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M7 G2 |; T$ P2 c9 `, T+ y
$ e' q' |6 _. b! W* W高硬度耐熱材料車削加工的實踐
. l5 y& o) l& T$ b& ~! a# U& l
4 u2 k. m; @+ H$ l: f1 f0 Q& v
- w! o v0 Z9 @
4 H5 J! ^9 q2 F' x- X) t3 J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$ w0 y @( e. Y, v: I8 y
' f5 [8 @4 S- R! K8 `* A. R) ~$ Q9 a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$ }/ `8 s% p8 l
& i* s; I) C) g) O) D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 e$ b5 b- o U) u2 M( K d! H
* x' t0 M( ?9 ?) P# o! S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4 S1 o! S$ J6 A2 K9 X7 X2 ?
5 y# C# U" y$ V2 _' {' u2 @5 K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+ @! c# J3 R6 _6 i# X/ a: \; l# A
- [0 \" X% q/ C* U+ i! c鑄造缺陷，且硬度可達
3 {0 u4 ` o% \
$ Y6 g% Y- r8 a# T8 Z50) |, U2 l/ N/ F6 O# Q. L
% @8 i7 k4 M: c& l1 T& t8 y3 F
～$ ]6 o. i {- X' T: `. Z
( S# b& ^. t/ B `6 h- v60HRC
+ X* z4 w k8 B! l, o, C! q) l
，加上輥輪7 b: C& k; M+ d9 w
! \) W9 l( R% f7 h5 I) k( P% M
(
2 ?5 K4 e P% A
! {* o, ]( G* Z3 h; e如附圖所示- ` R7 |/ k q* r$ B$ \# p1 ~
2 a' m1 q% \8 [2 H* T* M
)8 g& Z ?% I5 a; G8 Z# y3 O
) G4 ?0 J7 I/ H; P) p6 s同軸度要求較高，這
8 m9 A; P4 Z4 g c* E3 E3 [# @) u" k0 B8 h Z' _9 z
給車削加工帶來了極大的困難。; E6 n S( I5 M( D
. A- o+ R2 Y1 V 1 [* ]$ C/ q( O7 z' d0 o3 D" Q/ C
9 s. q, r' x$ G+ I7 A1
5 p- _- |# V4 I! y/ W5 l- L( K
; w) F# h( b: v) V合理選擇刀
. A" [: X5 |: e2 i" b, P' A* W0 Z# O/ M
具牌號
) y+ J; Q9 S" f9 ]- X# e& ?- ~/ Q6 E& t" u) K
1 O$ Z! p6 z' n1 L( f0 _: K
- }) p) y: Q' d1 A! g
輥輪材質的強度、
+ U* M. e1 s7 ~4 J$ m% r, M. M6 j5 C, X4 M8 s
硬度已達到
s0 C8 x: _: ^ c" V7 @7 U! w9 h. F/ v2 ?
普通硬質合金刀具
9 s- a+ G3 W* J& |9 V$ u4 L3 D
(YT)$ R7 G, h. n) d5 Q3 A( `
, n- x) ?* l+ r. t% \$ f5 X/ {! Q2 B7 ?
的強/ H" l! o2 w2 v% O
( x8 ]- w9 m" }0 P f
度和硬度，
: t+ O5 o! ^$ Y$ B4 i* F) L( p7 l) O4 s2 f$ g
故普通刀具根本無# D: \ C& v* `0 \& f, H& N0 o. v+ O
, S% V+ b+ H3 R6 b: F法正常切削，6 K3 n/ A+ y# h
6 i# \" i3 s; B9 o
雖然可以通過調) E' i6 L: L* u6 Y1 K' Z
" d6 r4 F4 k9 s: `: R) h% C
質處理適當降低硬度，
+ Q: K# c& M, U/ H
) k2 O+ o( |8 [9 R8 g8 W. ^便于切: o- S3 W6 N" {) H- ~8 K9 Y
* k9 Z& w+ Q0 [/ Y( j- v: m# B削加工，9 H5 }* w% \. Z+ A2 ~9 n
# h- n6 s: O7 `4 ~" P但成本太大，9 Y( w4 _9 e; o# w q
& F$ y6 w* N( [
周期較2 ?- v9 M+ u' y/ d2 Q% n0 [# ^2 {
5 [( y! R' U# ?- p% [0 R4 g
長，
" O2 }, p0 a- X. a# W. Z( v- _0 n9 }5 @
