高速磨床托板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速磨床托板的制作方法，本方法首先制作普通碳素結構鋼的托板本體和鋁青銅的硬質耐磨銅合金長條，托板本體頂面和銅合金長條底面設有對應坡口；制作焊接工裝，托板本體和銅合金長條設于焊接工裝上并對齊對應坡口；采用鎢極氬弧焊同時焊接對應坡口兩側，焊接時先間隔點焊后間隔長度焊接，然后填充焊接直至完成對應坡口兩側的第一層焊接；檢測銅合金長條焊接變形量并矯直；實施對應坡口兩側的后續(xù)各層焊接并每層焊接后進行矯直；對應坡口焊平并表面著色探傷，銅合金長條進行硬度測試；加工托板本體和銅合金長條至工藝要求尺寸。本方法制得的托板克服了傳統(tǒng)整體式托板的缺陷，其耐磨性能優(yōu)異，有效提高使用壽命，降低制作成本。
【專利說明】高速磨床托板的制作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速磨床托板的制作方法。

【背景技術】
[0002]機床工業(yè)是國民經濟發(fā)展的支柱產業(yè)，高速磨床作為機床中的高新技術裝備，其自主開發(fā)和研制的能力對我國機械制造行業(yè)的發(fā)展有極其重要的意義，迫切需要高精度、高效率、性能可靠的高速磨床應用于生產過程中。
[0003]托板作為高速磨床的一種關鍵零部件，主要起到定位、支承工件的作用，它的形狀和精度直接影響到工件的加工精度。加工時工件放在砂輪和導輪之間并采用托板支承進行磨削；高速磨床托板在幾何形狀上屬于長薄板，容易變形，給托板的平面加工和熱處理帶來很大困難，因此通常采用整體式的高速磨床托板。尤其在磨削小直徑工件時用的薄托板，其厚度一般為4-15mm，該薄托板最易損壞并且加工難度大。整體式托板在實際使用時存在一定的缺陷，其使用壽命低、材料耗用大，企業(yè)每年用于更換托板的費用在生產成本中占很大比重；易磨損和碎裂，由于托板的工作部分厚度較薄，其損壞形式50%為磨損、35%為碎裂、15%為工作部分崩壞；制造困難，由于托板為臺階狀長薄板，不易提高刨削的加工效率且增加工時費用。該整體式托板熱處理變形難以控制，在淬火和回火時產生彎曲和斜扭，其中5%因熱處理變形而報廢。為此，現(xiàn)在大部分企業(yè)已推廣使用了組合式高速磨床托板，并相應完善了加工工藝。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高速磨床托板的制作方法，利用本方法制得的高速磨床托板克服了傳統(tǒng)整體式托板的缺陷，托板的耐磨性能優(yōu)異，有效提高托板的使用壽命，降低了托板的制作成本。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明高速磨床托板的制作方法包括如下步驟:
步驟一、制作托板本體和硬質耐磨銅合金長條，托板本體材質為普通碳素結構鋼，硬質耐磨銅合金長條材質為鋁青銅，采用刨床在托板本體頂面兩側分別刨出臺階，托板本體頂面和硬質耐磨銅合金長條底面分別設有對應坡口；
步驟二、制作焊接工裝和若干壓板，焊接工裝為一平臺并在平臺上開有長條通孔，托板本體和硬質耐磨銅合金長條通過若干壓板和螺栓設于焊接工裝上，將硬質耐磨銅合金長條底面設于托板本體頂面并對齊對應坡口，對應坡口位于焊接工裝的長條通孔位置，并控制其錯邊量彡0.3mm、平行度彡0.5mm ；
步驟三、清理對應坡口處及周圍20mm附近油污、銹跡雜質，預熱對應坡口至150±10°C，采用鎢極氬弧焊同時焊接對應坡口兩側，焊接時采用直徑1.2mm的鋁青銅焊絲，焊接電流120-130A，首先從對應坡口中點向兩邊間隔10mm進行點焊，點焊后從對應坡口中間向兩邊每焊接70mm間隔70mm，間隔焊接后填充焊接間隔焊接的空隙，直至完成對應坡口兩側的第一層焊接； 步驟四、松開硬質耐磨銅合金長條上的壓板，檢測硬質耐磨銅合金長條的焊接變形量，變形量控制在< 0.5mm，否則錘擊焊縫和托板本體予以矯直；
步驟五、重復緊固硬質耐磨銅合金長條上的壓板，實施對應坡口兩側的后續(xù)各層焊接，每層焊接的焊縫厚度< 2mm，后續(xù)各層焊接后執(zhí)行步驟四對硬質耐磨銅合金長條的焊接變形量進行矯直；
步驟六、對應坡口焊平，焊縫高于托板本體0.5-lmm，層間溫度50-150°C，通過錘擊托板本體將硬質耐磨銅合金長條的長度變形量矯直到< 0.5mm，對應坡口焊縫處表面著色探傷，保證無裂紋，對硬質耐磨銅合金長條進行硬度測試，要求HRC40±2 ；
步驟七、采用數(shù)控鏜銑床加工托板本體和硬質耐磨銅合金長條至工藝要求尺寸并預留磨損余量，銑出托板本體兩側的相應斜面落差和鍵槽，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。
