專利名稱：大尺寸薄板零件平面度的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄板零件加工過程中產(chǎn)生的變形的校正方法，尤其涉及一種大 尺寸薄板零件熱處理后變形平面度超差的校正方法。
背景技術(shù)：
大尺寸薄板零件被廣泛應(yīng)用于電子、汽車、軍工、電器等行業(yè)，如汽車變速箱 定位盤、棘輪、空調(diào)閥板等。這類零件一股為比較規(guī)則的矩形或圓形、環(huán)形，特點(diǎn)是材 質(zhì)一股為45或16MnCr5，零件厚度為5_10mm，零件矩形短邊或圓形、環(huán)形的外徑尺寸 在150mm以上(所述的大尺寸是指零件的外徑尺寸在150mm以上，所述的薄板是指零 件厚度為5-lOmm)。大尺寸薄板零件在功能上一股起到定位或調(diào)整作用，因而對(duì)尺寸精 度的要求高，零件交付使用最終平面度要求為0.1mm;生產(chǎn)加工中一股需要整體淬火或 滲碳淬火處理，零件熱處理后續(xù)工序要求平面度在0.4mm以內(nèi)；在使用過程中還要求具 有一定的強(qiáng)度和耐磨性，因此表面硬度和有效硬化層有一定的要求。大尺寸薄板零件的 生產(chǎn)加工中，熱處理是決定硬度和影響平面度的關(guān)鍵工序。由于零件壁薄，表面積大， 淬火后產(chǎn)生變形嚴(yán)重，平面度容易超標(biāo)，造成后續(xù)加工無法滿足成品要求，零件因此無 法裝機(jī)而大批量報(bào)廢。統(tǒng)計(jì)表明，此類零件因熱處理變形大而造成的報(bào)廢率高達(dá)10%以 上，損失嚴(yán)重。針對(duì)大尺寸薄板零件熱處理后平面度的超差，若采用增大磨削加工的方法，則 磨削量太大，將導(dǎo)致零件厚度超差和表面硬度降低；若采用鉗工手工校正的方法，變形 太大不易達(dá)到效果。若采用工裝夾緊配合手工校正的方法，手工施力不均且力量不足， 校正量和效率都受到限制。無論是磨削還是手工校正，都容易產(chǎn)生反彈，難以滿足此類 零件的加工要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸薄板零件平面度的校正方法，該方法具有設(shè)備 投入成本低、工裝簡易可靠、操作簡單、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是大尺寸薄板零件平面度的校正方 法，其特征在于它包括如下步驟1)設(shè)備的準(zhǔn)備準(zhǔn)備壓力機(jī)9及箱式回火爐，壓力機(jī)9的最大壓力為400 1000KN,壓力機(jī)9的滑塊行程為450-600mm;箱式回火爐采用臺(tái)車式電阻爐，爐膛尺寸 至少為450X450X 350mm，加熱溫度大于200°C ；2)夾具的準(zhǔn)備采用一次可夾緊多片變形零件的夾具5 (多片為2-100片)，夾 具5可控制變形零件2在受壓時(shí)相互間的滑動(dòng)或擠出；3)變形零件準(zhǔn)備將變形零件2進(jìn)行分類，根據(jù)其平面度超差大小，分作平面 度超差較小的A組變形零件3及平面度超差較大的B組變形零件4 ； A組變形零件3平面 度超差在0.6mm以內(nèi)，B組變形零件4平面度超差在0.6 Imm以內(nèi)；
4)零件夾裝夾具5內(nèi)同時(shí)疊放夾裝多片變形零件2，變形零件2裝上夾具5 時(shí)，兩件A組變形零件3與兩件B組變形零件4交叉疊放裝夾，每組中的兩件變形零件 及不同兩組的變形零件疊放時(shí)，則根據(jù)平面變形凸點(diǎn)對(duì)凹點(diǎn)的原則，兩兩互補(bǔ)配對(duì)疊放 裝夾；裝好變形零件2后，在最上層的變形零件2上放置上墊板6 ；通過夾具5調(diào)整疊放 的緊固程度后，水平倒置裝好變形零件的夾具，變形零件若不能散落滑出，則達(dá)到初步 壓緊狀態(tài)；5)壓力校正將夾裝好的變形零件2及夾具5置于壓力機(jī)9的壓力機(jī)工作臺(tái)8 上，操作壓力機(jī)9，壓力機(jī)9的壓力機(jī)活塞7壓下上墊板6，通過上墊板6向下施壓壓平 