因此還是選擇了鑄態直接
) T7 p. C5 ~3 v* j7 U* e; u+ {) l2 H( a1 O+ Y- }$ h5 x: w
加工。 K3 g& |; ^0 |7 e. j5 D
' C6 { A% |/ ^ X& D
通過對各種高硬度刀具- [- {9 P3 ^' @
1 @( f' |* d8 @) a& C
(
$ J* @1 z0 Q5 D( A8 z
7 a; M4 s. v2 Y; l包括陶瓷刀具和進口刀具
]% P# \, Q p* {+ c; q" L1 p _" ?9 ?; i8 ]
)
5 M! q s) _; B! T8 R8 q5 y7 _# X% V5 | ?# ^7 [
進行試切加工和反復比較，: v% Y) _# Y8 A4 f0 K! { V5 @
+ V4 }9 f b; X" D$ s% O最
9 o' @! s9 \4 Z; H3 q1 B: Q
/ W/ z' P* Y" E$ g* L0 ^后選定了硬度和耐磨性均符 ( |% d% ~( W9 p; l9 f8 f6 P
1 s$ }9 a% y% [, C3 n' v
合切削要求且價格相對較低的
6 d% L: f% D# Z$ x4 z: h
" H$ w' L& k7 c6 ~YS8
- q$ @7 m7 U- w% |7 Q5 ~; H: h, g0 S" `& |% t6 l- ^
牌號車刀進行車削加工。當然對于使用后需修
5 |: S) a+ h! Q7 Y! p0 _
2 Y) b9 o" U# J) u) Y# w9 h6 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，
$ ]; c* U! b# u' ?1 E8 r) W4 c, t7 y& |
YS8
5 X! ~) n. ~1 }: _5 P
/ F) \0 B9 c8 n3 K* ~0 }也4 x; E. x9 Y' X9 x" D7 A
0 G4 P G0 g3 i/ Z) O4 H" N8 f
無法切削的情況下，我們采用陶瓷刀片進行修復加工。
2 A" I& l F& s, _/ k. q
& a- q* V. t9 p" a, R 3 L* c, A+ ]8 u$ s6 W2 I
8 H# j5 `1 A# ?% T* @2 2 m) O9 Z+ p' _) L; W
- o$ k, u; C j' Y2 S1 ?" o3 C合理選擇刀具幾何角度和切削用量/ [9 r Z S( C# D
) A8 {0 \% }& t1 I; ~ ' M& V! D1 W+ L* K
. J' \ s' c. T
因為毛坯中有相當的" T3 y) g1 T( _- |/ L' F
: i& s" D8 ^: ^/ b# A
Cr
$ o ?0 a8 Z0 B) U5 E3 Q! x" w. f& v+ K
，
8 W" I" X* W! m7 v7 G! O3 a" k# \8 A ^% [( c: }! ^: F5 p) `
Mo
6 N( m* B' ^+ m& M5 s. n1 J7 }3 H" Z) S' S2 r
等元素，其塑性好，強度、硬度高，變形抗力大，切
2 J# w c3 P/ J: N% R; _+ V7 A7 ^+ H4 h9 f, T; R9 _: L
削力比普通鋼材高
! X, k8 k9 y+ d3 L0 P% r6 V5 l# a3 L7 p2 `& F+ m
2
% _" V" C( h- F, s
+ D, e' N! H0 |$ l～# _5 Z# y2 e- r5 w G1 }
C6 [ y7 u0 m1 }3: Z5 { w6 N4 F& O+ I* P/ f, R
9 r; M, L$ N& g4 Q倍，1 x, i" [7 r. T8 w
1 N0 \4 q/ c, e) O) K6 `9 d切削熱也隨之增加，
' p5 H" W9 _! G0 |" p
) R% N9 Z7 ?" F9 C9 l導熱率低，+ M* K+ |- I7 H9 A$ O# ^
4 T" X# @# b ~7 B散熱困難，) @ f3 n+ d( M ]- S5 J
& P8 ^0 E/ P3 C8 R( m/ M切削區溫! m! b" U4 B) l
' p, L* [ T' O7 m2 S3 S j3 e
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、
9 W4 H& h* F+ E. x2 N4 C5 A4 P
7 W+ U# w5 t# Z0 q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， c5 i/ K! `" t- L8 L7 _
8 H7 n% `6 ]# \% 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
! e+ u. Z+ a' h5 _" H5 w9 w, t4 _: R2 r2 G# |3 X0 E. \
理選擇切削參數來改善切削加工過程。9 d" B. P0 j' P9 y- W% H& J
- m+ n+ h+ R1 R% J0 s + S/ V5 e$ R) a7 r1 H3 |/ Q h5 @