[0006]進一步，上述托板本體頂面和硬質耐磨銅合金長條底面的對應坡口是鈍邊坡口，鈍邊坡口的頂角為120°。
[0007]進一步，上述焊接工裝平臺上長條通孔的截面形狀為梯形。
[0008]進一步，上述硬質耐磨招青銅合金長條的重量成分含量為:12.88%A1、4.48%Fe、1.12%Μη、0.005%S、0.005%N1、0.040%Pb、0.045%Zn，余量為 88.01%Cu。
[0009]進一步,上述招青銅焊絲的重量成分含量為:19%Al、81%Cu。
由于本發(fā)明高速磨床托板的制作方法采用了上述技術方案，即本方法首先制作普通碳素結構鋼的托板本體和鋁青銅的硬質耐磨銅合金長條，托板本體頂面兩側分別刨出臺階，托板本體頂面和硬質耐磨銅合金長條底面分別設有對應坡口 ；制作焊接工裝和若干壓板，托板本體和硬質耐磨銅合金長條通過若干壓板和螺栓設于焊接工裝上并對齊對應坡口 ；清理對應坡口處及周圍20mm附近油污、銹跡雜質并預熱，采用鎢極氬弧焊同時焊接對應坡口兩側，焊接時先間隔點焊后間隔長度焊接，然后填充焊接直至完成對應坡口兩側的第一層焊接；松開硬質耐磨銅合金長條上的壓板，檢測其焊接變形量，變形量超標錘擊焊縫和托板本體予以矯直；重復緊固壓板后實施對應坡口兩側的后續(xù)各層焊接，每層焊接后對硬質耐磨銅合金長條的焊接變形量進行矯直；對應坡口焊平并矯直硬質耐磨銅合金長條，對應坡口焊縫處表面著色探傷，保證無裂紋，對硬質耐磨銅合金長條進行硬度測試；加工托板本體和硬質耐磨銅合金長條至工藝要求尺寸并預留磨損余量，銑出托板本體兩側的相應斜面落差和鍵槽，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。本方法制得的高速磨床托板克服了傳統(tǒng)整體式托板的缺陷，托板的耐磨性能優(yōu)異，有效提高托板的使用壽命，降低了托板的制作成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
圖1為本發(fā)明高速磨床托板的制作方法中托板本體的結構示意圖；
圖2為圖1的側視圖；
圖3為本發(fā)明高速磨床托板的制作方法中焊接工裝的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明高速磨床托板的制作方法中焊接的裝配圖；
圖5為本方法制得的高速磨床托板的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0011]如圖1至圖5所示，本發(fā)明高速磨床托板的制作方法包括如下步驟:
步驟一、制作托板本體I和硬質耐磨銅合金長條4，托板本體I材質為普通碳素結構鋼，標號為Q235，硬質耐磨銅合金長條4材質為鋁青銅,標號為AMPCO 21，采用刨床在托板本體I頂面兩側分別刨出臺階11，托板本體I頂面和硬質耐磨銅合金長條4底面分別設有對應坡口 12 ；
步驟二、制作焊接工裝2和若干壓板3，焊接工裝2為一平臺并在平臺上開有長條通孔21,托板本體I和硬質耐磨銅合金長條4通過若干壓板3和螺栓設于焊接工裝2上，將硬質耐磨銅合金長條4底面設于托板本體I頂面并對齊對應坡口 12，對應坡口 12位于焊接工裝2的長條通孔21位置便于對應坡口 12兩側的焊接操作，并控制其錯邊量< 0.3_、平行度^ 0.5mm ；
步驟三、清理對應坡口 12處及周圍20mm附近油污、銹跡雜質，預熱對應坡口 12至150±10°C，采用鎢極氬弧焊同時焊接對應坡口 12兩側，焊接時采用直徑1.2mm的鋁青銅焊絲，焊接電流120-130A，首先從對應坡口 12中點向兩邊間隔10mm進行點焊，點焊后從對應坡口 12中間向兩邊每焊接70mm間隔70_，間隔焊接后填充焊接間隔焊接的空隙，直至完成對應坡口 12兩側的第一層焊接；
步驟四、松開硬質耐磨銅合金長條4上的壓板，檢測硬質耐磨銅合金長條4的焊接變形量，變形量控制在< 0.5mm，否則錘擊焊縫和托板本體I予以矯直；
步驟五、重復緊固硬質耐磨銅合金長條4上的壓板，實施對應坡口 12兩側的后續(xù)各層焊接，每層焊接的焊縫厚度< 2mm，后續(xù)各層焊接后執(zhí)行步驟四對硬質耐磨銅合金長條4的焊接變形量進行矯直；
步驟六、對應坡口 12焊平，焊縫高于托板本體0.5-lmm，層間溫度50-150°C，通過錘擊托板本體I將硬質耐磨銅合金長條4的長度變形量矯直到< 0.5mm，對應坡口 12焊縫處表面著色探傷，保證無裂紋，對硬質耐磨銅合金長條4進行硬度測試，要求HRC40±2 ；