夾緊的變形零件2，減小夾緊的變形零件2的變形量和平面度超差量，并同時(shí)采用夾具5 及時(shí)調(diào)整變形零件2的夾緊狀態(tài)(通過楔子12調(diào)整)；6)去應(yīng)力退火壓力機(jī)9校平后(壓力機(jī)9的壓力機(jī)活塞7回縮)，夾緊的變形 零件2;變形零件連同夾具5—起在箱式回火爐內(nèi)進(jìn)行去應(yīng)力回火，之后置于空氣中自然 冷卻至室溫；得到校正及回火后的大尺寸薄板零件10 ；7)拆夾拆除夾緊校正及回火后的大尺寸薄板零件10的夾具5，獲得大尺寸薄 板零件。所述夾具5，它包括底板13、第一擋板11、第二擋板16、楔子12、上墊板6 ； 第一擋板11上沿豎向設(shè)有2-10個(gè)大小相同的圓孔15，第二擋板16與第一擋板11的結(jié)構(gòu) 相同；第一擋板11的下端部與底板13的一側(cè)固定連接，第二擋板16的下端部與底板13 的另一側(cè)固定連接；使用時(shí)，楔子12的小頭端依次從位于上墊板6上方的第一擋板11的 圓孔、第二擋板16的圓孔中穿過，楔子12位于上墊板6的上端面上。所述的為固定連接由螺栓14固定連接。采用夾具5及時(shí)調(diào)整變形零件2的夾緊狀態(tài)的方法為①、將楔子12平面朝下，小頭端朝前，穿過相互疊壓的多片變形零件2高度位 置所在的圓孔15 (第一擋板11的圓孔、第二擋板16的圓孔，從上墊板6的上面穿過)， 并稍用力手工塞緊；②、在楔子I2大頭端，用榔錘水平方向用力將楔子12敲入圓孔15(第一擋板11 的圓孔)，直至楔子12與圓孔15 (第一擋板11的圓孔)配合緊為止；③、重復(fù)以上步驟①及②，反復(fù)壓平被夾緊的多片變形零件2，不斷減小變形零 件2的平面度超差，直至使用榔錘在水平方向用均衡力度將楔子12敲入圓孔15已無法敲 入更深時(shí)，零件不反彈，平面度穩(wěn)定。本發(fā)明的有益效果是該方法具有設(shè)備投入成本低、工裝簡易可靠、操作簡 單、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。


圖1-1為大尺寸薄板零件的示意圖；圖1-2為圖1-1中沿A-A線的剖視圖；圖2-1為零件變形平面度超差示意圖；圖2-2為圖2-1中沿B-B線的剖視圖；圖3為本發(fā)明的工藝流程圖4為變形零件分組示意圖；圖5為變形零件夾裝示意圖；圖6為變形零件的壓力校正示意圖；圖7-1為變形零件校正后的示意圖。圖7-2為圖7-1中沿C-C線的剖視圖；圖中1-大尺寸薄板零件，2-變形零件，3-A組變形零件，4-B組變形零件， 5_夾具，6-上墊板，7-壓力機(jī)活塞，8-壓力機(jī)工作臺(tái)，9-壓力機(jī)，10-校正及回火后的 大尺寸薄板零件，11-第一擋板，12-楔子，13-底板，14-螺栓，15-圓孔，16-第二擋 板。圖中尺寸的單位為mm。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明 的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。如圖1-1、圖1-2所示，一種大尺寸薄板零件1，材質(zhì)為45，厚度為4mm，零件 交付使用最終平面度要求的0.1mm，零件熱處理后續(xù)加工工序平面度要求的0.4mm。如 圖2-1、圖2-2所示，零件生產(chǎn)加工中熱處理工序回火溫度為240士 10°C，熱處理回火后 零件翹曲變形嚴(yán)重，平面度最大達(dá)到Imm(變形零件2)，超過該零件熱處理后續(xù)加工工 序平面度要求的0.4mm。如圖3所示，大尺寸薄板零件(即變形零件2)平面度的校正方 法，包括七個(gè)步驟，各工步操作為1)設(shè)備的準(zhǔn)備采用萬能四柱壓力機(jī)(萬能四柱液壓機(jī))9及箱式回火爐，壓力 機(jī)9型號(hào)為YOL32-1000，壓力機(jī)9的最大壓力為400 1000KN(本實(shí)施例為1000KN)， 壓力機(jī)9的滑塊行程為450-600mm(本實(shí)施例為600mm)；箱式回火爐采用臺(tái)車式電阻 爐，爐膛尺寸至少為450 X 450 X 350mm(本實(shí)施例為950 X 450 X 350mm)，加熱溫度大于 2000C (本實(shí)施例加熱溫度650°C )。