|
2 X' c& d( y- j" k5 [ e! c @% h3 p* B5 w0 m
高硬度耐熱材料車削加工的實踐
3 }/ U" M1 c9 Z- X: T( R4 r2 B
- Y% Q9 v; C: |- H$ F0 x
{1 v7 e9 Z' H9 N) c4 G* M8 |% p: F! f T3 K i y
輥輪是軋鋼機上的主要零件,它在實際使用過程中由于受到一定的沖擊,而且表, ~ |9 `' n. E5 R
. i. U' P0 @2 I6 I5 F7 O) O
面被高速、高溫紅鋼摩擦,要求其表面具有良好的耐磨性,同時也須有足夠的韌
7 q! z6 I( n/ t8 O; e$ v) K* L* [- g6 Y+ b. q# F3 d2 k
性,以防止受沖擊而破碎。鑒于輥輪的特殊用途,決定了它的材質必須具備:①
3 M! k' p. x; E) o
, r' O3 [1 y+ [高速耐磨性;②足夠的紅硬性;③足夠的強度和韌性。在實際使用過程中,我們
- v6 a. H" H) X* k0 y% R! ?& y: [9 J& J3 _
發現近似白口鑄鐵較為合適。但由于此材質一般為鑄態使用,就不可避免地存在
8 j. x, F9 Q: a' }; y; M% n+ }1 W5 N& t
鑄造缺陷,且硬度可達! Q6 n, o1 q f9 k2 K4 S
1 T( e' N, |- ]50/ R* G+ U0 ?5 V
& Y% O0 X! F( N3 \/ E. I~8 r( v: c' q$ Q% L/ C1 l
7 P: A2 W: @6 A% j u60HRC6 T6 Z+ P3 C$ l2 e1 Z; T
6 ?; ^' r/ J1 y+ P; M6 `( E
,加上輥輪3 l b$ l w+ G8 Z8 E
: S, j- Q8 s# V* U- K(
7 q9 ]) W, b& W/ k
4 U! J4 J1 g# ^. f; }6 f3 {2 r# W如附圖所示# k* j# w8 U4 x) i4 c% Y- R0 G! B6 W
: x7 N( V, D- F7 f9 |
)
: X, |7 c4 l1 s6 y) e7 k; D
' E Q7 \+ s" |5 i& s同軸度要求較高,這" @& N/ ~( h5 q- \" e. J. b B
' U" U! {+ Z4 k3 z4 [ x8 O
給車削加工帶來了極大的困難。
# f/ X2 v$ k+ k; T6 `4 M1 `+ c% @( p6 O) e& o
) }/ m4 E0 j3 J
- Z) T0 g% d9 K! ?- `" E" h2 L1 O% v
1 $ ~; [1 s/ i8 r0 N9 I: i* }
/ |: r6 `6 W! h# s9 O+ L合理選擇刀
9 p6 r5 m5 x" L3 d9 E$ o0 M1 s0 P; D5 Z) `5 w/ ^: p
具牌號' y( P7 l2 ~7 Z( E( D. y- F
. A& }: P5 ~4 v, b
8 f8 Z: ~0 t! m5 k8 _9 n; O+ u
6 R7 }& l: y! H輥輪材質的強度、6 m6 M7 n. h; J3 }" z
' S& |4 _- W, w. A9 t硬度已達到
8 G2 V, Y6 Z9 h, [# j7 E* I; t: {, M! e4 @4 b+ f& Y9 S
普通硬質合金刀具
& d$ c/ ~1 D4 a7 B4 `9 ]8 @- p' T. s6 ?% q" s, B4 N" A
(YT)
/ p! T/ Y1 g* Q: `" H$ E
% Z/ S( v _4 c" O x T的強
7 q) Q, ]# H: l2 V) d$ I. h, M; E/ _( G+ \4 G* Q. ^
度和硬度,& j' m. ~0 ^- f. P
& F3 W& {. v' {0 z" c4 P. G* j故普通刀具根本無, [9 L3 r8 d" g* U+ E
$ a2 N0 [6 o$ _: O" p法正常切削,
' e2 D3 ]2 f5 S; P/ R9 m- P6 Q2 G7 F
雖然可以通過調- n1 {, ^- J8 r6 T
: k, b5 }& Q5 J+ W( V質處理適當降低硬度,# j; E% y( {7 n3 x- G4 S
# Z- v, k$ v; P0 l
便于切
! n* T3 k" _4 b& }3 D2 Y U9 b
2 P o' f$ s* C" k削加工,
$ N+ H( D8 \- b7 O! ?6 e4 u9 @6 s8 ]% Q$ i8 Z
但成本太大,) u+ [# s( \: z$ e- V/ J' q- q
- @: K% T! f* I+ B/ A2 o6 L周期較1 R- n; r' `6 [& p/ M( B9 h
! N: x! w! T5 Q長,* V# s6 w9 a; V6 J$ n; c p
) [0 A+ w: s& P% h9 [0 J因此還是選擇了鑄態直接