C( ?5 N8 ^" M3 \1.8 m N0 l. X* U
, V2 Q, W; D: q! V" H" K
" j, ^% z" K8 {3 k0 T0 n
$ G2 B- b6 {) N9 I1 q" n2 F粗加工4 O3 N, d3 o1 C2 V) v- r. P, f0 r) I. ]
. }4 E: ]* G0 m# O5 ~1 y: L
6 p! B$ {; A- B: A0 m. h2 Q
7 I/ A" p; D w8 O: U: y2.9 X7 }) }6 f: j$ @1 P5 K. I& |* [
6 z. P, u& [% x7 B9 R
, ?3 r# U. B% i# b+ z- Q3 l2 v" ~1 h6 E, l' @( {
精加工
6 t- Q! h) ~ a0 |3 n" k. [1 m5 z! W( o5 n
2 |: t! v9 Y& S9 {6 Q8 p( O2 ~# U
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
! N. `7 b) E5 u6 G9 _5 O
# V' t+ D; s/ Y: p量，采用較大前角，: M' m0 K, k" |+ a$ g* K
n; g4 i4 k) A0 r0 Z8 d( |! l
后角取大值
. ^: c# k0 P# a7 u' _1 J; k' P" c% L
10°，) k! W! S: i: C; c4 z$ X2 a( w
/ z' x8 G. t' P
盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠% r8 @8 a( S* D) g7 f
! J" p9 L( f$ z- }/ a9 ?" j
壓，
1 O% {1 b# i: A$ P; t
7 t0 v0 \/ J6 h! A/ m \3 N以提高工件表面加工質量，
# M `+ t6 O0 D6 r1 I6 r
9 l- e8 s, K/ u" ^) ^主偏角在
# V/ w* [2 t% o: ~% i; i D. h2 C; F& p1 o$ X/ l- x [; r& v- A8 V* G
10°～30°之間；( P; ?- }; D2 T; Z4 l
1 Q; I: s0 q# J! d
副偏角在 o/ @, Y& S# N; F6 U/ u2 C3 Y
! f1 c: u& }3 g" X4 i. F
5°～8 [9 y% j% g# C6 {# ?. ]) {4 Y
* X/ `6 g; r) \* q+ [ I10°之間，4 n" F: @8 |2 c% W3 ^! z5 h2 }, T
: l" ?$ d) s* [5 q
為了避免切屑流出劃傷已加工的表面，
! W8 @$ W0 I8 [& ?% Y8 S3 ?+ W* l% D4 t5 L" i
采用正的刃傾角取
- s9 _+ q$ V& p' V4 |
; t" t4 C; x( h. o0 s0°～
% e% U3 s0 V2 |% Z/ ?: Z
% `6 g! `: T: u" W5 y5°之間，采用較高的主軸轉速4 ~" I) V3 o& e0 @8 ] R. C; [
8 X5 {5 j4 W! K
(120r/min)" R& {: M+ d0 u' M0 U# E
2 }1 @; t3 ?8 @ `! \，小的切削深度
6 F C' A9 R% m+ E
: G+ j) h6 e; l. W8 s(0.2
/ m% s* H. i6 `! v" z2 M4 e4 ^2 Z
～
7 ~$ {" v3 G9 A$ G* L7 A( m8 S1 @2 Y# ^6 H+ G
0 Z- O) I9 G9 h) D0 }" d; t" k5 a5 j( b' N7 c
# o; h' p6 L3 K/ @' \8 |$ | S* V$ r% k) y5 w
/ L- p9 g2 M5 A! Q- i( Z
5 f# L" m7 H8 Q1 y0.3mm)
1 B* M+ S/ @- x& ]
* y( S* u$ @, L4 I0 H& P! L
" n3 y$ J( D# b. E2 l2 l6 a
* T, g& L3 m$ H. s. J. H附圖9 V8 u- S0 G- K* j& G9 h
+ l& n2 |# P# b% i, a H# l& \5 x9 ]. B$ {. `5 G
. t3 L) p# s0 D& b2 R3 R! u1 F
輥輪0 E8 L$ [- ~! x0 A8 W @1 [
- i( B9 ] w* r
6 n" J( H5 Y* E) ]3 O. J
" L! l8 R* G0 b* V3 J3 b5 l9 x7 @3 H! b' p
. C3 \, @) E9 Y* e- j: P7 ]! z/ ?% h! M, K6 }: X. `# C5 s
- P2 p8 }$ f$ }* k" C; Y* A( f* J
9 J) q! d* s' M& A/ a
* L9 r- X0 N( T( ^2 a' \) Y0 B+ [$ k7 _
和小的進給量$ O$ B/ [1 [# t8 e& I6 x$ M. M) e& G