2)夾具的準(zhǔn)備采用一次可夾緊多片變形零件2 (多片為2-100片)的夾具5 (本 實(shí)施例采用夾具高度為380mm，夾具5最大一次可夾緊變形零件2的數(shù)量為50片；夾具 5的高度根據(jù)壓力機(jī)9滑塊的行程及每次夾緊的變形零件2的數(shù)量來確定)，夾具5可控 制變形零件2在受壓時(shí)相互間的滑動(dòng)或擠出，并根據(jù)變形零件2的平面校正程度隨時(shí)調(diào)整 夾緊狀態(tài)；如圖5和圖6所示，所述夾具(或稱可拆卸式可調(diào)夾具)5，它包括底板13、第 一擋板11、第二擋板16、楔子12、上墊板6;第一擋板11上沿豎向(高度方向)設(shè)有 2-10個(gè)大小相同的圓孔15(本實(shí)施例采用3個(gè)，具體個(gè)數(shù)根據(jù)需要確定)，第二擋板16 與第一擋板11的結(jié)構(gòu)相同(即圓孔15的個(gè)數(shù)相同，圓孔15所處位置也相同)；第一擋 板11的下端部與底板13的一側(cè)固定連接(本實(shí)施例采用由螺栓14固定連接)，第二擋板 16的下端部與底板13的另一側(cè)固定連接(本實(shí)施例采用由螺栓14固定連接)；使用時(shí)， 楔子12的小頭端依次從位于上墊板6上方的第一擋板11的圓孔、第二擋板16的圓孔中 穿過，楔子12位于上墊板6的上端面上。底板13選用常溫受力和低溫加熱穩(wěn)定性好的耐熱鋼材料，材質(zhì)為Crl2。底板13 形狀與大尺寸薄板零件1類似或相同，尺寸則略大于大尺寸薄板零件1，底板13上表面
6的平面度為0.2mm。底板13與兩個(gè)擋板之間通過螺栓14進(jìn)行連接，底板13和兩個(gè)擋板 因多次使用后平面度超差時(shí)，可擰出螺栓14，拆解夾具進(jìn)行維修或更換(底板與擋板之 間采用螺栓連接，方便底板和擋板因多次使用后平面度超差而需要進(jìn)行的維修或更換)。 圓孔15的孔徑為20mm，楔子12為斜棒形(如圖5所示)，楔子的端部最大截面圓直徑 20mmo本夾具所采用的均為可方便加工的鋼制零件或標(biāo)準(zhǔn)件。3)變形零件準(zhǔn)備如圖4所示，將變形零件2進(jìn)行分類，根據(jù)其平面度超差大 小，分作平面度超差較小的A組變形零件3及平面度超差較大的B組變形零件4; A組變 形零件3平面度超差在0.6mm以內(nèi)，B組變形零件4平面度超差在0.6 Imm以內(nèi)。4)零件夾裝如圖5所示，采用夾具5同時(shí)疊放夾裝多片變形零件2 (將需要進(jìn) 行平面度校正的多片變形零件2置于底板13上；本實(shí)施例采用夾具5同時(shí)疊放夾裝50片 變形零件2，每次夾緊變形零件2的數(shù)量根據(jù)大尺寸薄板零件1的厚度、變形零件2的變 形量由壓力機(jī)9滑塊的行程來確定)，變形零件2裝上夾具5時(shí)，兩件A組變形零件3與 兩件B組變形零件4交叉疊放裝夾，每組中的兩件變形零件及不同兩組的變形零件疊放 時(shí)，則根據(jù)平面變形凸點(diǎn)對(duì)凹點(diǎn)的原則，兩兩互補(bǔ)配對(duì)疊放裝夾；裝好變形零件2后， 在最上層的大變形零件2上放置上墊板6，通過夾具5調(diào)整疊放的緊固程度后，水平倒置 裝好零件的夾具，零件若不能散落滑出，則達(dá)到初步壓緊狀態(tài)。夾具5所裝夾的變形零件2的數(shù)量按(300+20)/4估算，其中300mm為壓力機(jī) 活塞7離壓力機(jī)工作臺(tái)8的距離，20mm為根據(jù)變形零件2的變形狀態(tài)確定的下壓行程， 4mm為大尺寸薄板零件1的厚度。