0 K0 G; e; L( {0 O" b8 ~$ v4 K1 ? Q* f% K
加工。
# O2 f3 Q! `& a' w8 y d' d6 q( p* ]/ n: ~
通過對各種高硬度刀具. |; n- }' m: @4 w; {
' P2 d9 z3 A$ R
(
& j: a( \' d5 n8 I* _
" _ Z/ W4 o% o% E4 M) f包括陶瓷刀具和進口刀具! x! v* \$ p( n/ b) T$ J2 F }8 f
2 n# L3 {/ T, e4 J' N4 {)( I2 O R0 m) ^4 s, H- Z3 H
( j5 @- l0 @0 w6 m1 W進行試切加工和反復比較,
) {* W- F4 d% y2 F0 }0 J0 b
; m7 ^0 N3 @0 j. ~) G最( O! K) `$ E8 x! I* z5 z. G) {
/ u6 V z9 c, o t6 W, U
后選定了硬度和耐磨性均符 * p4 \ w* @, _* @3 ?
" o3 F) f# ]# k/ f$ S3 t- l$ I合切削要求且價格相對較低的0 ]8 a- \8 K! h- c4 f7 ^
@: ^1 c X" l" t# D9 oYS8: B0 ? L3 d7 u9 [% k% P9 S+ P
* O' _7 p: D; F4 [
牌號車刀進行車削加工。當然對于使用后需修4 Z7 r9 x7 K* t" g
. }: z5 X, P8 N1 l( [; Y復的輥輪,由于在使用過程相當于一次次地冷作硬化和淬火,硬度特高,- `; [0 I6 [1 k, R! ~
( T0 H0 w/ f1 W9 n$ e8 `
YS8
0 B/ U2 x6 m+ p" l) u3 q2 r5 X3 L9 s. J& t7 o+ g$ P( d( ?' }/ k& F
也
8 P# \$ f9 C8 I6 ~. M2 {( [2 P/ n% e) ?0 B# I4 q: X1 ~
無法切削的情況下,我們采用陶瓷刀片進行修復加工。
5 h) n- ?% _* w: B% T
6 I# u5 o% l: Z# i
! D! i: y) e8 l/ W8 L' P' O( m+ s8 p- h& q9 @
2 $ g( T. w. C: ^% X7 \$ L S) A
/ f/ c+ y/ J1 L( n0 _9 O* L
合理選擇刀具幾何角度和切削用量
7 }: U/ J! S. h7 L: Z, C, C+ i R
& F7 \$ \! d+ k& |" P6 ] K# G' L( S
* U- ^9 f# ?6 B s
因為毛坯中有相當的: G; |8 Z; J2 s) P
' N$ F/ R0 X* P/ xCr" Y7 n z- f& |
4 {. `2 _" m3 ?. o& B- N$ p/ _
,: E. c3 }7 }: z( N$ g6 @/ E2 H" l
# H4 y/ l }* [* RMo
. U) x* J5 z3 ]
( U. f% y# L$ Z6 P$ I等元素,其塑性好,強度、硬度高,變形抗力大,切8 C& q- c# } b X
- L* W* n7 ?1 C6 ^削力比普通鋼材高
4 p3 w2 \4 a) @ A8 d9 X7 }5 {
* z- L1 S$ G" @8 k: G28 d3 ]) y% Y9 a8 E# H
( M, ]4 c x9 a, P& ?. ~~
. g$ @: Z, A$ Y: i3 M1 p! [5 C, o. |8 ]( K1 h5 v, c) _
36 l% D2 L4 I8 c& h
* T, e7 q* m( {倍,% p, p- W/ d4 e3 Z) C
) T/ N2 X2 w( ~3 n, |/ h$ L6 ]切削熱也隨之增加,1 K7 r" h$ x: M3 Q
: f: ~0 J0 h9 B- D- m導熱率低,
( Z. h6 r4 Q7 \1 n( X
! B. P _' S" @ Z; b5 T6 o散熱困難,
- Y4 [ `5 f9 Z: j( @0 ]: q: ?+ B; G% W
切削區溫
2 h* V7 }- W6 r' m
9 Z3 ?( Z( t5 f度極高,極易損壞刀具。加之毛坯是鑄件,存在著諸如表面硬皮、氣孔、砂眼、' a, m$ d& q9 t' T4 E$ R
: t3 L. m9 s ?加工余量不均勻、材料硬度不均勻等缺陷,這樣必然導致加工的不穩定性增大,7 i- l1 ~* Z- f; b3 m, X; j$ u
- e2 [1 W1 u! W+ D7 k. C9 k, N
刀具使用壽命降低,生產成本提高,生產效率降低。針對這些因素,我們通過合8 y" X$ d/ H% `; @ t
& d# }) u% ~( x% Y5 @- |0 X) s理選擇切削參數來改善切削加工過程。# @ T0 q- A( S9 s5 w- {: z
( d+ |8 f' [' T% `, U# e/ x
2 S( c( Q& \) l+ {% P+ q
6 ` x: J7 H# w# b5 ?
