一种确定轴类零件淬火保温时间的方法

摘要

本发明公开了一种确定轴类零件淬火保温时间的方法，该方法包括以下步骤：根据零件数量和尺寸选择加热设备；根据零件的重量Z和有效厚度Hv读取数据库中重量-厚度的修正系数K1；根据零件实际装入加热设备的数量NUM及零件的最大直径Dmax读取数据库中数量-大径的修正系数K2；根据加热设备和零件的材料确定设备-材料的影响系数Af、最长保温时间Tmax和最短保温时间Tmin；根据上述参数计算保温时间T。本发明规范了轴类零件淬火保温时间的工艺设计过程，工艺设计结果不会因为人而异；保温时间的计算可以保证了工艺设计的质量；参数计算、查表都由计算机完成，大大提高了设计效率，减轻了人员工作量。

权利要求

1.一种确定轴类零件淬火保温时间的方法，其特征在于，通过CAPP系统，根据淬火设备、零件类型、淬火材料、材料的有效厚度、数量、最大外形尺寸和重量的不同进行淬火保温时间的确定，包括以下步骤：（1）根据零件数量和尺寸选择加热设备；

（2）根据零件的重量Z和有效厚度Hv读取数据库中重量-厚度的修正系数K1；

（3）根据零件实际装入加热设备的数量NUM及零件的最大直径Dmax读取数据库中数量-大径的修正系数K2；

（4）根据加热设备和零件的材料确定设备-材料的影响系数Af、最长保温时间Tmax和最短保温时间Tmin；

（5）根据上述参数计算保温时间T；

所述步骤（1）中选取加热设备的依据是：零件要完全装入加热设备中，零件相互之间保持5-10cm的距离；

所述步骤（2）中重量Z，Z＝V×ρ，V是体积，ρ是密度，单位为kg，以200为起点，200为进位单位，圆整；

所述有效厚度Hv是先选取零件每段中回转体的壁厚与长度这两个值中的最小值，然后在所有段中的最小值中取最大值，单位为mm，以30为起点，以30为进位单位，圆整；

所述步骤（3）中数量NUM如果为奇数，则加1，取偶数，超过32，则取999；最大直径Dmax是以80为起点，以100为进位单位，圆整，超过1680取9999；

所述步骤（4）包括以下步骤：

1）判断加热设备是否为箱式炉，如是，

当零件材料是碳钢时，Af=1，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

当零件材料是球墨铸铁时，Af=1.2，Tmin=20秒，Tmax=240秒；

当零件是其它材料时，Af=2，Tmin=20秒，Tmax=240秒；

2）当加热设备不是箱式炉，则：

当零件材料是碳钢时，Af=0.3，Tmin=10秒，Tmax=180秒；

当零件材料是球墨铸铁时，Af=0.4，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

当零件是其它材料时，Af=0.6，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

所述步骤（5）包括以下步骤：

1）判断加热设备是否为盐浴炉，如是，T=Af×Hv，当T小于或等于Tmin时，保温时间T的最终取值为Tmin；

当T大于或等于Tmax时，保温时间T的最终取值为Tmax；

当T大于Tmin且小于Tmax时，保温时间T的最终取值为T=Af×Hv；

2）如果加热设备不是盐浴炉，则T=Af×K1×K2×Hv，当T小于或等于Tmin时，保温时间T的最终取值为Tmin；

当T大于或等于Tmax时，保温时间T的最终取值为Tmax；

当T大于Tmin且小于Tmax时，保温时间T的最终取值为T=Af×K1×K2×Hv。

说明书

一种确定轴类零件淬火保温时间的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种热处理加工工艺的设计方法，尤其涉及的是一种确定轴类零件淬火保温时间的方法。

背景技术

[0002] 金属热处理的淬火保温时间与淬火设备、零件类型、淬火材料、材料的有效厚度、数量、最大外形尺寸和重量有关。同样的工艺要求，如果是不同工艺人员来设计，由于水平、经验等原因，得到的工艺文件相差较大，质量不稳定。

[0003] 目前的淬火保温时间的确定存在如下问题：设计人员不同，工艺流程差别大，工艺质量不稳定；手工设计的工艺文件规范性差，给技术管理造成带了很大的困难；手工设计、周期长、效率低。

[0004] CAPP（Computer Aided Process Planning）计算机辅助工艺过程设计是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

发明内容

[0005] 发明目的：本发明提供了一种确定轴类零件淬火保温时间的方法，通过CAPP系统，根据淬火设备、零件类型、淬火材料、材料的有效厚度、数量、最大外形尺寸和重量的不同进行淬火保温时间的确定。