5)壓力校正如圖6所示，將夾裝好的變形零件2及夾具5置于壓力機(jī)9的壓力 機(jī)工作臺(tái)8上，操作壓力機(jī)9，壓力機(jī)9的壓力機(jī)活塞7壓下上墊板6，通過上墊板6向 下施壓壓平夾緊的變形零件2，減小夾緊的變形零件2的變形量和平面度超差量，并同時(shí) 采用夾具5及時(shí)調(diào)整變形零件2的夾緊狀態(tài)(通過楔子12調(diào)整)；施加的壓力大小為30KN，壓力大小及下壓行程大小根據(jù)變形零件2變形狀況、 平面度超差大小、零件材質(zhì)的抗壓強(qiáng)度、零件的厚度等因素逐步緩慢調(diào)整、反復(fù)施加。 調(diào)整中密切關(guān)注變形零件2冷塑性變形狀況及夾緊狀況，根據(jù)實(shí)際下壓行程增加或減少 變形零件2的數(shù)量，下壓行程控制在25-30_以內(nèi)。兩兩互補(bǔ)配對(duì)疊放的變形零件2在 夾緊及承壓狀態(tài)下，互相作用，平面度逐漸減小。采用夾具5及時(shí)調(diào)整變形零件2的夾緊狀態(tài)的方法為①、將楔子12平面朝下，小頭端朝前，穿過相互疊壓的多片變形零件2高度位 置所在的圓孔15 (第一擋板11的圓孔和第二擋板16的圓孔，從上墊板6的上面穿過)， 并稍用力手工塞緊。②、在楔子12大頭端，用榔錘水平方向用力將楔子12敲入圓孔15(第一擋板11 的圓孔)，直至楔子12與圓孔15 (第一擋板11的圓孔)配合緊為止。③、重復(fù)以上步驟①及②，反復(fù)壓平被夾緊的多片變形零件2，不斷減小變形零 件2的平面度超差，直至使用榔錘在水平方向用均衡力度將楔子12敲入圓孔15已無法敲 入更深時(shí)，零件不反彈，平面度穩(wěn)定。6)去應(yīng)力退火壓力機(jī)9校平后，夾緊的變形零件2 (通過楔子12夾緊)，連同夾具5—起在箱式回火爐內(nèi)進(jìn)行去應(yīng)力回火，之后置于空氣中自然冷卻至室溫；去應(yīng)力 回火的溫度略低于大尺寸薄板零件1熱處理回火工序的溫度，達(dá)到穩(wěn)定平面度及降低內(nèi) 應(yīng)力的效果(本實(shí)施例采用去應(yīng)力回火的溫度為200°C，回火時(shí)間為2.5小時(shí))，得到校正 及回火后的大尺寸薄板零件10。7)拆夾拆除夾緊校正及回火后的大尺寸薄板零件10的夾具5 (擰松螺栓14， 將第一擋板11、第二擋板16分別與底板13分離，拆除夾具，去除平面度穩(wěn)定合格的大尺 寸薄板零件)，獲得質(zhì)量穩(wěn)定、平面度符合后續(xù)工序加工要求的大尺寸薄板零件。如圖7-1、圖7-2所示，校正及回火后的大尺寸薄板零件10，內(nèi)應(yīng)力降低，平面 度穩(wěn)定在0.4以下，可滿足后續(xù)加工生產(chǎn)工藝的要求。變形零件2的夾裝、壓力校正及去應(yīng)力退火過程中，應(yīng)注意對(duì)變形零件2表面質(zhì) 量的保護(hù)，保證變形零件2的硬度和有效硬化層深不受影響。
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權(quán)利要求
1.大尺寸薄板零件平面度的校正方法，其特征在于它包括如下步驟1)設(shè)備的準(zhǔn)備準(zhǔn)備壓力機(jī)(9)及箱式回火爐，壓力機(jī)(9)的最大壓力為400 1000KN,壓力機(jī)(9)的滑塊行程為450-600mm ；箱式回火爐采用臺(tái)車式電阻爐，爐膛尺 寸至少為450X450X350mm，加熱溫度大于200°C ；2)夾具的準(zhǔn)備采用一次可夾緊多片變形零件的夾具(5)，夾具(5)可控制變形零件 (2)在受壓時(shí)相互間的滑動(dòng)或擠出；3)變形零件準(zhǔn)備將變形零件(2)進(jìn)行分類，根據(jù)其平面度超差大小，分作平面度 超差較小的A組變形零件(3)及平面度超差較大的B組變形零件(4) ； A組變形零件(3) 平面度超差在0.6mm以內(nèi)，B組變形零件(4)平面度超差在0.6 Imm以內(nèi)；4)零件夾裝夾具(5)內(nèi)同時(shí)疊放夾裝多片變形零件(2)，變形零件(2)裝上夾具 (5)時(shí)，兩件A組變形零件(3)與兩件B組變形零件(4)交叉疊放裝夾，每組中的兩件變 