1.
( I' [& }" a) U. s& S/ ]8 Z8 T
' b% |: u( ?% f6 s) x
; K8 o" @8 g1 t2 W% o+ \3 u6 v1 [9 ^( Z
粗加工- A v1 a' L' T% l! L& E
3 v: n/ X# T8 ~- c' H" w : j: A, Q# V& n2 |5 a- @" n
- U* m$ n( D) y$ y3 ~+ p2.
, d8 S9 |) B$ {% i6 k* p& f( J$ L
% Y. x0 g# t `0 P
- G: y' [7 f3 ^9 A
精加工
1 x% F5 _2 P* Z: H7 U3 L) K$ |- Z; Y2 L: x
3 n4 U+ Y& S+ b/ } d
0 } N8 d" ]* }! H% V9 t
因為切削深度較小,切削力較小,切削熱量小,為了提高表面質 . Y- J- m$ S* M9 D& W2 ~
, E. T0 }% f# M$ m* x
量,采用較大前角,8 m. B, @! r7 l3 p5 i2 V% o- C
- I8 n0 k* t- Q
后角取大值
# V) [; r, s* H6 k5 L) V% M
: V# c1 J3 ?+ E4 r10°,
3 X+ A. {4 V* c5 `( R" R" M5 T5 V2 j! c- W; p, ^- S# }& ?
盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠
! g8 b6 o$ N, S
3 V. h" [$ h' b0 }0 F* r% d壓,
( e- G9 T/ [# m$ h
7 I& P4 M: p! ]4 V# J6 i6 C以提高工件表面加工質量,
7 u* g. D* Y5 C0 @, B- z9 d+ T1 D
主偏角在
! _/ h* q2 q8 y4 x6 I3 ^4 x* g' P( E$ P9 B( q
10°~30°之間;3 ^7 w U! k: c- f. j" ~: g$ b
+ Y8 H5 |8 r! {0 o副偏角在
% I4 n& X0 Z d' [0 R; S$ V8 Q
# c% L$ C* f( i9 v5°~
\9 T* u- g9 `+ e% Q9 M$ z A8 H
0 F* q Z a- s! x5 S! ^10°之間,# p+ ^4 I" Z5 O' A6 q( j
! h5 x: [8 S8 _
為了避免切屑流出劃傷已加工的表面,( h- G) W/ S; ^7 S
% L( i5 R+ ]$ I, \) m' ~采用正的刃傾角取
0 F3 l/ T7 h* P+ w% r0 M+ a6 y% S6 ~
0°~
$ U- a4 q9 _0 z& I9 l
4 P* s# @1 T4 }+ C5°之間,采用較高的主軸轉速
9 v) m v1 {- Z+ H& l3 O& O% \4 H" J" `! E
(120r/min)# n z' U9 g" \
! Q/ \$ c- ?* R
,小的切削深度
# c# w, l2 V x6 o0 c+ l1 u4 G$ R! o7 M* F0 A9 g
(0.2
! ?+ z; p3 m0 @6 o: N2 i3 G- w+ e# x% l& j8 ?! k
~0 Z8 O: D4 F, A; u, D' A+ M
# {8 w+ `- |; _% O9 Z9 D
3 h% Z4 b/ _# A! i1 T& S
* u7 l4 e+ E. f' G% g) T9 J' E# N' i; [$ M$ ^
1 `6 r+ T' u7 T: B9 ]* z5 T
* j$ ]" [: ]( l$ K& E, N" c9 U7 D
& g/ L, Q4 _1 I5 M, Q6 @! @0.3mm)
% W4 h$ G! n; [2 S# a: S/ a
3 m8 r4 I" k% z) I. r% j4 p
6 m: W4 e+ j0 J9 U! }- [1 O- J! N) V+ u% [
附圖
3 W& _7 \% N( Q! y# l' }3 c, p; v: v5 v0 V3 X/ N