[0006] 技术方案：本发明包括以下步骤：

[0007] （1）根据零件数量和尺寸选择加热设备；

[0008] （2）根据零件的重量Z和有效厚度Hv读取数据库中重量-厚度的修正系数K1；

[0009] （3）根据零件实际装入加热设备的数量NUM及零件的最大直径Dmax读取数据库中数量-大径的修正系数K2；

[0010] （4）根据加热设备和零件的材料确定设备-材料的影响系数Af、最长保温时间Tmax和最短保温时间Tmin；

[0011] （5）根据上述参数计算保温时间T。

[0012] 所述步骤（1）中选取加热设备的依据是：零件要完全装入加热设备中，零件相互之间保持5-10cm的距离。

[0013] 所述步骤（2）中重量Z，Z＝V×ρ，V是体积，ρ是密度，单位为kg，以200为起点，200为进位单位，圆整；

[0014] 所述有效厚度Hv是先选取零件每段中回转体的壁厚与长度这两个值中的最小值，然后在所有段中的最小值中取最大值，单位为mm，以30为起点，以30为进位单位，圆整。

[0015] 所述步骤（3）中数量NUM如果为奇数，则加1，取偶数，超过32，则取999；最大直径Dmax是以80为起点，以100为进位单位，圆整，超过1680取9999。

[0016] 所述步骤（4）包括以下步骤：

[0017] 1）判断加热设备是否为箱式炉，如是，

[0018] 当零件材料是碳钢时，Af=1，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

[0019] 当零件材料是球墨铸铁时，Af=1.2，Tmin=20秒，Tmax=240秒；

[0020] 当零件是其它材料时，Af=2，Tmin=20秒，Tmax=240秒；

[0021] 2）当加热设备不是箱式炉，则：

[0022] 当零件材料是碳钢时，Af=0.3，Tmin=10秒，Tmax=180秒；

[0023] 当零件材料是球墨铸铁时，Af=0.4，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

[0024] 当零件是其它材料时，Af=0.6，Tmin=15秒，Tmax=180秒。

[0025] 所述步骤（5）包括以下步骤：

[0026] 1）判断加热设备是否为盐浴炉，如是，T=Af×Hv，

[0027] 当T小于或等于Tmin时，保温时间T的最终取值为Tmin；

[0028] 当T大于或等于Tmax时，保温时间T的最终取值为Tmax；

[0029] 当T大于Tmin且小于Tmax时，保温时间T的最终取值为T=Af×Hv；

[0030] 2）如果加热设备不是盐浴炉，则T=Af×K1×K2×Hv，

[0031] 当T小于或等于Tmin时，保温时间T的最终取值为Tmin；

[0032] 当T大于或等于Tmax时，保温时间T的最终取值为Tmax；

[0033] 当T大于Tmin且小于Tmax时，保温时间T的最终取值为T=Af×K1×K2×Hv。

[0034] 有益效果：本发明相比现有技术具有以下优点：规范了轴类零件淬火保温时间的工艺设计过程，工艺设计结果不会因人而异，不受人为因素的干扰，结果稳定可靠；保温时间的计算可以保证工艺设计的质量；参数计算、查表都由计算机完成，大大提高了设计效率，减轻了人员工作量。

附图说明

[0035] 图1是本发明的流程图；

[0036] 图2是计算Af和保温时间上下限流程图；

[0037] 图3是计算加热保温时间的流程图。

具体实施方式

[0038] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0039] 如图1所示，本实施例包括以下步骤：

[0040] （1）在数据库中构建表1和表2，选择加热设备：

[0041] 根据零件的类型、数量和尺寸，选择加热设备，选取加热设备的依据是：零件要能够完全有效装入设备，零件之间要保持5-10cm的距离；

[0042] （2）查表1求K1，K1称为重量-厚度修正系数，由零件的实际重量Z和有效厚度Hv来确定。

[0043] 重量Z的计算：Z=V×ρ，其中，V体积，ρ密度，单位为kg，以200为起点，200为进位单位，圆整，本实施例圆整的方法是：如果重量为320，320位于200和400之间，320比200和400的中间值300大，所以向上圆整，则圆整后的Z=400；同理如果重量为250，250位于200和400之间，250比200和400的中间值300小，所以向下圆整，则圆整后的Z=200；
如果重量为300的话，正好位于中间值上，则向上圆整，圆整后Z=400。

[0044] 所述有效厚度Hv是先选取零件每段中回转体的壁厚与长度这两个值中的最小值，然后在所有段中的最小值中取最大值，单位为mm，以30为起点，以30为进位单位，圆整，本实施例圆整的方法是：如果有效厚度为42，42位于30和60之间，42比30和60的中间
值45小，所以向下圆整，则圆整后的Hv=30；同理如果有效厚度为50，50位于30和60之间，
50比30和60的中间值45大，所以向上圆整，则圆整后的Hv=60；如果有效厚度为45的话，正好位于中间值上，则向上圆整，圆整后Hv=60，壁厚为（D-d）/2，长度为L，D为外径，d为内径。

[0045] 即：Hv=max（min(L1，(D1-d1)/2），

[0046] min(L2，(D2-d2)/2），

[0047] min(L3，(D3-d3)/2），

[0048] ...)