步驟七、采用數(shù)控鏜銑床加工托板本體I和硬質耐磨銅合金長條4至工藝要求尺寸并預留磨損余量，銑出托板本體I兩側的相應斜面14落差和鍵槽13，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。
[0012]進一步，上述托板本體I頂面和硬質耐磨銅合金長條4底面的對應坡口 12是鈍邊坡口，鈍邊坡口的頂角為120°。
[0013]進一步，上述焊接工裝2平臺上長條通孔21的截面形狀為梯形。
[0014]進一步，上述硬質耐磨銅合金長條4的重量成分含量為:12.88%A1、4.48%Fe、
1.12%Μη、0.005%S、0.005%N1、0.040%Pb、0.045%Zn，余量為 88.01%Cu。
[0015]進一步，上述招青銅焊絲的重量成分含量為:19%Al、81%Cu。
[0016]本方法制得的高速磨床托板采用Q235托板本體和AMPC021硬質耐磨銅合金長條構成，托板工作時硬質耐磨銅合金長條直接與工件摩擦，其具有較高的耐磨和耐蝕性能，在摩擦和腐蝕都比較嚴重的情況下，其使用效果和使用壽命是模具鋼難以達到的，而托板本體在實際工作時起輔助作用，并不用于與工件直接摩擦，因此其材料選用廉價的普通碳素結構鋼極大降低了托板的制作成本，減少了昂貴的硬質耐磨銅合金用料，相比全部采用AMPC021硬質耐磨銅合金或模具鋼制造的整體式托板，該類整體式托板材料采購價為4萬元/件，制造成本為3.2萬元/件，而本高速磨床托板材料及制造成本約為8千元/件，大大節(jié)約了托板的材料和制造成本。
【權利要求】
1.一種高速磨床托板的制作方法，其特征在于本方法包括如下步驟: 步驟一、制作托板本體和硬質耐磨銅合金長條，托板本體材質為普通碳素結構鋼，硬質耐磨銅合金長條材質為鋁青銅，采用刨床在托板本體頂面兩側分別刨出臺階，托板本體頂面和硬質耐磨銅合金長條底面分別設有對應坡口； 步驟二、制作焊接工裝和若干壓板，焊接工裝為一平臺并在平臺上開有長條通孔，托板本體和硬質耐磨銅合金長條通過若干壓板和螺栓設于焊接工裝上，將硬質耐磨銅合金長條底面設于托板本體頂面并對齊對應坡口，對應坡口位于焊接工裝的長條通孔位置，并控制其錯邊量< 0.3mm、平行度< 0.5mm ； 步驟三、清理對應坡口處及周圍20mm附近油污、銹跡雜質，預熱對應坡口至150±10°C，采用鎢極氬弧焊同時焊接對應坡口兩側，焊接時采用直徑1.2mm的鋁青銅焊絲，焊接電流120-130A，首先從對應坡口中點向兩邊間隔10mm進行點焊，點焊后從對應坡口中間向兩邊每焊接70mm間隔70mm，間隔焊接后填充焊接間隔焊接的空隙，直至完成對應坡口兩側的第一層焊接； 步驟四、松開硬質耐磨銅合金長條上的壓板，檢測硬質耐磨銅合金長條的焊接變形量，變形量控制在< 0.5mm，否則錘擊焊縫和托板本體予以矯直； 步驟五、重復緊固硬質耐磨銅合金長條上的壓板，實施對應坡口兩側的后續(xù)各層焊接，每層焊接的焊縫厚度< 2mm，后續(xù)各層焊接后執(zhí)行步驟四對硬質耐磨銅合金長條的焊接變形量進行矯直； 步驟六、對應坡口焊平，焊縫高于托板本體0.5-lmm，層間溫度50-150°C，通過錘擊托板本體將硬質耐磨銅合金長條的長度變形量矯直到< 0.5mm，對應坡口焊縫處表面著色探傷，保證無裂紋，對硬質耐磨銅合金長條進行硬度測試，要求HRC40±2 ； 步驟七、采用數(shù)控鏜銑床加工托板本體和硬質耐磨銅合金長條至工藝要求尺寸并預留磨損余量，銑出托板本體兩側的相應斜面落差和鍵槽，然后磨削工件到成品尺寸，完成高速磨床托板的制作。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于:托板本體頂面和硬質耐磨銅合金長條底面的對應坡口是鈍邊坡口，鈍邊坡口的頂角為120°。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于:焊接工裝平臺上長條通孔的截面形狀為梯形。
4.根據(jù)權利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于:硬質耐磨鋁青銅合金長條的重量成分含量為:12.88%A1、4.48%Fe、l.12%Μη、0.005%S、0.005%N1、0.040%Pb、0.045%Zn，余量為 88.01%Cu。
5.根據(jù)權利要求1所述的高速磨床托板的制作方法，其特征在于:鋁青銅焊絲的重量成分含量為:19%Al、81%Cu。
【文檔編號】B23P15/00GK104227333SQ201310248069
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權日:2013年6月21日
【發(fā)明者】成陽, 陳國喜 申請人:上海寶鋼工業(yè)技術服務有限公司