

本帖最后由霜月于 2013-4-6 20:55 编辑

                     加工困难坯件的材料成分及淬透性:
零件名称       化学成分（质量分数，%）                                     淬透性（HRC）
                  C             S             Mn          Cr          Ti       J3    J6    J9       J12    J15
齿座       0.18       0.0038       0.83       1.03       0.06       42    36    30          24    22
齿套       0.196       0.0060       0.89       1.02       0.065 43    37    32          30    26
锥毂       0.175       0.0042       0.83       1.06       0.068 42    34    29          25    22

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