[0049] 其中，Hv的单位为mm，以30为起点，以30为进位单位，圆整。

[0050] 表1中，第一行表示有效厚度Hv，第一列表示重量Z；

[0051] 表1重量-厚度的修正系数K1

[0052]044 26.0 16.0 06.0 95.0 85.0 75.0 65.0 55.0 45.0 35.0 25.0 15.0 05.0
014 36.0 26.0 16.0 06.0 95.0 85.0 75.0 65.0 55.0 45.0 35.0 25.0 15.0
0 46 36 26 16 06 95 85 75 65 55 45 35 25
93 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
06 56. 46. 36. 26. 16. 06. 95. 85. 75. 65. 55. 45. 35.
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
033 66.0 56.0 46.0 36.0 26.0 16.0 06.0 95.0 85.0 75.0 65.0 55.0 45.0

7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5
003 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

0 86 76 66 56 46 36 26 16 06 95 85 75 65
72 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
042 96.0 86.0 76.0 66.0 56.0 46.0 36.0 26.0 16.0 06.0 95.0 85.0 75.0
012 07.0 96.0 86.0 76.0 66.0 56.0 46.0 36.0 26.0 16.0 06.0 95.0 85.0
081 17.0 07.0 96.0 86.0 76.0 66.0 56.0 46.0 36.0 26.0 16.0 06.0 95.0
051 27.0 17.0 07.0 96.0 86.0 76.0 66.0 56.0 46.0 36.0 26.0 16.0 06.0
021 37.0 27.0 17.0 07.0 96.0 86.0 76.0 66.0 56.0 46.0 36.0 26.0 16.0

4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2
09 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

57 47 37 27 17 07 96 86 76 66 56 46 36
06 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
0 67. 57. 47. 37. 27. 17. 07. 96. 86. 76. 66. 56. 46.
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1K 002 004 006 008 0001 0021 0041 0061 0081 0002 0022 0042 0062 [0053] (3)查表2求K2，K2称为数量-大径修正系数，由零件实际装入加热炉的数量NUM及零件的最大直径Dmax确定。

[0054] 数量NUM如果为奇数，加1，取偶数，超过32，则取999；

[0055] 最大直径Dmax是以80为起点，以100为进位单位，圆整，如果最大直径为120，120位于80和180之间，120比80和180的中间值130小，所以向下圆整，则圆整后的Dmax=80；同理如果最大直径为150，150位于80和180之间，150比80和180的中间值130大，所以
向上圆整，则圆整后的Dmax=180；如果最大直径为130的话，正好位于中间值上，则向上圆整，圆整后Dmax=180，超过1680取9999。

[0056] 表2中，第一行表示最大直径，第一列表示数量；

[0057]

[0058] （4）由加热设备和热处理材料确定设备-材料影响系数Af、最长保温时间Tmax和最短保温时间Tmin；

[0059] 具体包括以下步骤，如图2所示：

[0060] 1）判断加热设备是否为箱式炉，如是，

[0061] 当零件材料是碳钢时，Af=1，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

[0062] 当零件材料是球墨铸铁时，Af=1.2，Tmin=20秒，Tmax=240秒；

[0063] 当零件是其它材料时，Af=2，Tmin=20秒，Tmax=240秒；

[0064] 2）当加热设备不是箱式炉，则：

[0065] 当零件材料是碳钢时，Af=0.3，Tmin=10秒，Tmax=180秒；

[0066] 当零件材料是球墨铸铁时，Af=0.4，Tmin=15秒，Tmax=180秒；

[0067] 当零件是其它材料时，Af=0.6，Tmin=15秒，Tmax=180秒。

[0068] （5）由上述参数及有效厚度Hv，计算保温时间T：具体包括以下步骤，如图3所示：

[0069] 1）判断加热设备是否为盐浴炉，如是，T=Af×Hv，

[0070] 当T小于或等于Tmin时，保温时间T的最终取值为Tmin；

[0071] 当T大于或等于Tmax时，保温时间T的最终取值为Tmax；

[0072] 当T大于Tmin且小于Tmax时，保温时间T的最终取值为T=Af×Hv；

[0073] 2）如果加热设备不是盐浴炉，则T=Af×K1×K2×Hv，

[0074] 当T小于或等于Tmin时，保温时间T的最终取值为Tmin；

[0075] 当T大于或等于Tmax时，保温时间T的最终取值为Tmax；

[0076] 当T大于Tmin且小于Tmax时，保温时间T的最终取值为T=Af×K1×K2×Hv。

[0077] 根据确定的保温时间和选取的加热设备，对零件进行淬火保温处理。