[发明专利]基于冲削工艺的内六面体防开裂制造方法

说明书

基于冲削工艺的内六面体防开裂制造方法，鉴于实际生产中出现的冲削变形、精度超差和大量内六面体开裂，进行了深入的细化研究，采用增大预制底孔直径的方式来降低背吃刀量，可大幅度降低切削力，从而解决冲削变形和精度超差的问题；增大预制底孔在降低切削力并确保使用要求及自身强度的同时，将冲削时的周向预应力分散化，同时控制零部件的热处理硬度并配以除氢工艺，消除了因应力腐蚀和氢脆叠加造成的开裂问题。

技术领域

本发明涉及内六面体制造技术领域，尤其涉及一种基于冲削工艺的内六面体的防开裂制造方法。

背景技术

标准紧固件的内六面体批量生产大多采用镦制的方式，量小试制或异形非标受到工艺限制不适合镦制的一般采用冲削。冲削需要预制底孔，冲削工序安排在完成前道机加工之后，这会给半成品零件的基体带来较大的冲击，造成基体的变形，尤其对于细长的杆件，冲削力过大会造成前道加工精度的消失。传统的预制底孔直径小于内六角对边尺寸，在切削力的作用下，冲削后会沿着多面体周向形成闭合的应变区。非不锈钢材质零部件在完成机加工后一般都要进行表面防蚀处理，经常采用的电镀工艺会伴随阴极氢离子析出，而氢原子是自然界中最小的原子，很容易被金属材料吸收到金属晶格中，且应力集中部位对氢原子的扩散具有诱导作用，当氢原子扩散到晶界或材料缺陷处时聚集形成氢分子，这些分子逐渐积累而产生强大的扩张压力，当该扩张压力和预应力的作用大于材料的临界应力时，零部件最终形成开裂。由于氢脆和应力腐蚀开裂的影响，金属的损伤相当频繁，尤其对于高压元器件，会导致危险的故障和财产损失，而周向闭合的冷冲削预应力会加剧氢脆的开裂效果。氢脆的开裂延迟，让事故的发生还具有不可预知性，时刻隐藏着潜在的风险。对于承载强度要求较高的零部件，在完成机加工后还会进行高硬度热处理，如渗碳、碳氮共渗、软氮化等，在这些热处理过程中，也会伴随氢气的出现，且在高温条件下氢会很容易进入金属内部，渗碳层越深、时间越久，氢的进入量就会越多，而后续的淬火、回火工艺很难将其全部溢出。随着材料硬度和强度的提高，对应力腐蚀开裂和氢脆亦愈发敏感。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于冲削工艺的内六面体防开裂制造方法，在降低切削力的同时解决开裂问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于冲削工艺的内六面体防开裂制造方法，它包括在基体上加工有预制底孔，冲头的回转中心线与预制底孔的回转中心线重合，在动力装置带动下，冲头冲削基体后形成内六面体，其特征在于所述的预制底孔的直径大于内六面体对边尺寸，具体步骤如下：

1、加工预制底孔且使预制底孔直径大于内六面体对边尺寸

根据采用增大预制底孔技术方案，建立模型控制背吃刀量，以预制底孔的圆心作为原点建立平面坐标系，内六面体中心位于坐标系原点，且其中一组对边与x轴平行。随着底孔直径的增大，底孔的圆与内六面体的边相交，选距离顶点较近的作为交点，则顶点与交点之间的距离为少切削背吃刀量的一半，求解交点的坐标，即

由式(1)解得交点坐标为并经换算得顶点坐标为由顶点和交点坐标运算得少切削背吃刀量方程：

根据式(2)运算得底孔直径方程：

将对边尺寸作为待定常数，对式(2)中的底孔直径求导得少切削背吃刀量随底孔直径的变化率方程：

将对边尺寸作为待定常数，对式(3)中的少切削背吃刀量求导得底孔直径随少切削背吃刀量的变化率方程：

式(1)～(5)中：x_A为顶点的x轴坐标；

x_B为交点的x轴坐标，y_B为交点的y轴坐标；