高精度圆锥量规的加工工艺分析

　　1　概述

　　圆锥量规是按照圆锥配合件的要求,设计、制造的标准圆锥实体。通过量规的圆锥表面与工件圆锥表面的接触,借助显示剂和轴向位置标志,实现对圆锥配合件的锥角和圆锥直径的检验。

　　圆锥量规不同于光滑量规等极限量规,它是以通端量规和止端量规分别检验工件实体尺寸或形位误差是否超过极限公差的。它是利用量规与工件接触时,因工件圆锥直径的误差,使量规产生轴向位移,通过轴向位移值,检验工件圆锥直径是否符合设计要求。同时,还利用显示剂,在量规与工件圆锥表面研合后,根据研合的接触率,来判断工件圆锥表面的圆锥角及形状误差。

　　圆锥量规的功能和结构,使其具备以下特点:

　　(1)圆锥量规基本尺寸是一个符合圆锥配合件设计要求的理想的圆锥实体;

　　(2)在圆锥量规的结构上,必须设置为检验工件圆锥直径的轴向位移标志;

　　(3)检验工件的锥角或形状误差时,必须借助显示剂,并按工件设计的要求,确定与工件的研合率和显示剂的涂层厚度;

　　(4)量规圆锥表面必须具有较高的耐磨性能。同时,必须从材料和热处理等方面确保尺寸的稳定性,对量规圆锥表面的粗糙度和形状误差有严格的要求。

　　2　圆锥量规的工艺分析

　　要保证量规具备以上特点,在量规的制造过程中,合理编制工艺路线就成为关键。必须考虑采取必要的机加工工艺,来达到尺寸、形状要求;通过合理的热处理工艺,来达到量规的硬度要求,并提高尺寸的稳定性。根据有关资料和工艺实践可知,影响尺寸稳定性的因素主要有马氏体的析出、残余奥氏体的稳定性。现以图1所示的塞规为例,分析其制作工艺。

　　2.1　毛坯材料的选择

　　制作量规的材料,要求具有较高的耐磨性、尺寸稳定性、抗腐蚀性、较好的切削加工性和优良的热处理工艺性。根据GB 11852-1989,一般选用优质碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等材料。结合热处理现有条件,决定选用热处理工艺性强、易切削、稳定性较好的9SiCr。原材料须经过锻造,使毛坯的金属纤维组织均匀、致密。

　　2.2　工艺流程

　　落料—锻造—球化退火—车削—探伤—淬火—粗磨削—回火—精磨削—时效—发黑—超精磨—刻字。各主要工序的要求分别为:锻造:毛坯除尺寸要符合要求外,表面不得有裂纹、折叠、过热、过烧等缺陷。球化退火:降低锻造坯料的硬度,消除锻造内应力,改善金相组织、细化晶粒,为后续热处理做好准备。车削:切削去大部分的加工余量,留磨削余量。探伤:避免材料内在缺陷造成不必要的后续加工损失。淬火:得到较高的硬度和耐磨性,硬度达到60～65HRC。粗磨削:将圆锥左右端面、圆锥面、台阶面磨削掉大部分的余量。低温回火:去除磨削应力。精磨削:精磨各相关表面,留少许超精磨量。时效:消除内应力,以稳定尺寸。发黑:防止量规非工作面锈蚀,同时有增加美观和去应力的作用。超精磨:使量规达到成品的尺寸、形状要求。