形零件及不同兩組的變形零件疊放時(shí)，則根據(jù)平面變形凸點(diǎn)對(duì)凹點(diǎn)的原則，兩兩互補(bǔ)配 對(duì)疊放裝夾；裝好變形零件(2)后，在最上層的變形零件(2)上放置上墊板(6)；通過夾 具(5)調(diào)整疊放的緊固程度后，水平倒置裝好變形零件的夾具，變形零件若不能散落滑 出，則達(dá)到初步壓緊狀態(tài)；5)壓力校正將夾裝好的變形零件(2)及夾具(5)置于壓力機(jī)(9)的壓力機(jī)工作臺(tái) (8)上，操作壓力機(jī)(9)，壓力機(jī)(9)的壓力機(jī)活塞(7)壓下上墊板(6)，通過上墊板(6) 向下施壓壓平夾緊的變形零件(2)，減小夾緊的變形零件(2)的變形量和平面度超差量， 并同時(shí)采用夾具(5)及時(shí)調(diào)整變形零件(2)的夾緊狀態(tài)；6)去應(yīng)力退火壓力機(jī)(9)校平后，夾緊的變形零件(2)；變形零件連同夾具(5)— 起在箱式回火爐內(nèi)進(jìn)行去應(yīng)力回火，之后置于空氣中自然冷卻至室溫；得到校正及回火 后的大尺寸薄板零件(10)；7)拆夾拆除夾緊校正及回火后的大尺寸薄板零件的夾具(5)，獲得大尺寸薄板零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸薄板零件平面度的校正方法，其特征在于所述夾 具(5)，它包括底板(13)、第一擋板(11)、第二擋板(16)、楔子(12)、上墊板(6)；第 一擋板(11)上沿豎向設(shè)有2-10個(gè)大小相同的圓孔(15)，第二擋板(16)與第一擋板(11) 的結(jié)構(gòu)相同；第一擋板(11)的下端部與底板(13)的一側(cè)固定連接，第二擋板(16)的下 端部與底板(13)的另一側(cè)固定連接；使用時(shí)，楔子(12)的小頭端依次從位于上墊板(6) 上方的第一擋板(11)的圓孔、第二擋板(16)的圓孔中穿過，楔子(12)位于上墊板(6) 的上端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大尺寸薄板零件平面度的校正方法，其特征在于所述的 為固定連接由螺栓(14)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺寸薄板零件平面度的校正方法，其特征在于采用夾 具(5)及時(shí)調(diào)整變形零件(2)的夾緊狀態(tài)的方法為①、將楔子(12)平面朝下，小頭端朝前，穿過相互疊壓的多片變形零件(2)高度位 置所在的圓孔(15)，并用力手工塞緊；②、在楔子(12)大頭端，用榔錘水平方向用力將楔子(12)敲入圓孔(15)，直至楔子 (12)與圓孔(15)配合緊為止；③、重復(fù) 以上步驟①及②，反復(fù)壓平被夾緊的多片變形零件(2)，不斷減小變形零件 (2)的平面度超差，直至使用榔錘在水平方向用均衡力度將楔子(12)敲入圓孔(15)已無 法敲入更深時(shí)，零件不反彈，平面度穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄板零件加工過程中產(chǎn)生的變形的校正方法。大尺寸薄板零件平面度的校正方法，其特征在于它包括如下步驟1)設(shè)備的準(zhǔn)備；2)夾具的準(zhǔn)備采用一次可夾緊多片變形零件的夾具，夾具可控制變形零件在受壓時(shí)相互間的滑動(dòng)或擠出；3)變形零件準(zhǔn)備；4)零件夾裝；5)壓力校正；6)去應(yīng)力退火；7)拆夾拆除夾緊校正及回火后的大尺寸薄板零件的夾具，獲得大尺寸薄板零件。該方法具有設(shè)備投入成本低、工裝簡易可靠、操作簡單、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21D1/10GK102009088SQ20101051141
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者夏巍, 王長明, 郭銀芳 申請(qǐng)人:武漢華夏精沖技術(shù)有限公司