8 n3 _! a! k! z# p$ X# r' q% p1 \0 f1 t& k; g
輥輪1 ^9 k9 c' G+ A
* M* p' @' t6 K8 p! h- |% L / Q9 G2 t: P" M- O$ \/ i# d0 y
# h* I6 i) |5 {; v4 B3 }$ J
9 q! D4 n( X# U! v4 ^ W4 I& X! {- ^" X6 G8 e+ Y* t
3 M0 \( t, Z5 W D
3 R' l) S* O' A! {4 B2 ^8 `: ^5 ^! |: B) E4 k
7 k' {* W( g5 \! K+ A U/ F3 X, Z/ }5 d* ]' Q0 t% R( x) m
: @& a5 i. h) x& `- j7 s2 z和小的進給量
& Q" \6 c( D: @7 [/ j, h& M \8 [6 O8 o
0.1mm/r5 s$ n" V( X$ n0 J
% U8 ?$ K9 w" m0 X2 v* M& j# F7 E f。% N9 x5 T) b% { t8 W/ w3 j
/ q: G2 v6 R4 F0 d4 ^& `
" ^, @0 N- x5 f. U9 i2 H) `( ]& T8 H' Y U' s* p
3.
e# U9 m: c# o$ N% ~7 r
' E* N( t+ s6 V& s8 R 1 h9 X9 p8 _1 @% ]
\# t# [6 N9 f
圓弧面加工( f/ ^2 ^) H( N; X' @/ Z' w
+ @* V! h1 C+ L8 s% u) ?$ m; N
5 q' { k. ?+ J6 _5 {) E1 m2 P( O8 \+ A9 E* W
車削外圓、內孔及總長時,在普通車床上加工較經濟實惠,
3 s: s% M3 S+ {& `" @4 ?
& x' s' ]. p' \; R/ v/ c1 G但圓弧面在普通車床上加工尺寸就不易保證,所以輥輪的圓弧面由數控車
& q1 S' K& K X7 e: F. \( }1 m9 e5 U3 B. C
床來完成。針對毛坯余量不均,材質硬,編程時通過增加走刀次數,設定& f" f/ y5 B- c5 ^
3 l6 u0 G2 \" C
低主軸轉速、小進給量。針對砂眼、氣孔易使刀頭崩刃的情況,編程時每" o7 {7 a) C% l5 M% R+ a
$ C1 R0 H) C6 g0 |& d* {走一刀前設置程序起點,避免每次走刀崩刃后加工程序“從頭開始”如此
+ j4 t) c, @4 |! d Q/ G2 f. S( z
可節省大量時間,減少“無用功”來提高生產效率。+ }- R0 V( p( C& Y# c0 K' K
/ R! @) _" a; P, A# B 4 _' Q R) M# [- x
0 S# u/ Y# |! F4 ^
粗加工時其加工表* d4 L4 g6 r; X& v" G, @8 ~- J
1 a- ]* x! ?. w$ @. t面余量不均勻,毛坯表面有硬皮,因此應選盡可能大的切削深度,而切削
& b+ p, Q) G% ]8 u# m
9 ~$ ^5 Y( y+ |深度越大,其產生的切削熱量就越高,刀具承受的切削力就越大,為使刀! ?1 y) Y8 _, B, X+ V
6 s; f4 ~: e* o; k# e% S. R
具能承受足夠的壓應力,
S0 _2 H6 E7 P$ h3 T! _/ O! R
, z! J5 J1 ~( C5 y: L8 _& }采用負前角和負刃傾角(0°~2 w" A+ w) F1 ~, v* d3 N/ T9 H6 }
7 _1 W# U, P2 p( h# S( w- D& b) v+ ]# e4 m
; b6 i; q6 V$ @& v( O- S5°)來增加刀具的
6 @) U+ T7 e. d$ Q" T) \+ n4 `3 j. f! [0 v- Z! e
剛性;后角一般在( A2 {) `+ ]- S
- i+ _2 j* H$ f( _3 O( ?- {- q
6°~8°之間,主偏角在
) l! h- n9 J s0 ` J
7 K* c6 C! W+ \- y10°~30°之間,副偏角在/ v# B9 X9 F# D' j! a$ L5 I" ^. `
+ m/ ]" M P) V; \/ `+ N10°~15°之間。因毛坯硬度高,散熱性差,故在粗車時還是采用了低速
3 _' ]- T2 z3 E- I$ t% Q: L
U% |, S0 i! ]. |/ k+ ?' I(80r/min)* E* j$ ~3 ]% Y/ |6 }
% c1 C' J9 {+ v7 l. _,
4 Y$ s& B% q. U4 m" G; i( L& ^* X6 F4 w* ^ j
小進給量
, \) U" G! _2 x0 G" N# {) j& x$ E C
(0.15mm/r)9 L7 H: ~+ f2 i# s6 M
2 v4 X# s# w' V# W* S來適當降低切削力,' u7 E% X- s8 y* I: D
/ z& f. W, w9 v* }
切削深度選在
2 h% m, a+ l/ ^" f- \! v R2 \' M( ~6 j7 |
24 t$ g9 L. ]$ W6 W& S% ~! S
. B* m( |( g5 m$ @( P% n6 f) r~6 n% U/ F D0 F/ l+ `; x
$ ?. v4 m4 n5 M; I% y6 S
3mm
% P u! ^* H+ m( o( h
: f& C( ^8 z X& V8 @$ v3 ^之間。; P6 ?$ I5 }' J# ?( [! W
2 k7 j' C- B( g8 p+ ^* S6 c2 ? 9 n4 K8 D; w) @
7 q9 [+ F G; _4 S* h5 n
3
- X# ^! d Z4 d6 C& f* a0 e4 o3 J/ F4 V6 P7 @
結束語. L8 c4 o$ E2 ]: O. q
- G }9 C- r4 ?7 a+ D 2 o+ q: c- y& s/ ]7 k* t D5 n
4 B, n7 E& Y* [8 o" z6 `* x4 H
通過不斷反復地實踐和經驗積累,
0 ]6 ?9 o5 W! m7 h/ N! y/ o1 m/ t% r: s- n# @3 x
生產效率有了很大的提高,7 q/ q- S7 ~" p
0 e$ @! x Q* q% F! ?4 z
從開始時的每日
6 k, ^4 i+ C) M! p7 H
! {7 H' b5 P8 V5! B( Q. f* P1 S/ t: i9 l0 H6 @6 @2 k
" { k- y5 l8 F9 U* D) y% p
~
- `7 f/ a4 X- @2 T! R, P( Y. {7 L
6
" x! f2 C \7 _8 p, g! b. |
! |$ B4 U! O& j! k( g4 D件到目前的每日# O9 E* x1 ]% P# B8 }0 l
+ [7 N; f9 c; }- e15
5 L' e' g/ T5 M9 N9 X- z+ c3 F, J: i' `, j, V* L: K
~& g( [% _) a8 O1 @- W h( r
% r: \4 J/ ^9 a4 M$ c2 e1 t16
; N2 B8 o/ Z6 i) f: y; w2 h/ H! p p, C" }! A/ @9 x
件,
& F8 o" Q" S$ P2 \* }2 q$ ^- c& F# t' H/ [/ R. b* i4 H
扣除成本和折舊每年為企業凈增利潤+ M* k4 l# t% z) f
6 s- `* S! m0 E& ?- i
9
7 R4 L5 n% U- W- a5 ~0 X u- f# X( b! d; T4 ]7 E4 I
萬余元,! |" z, \7 p/ M, Q. y
y/ c: D2 z2 O# \- P
攻7 i9 J! {3 N }" f% Y; Q! F
i. v5 \9 D( g
克了高硬度耐熱材料的車削加工難關。
. H0 M3 o* g% i7 I* `
! |- o/ k, U$ m& c, c9 w1 ?
+ b( K1 r0 Q! ]
; y) i7 |3 R9 T7 R6 @
, Y4 f6 X7 }/ n9 K4 M
, g+ J$ l( p6 Z6 y, W ' B) C/ ^3 M4 O; r1 n
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