8 I' ~. ~9 I1 ~0.1mm/r
/ T( S+ J$ H+ Q: A6 x* E% R2 M, y% A& p j. f: f) P: m8 `
。: v. D) ]# J; f% Z5 B7 |' B
5 \1 t7 m- h( b; M: K
9 ^, ]" {7 A3 ~1 h' p
% j6 ^, J( r' Q+ H3.3 h& I0 R7 W G0 M$ J9 j1 Y+ }, {; b
1 z1 h. Y6 z$ Z- c' J" F2 H7 ]( @
7 |% c) w$ }% ]* E6 `5 }* w! I; W" E# x$ Z5 \2 x C8 W
圓弧面加工
/ R7 T6 l" N# w: t& v* x& z% @* ?. K: j
+ q7 W' u w( b. _: Q$ K
# \ {0 Z0 @1 V6 B車削外圓、內孔及總長時，在普通車床上加工較經濟實惠， * {: O6 F. y$ V7 g3 e5 }
2 @3 f, A2 |9 N. M& {2 _" V; \' e
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
6 X5 R3 D( ?+ A; ]
. z% d2 ^! K/ `2 h V: s `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
6 }; l# j1 l2 f2 d- T' Z& J( g7 ^5 z9 v$ `2 }1 C8 j8 l
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
' M8 n0 ]8 C1 O6 W/ K' l% k
+ D$ O# y8 G8 d8 e$ X' Z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
3 ?# M: b# p( S2 I6 v4 ?# F# X2 f$ J
- Y0 m! z1 K( q可節省大量時間，減少“無用功”來提高生產效率。& @) G( H& @8 ]; G
, n; k, n; Z4 c1 P
p4 Q) i+ l' v( K: ]8 r/ x$ d5 f4 R) L# R
粗加工時其加工表0 G( ~1 o7 h y. |" Z2 `
5 _; g% E9 E8 Q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1 h6 m* z$ F! L
7 o3 M4 k l" j( ~' y) K& f! _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8 e" j7 J1 C& L$ N- y4 x: ?" @2 Q, ]
; A. S1 z2 W& X7 \- h1 E4 ~具能承受足夠的壓應力，3 ~3 J U9 w5 }8 D4 C: B
3 @7 V( D0 X s# f采用負前角和負刃傾角(0°～
* ?" u t+ l$ D4 E1 \# \5 Q
+ l/ x& x2 G" ]/ Q2 Q-# G* ?3 q/ D5 Y0 K' w4 z
+ @+ `1 r y9 A7 ~
5°)來增加刀具的: c3 g) x- c9 m& b; Z- q% o" ]
% D f+ v, v a" h e1 ^剛性；后角一般在
& V: j7 Z- w9 @% @# a% B: c/ D% W$ T) b. l) v, M
6°～8°之間，主偏角在% w* j& z U( y& n
3 ` ?4 F$ x* l8 y% S10°～30°之間，副偏角在
. X, @ X3 n0 v( _
1 F2 ?* ]" T. I4 M5 y10°～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) f+ n1 A, I/ s* R
`. l2 R- m" T6 o) h+ O( T(80r/min)
Q! \5 h6 ~1 J
" G0 N% W4 l# Y2 B3 S，" ^( d" X! ?& C! O# n
0 q( F# E" f* a! o小進給量8 o9 V0 q% l% t8 K: T
1 O" } f/ y$ i9 t7 N7 V5 k9 O(0.15mm/r)
9 v7 A0 n; ]. t8 b8 ]
. E1 q( F8 j4 K, |來適當降低切削力，
$ R) v3 R/ O! }" Z0 s. R$ m
( m6 k+ N& L$ P! d切削深度選在
7 d' c# u8 U+ M( z: j5 k" z; ]* T0 I6 O' q
2! ^6 i9 x- I; `
% b5 @' S7 q& e' d9 Y4 e
～/ ?: d4 @; r" H* h. h& H/ h, _
3 {3 }& N% N; \0 e3 J: i6 e% y3mm
, Z& N( ^) d- G7 E) c
5 o+ v, I5 Y L+ I9 @6 D- `之間。* M5 w( p! I; F+ U0 e, h
+ C- t& Y' U f2 B* Q
! Q% S0 a" P8 X# e! Y% x0 m& ]
- ~' N. b( J* c9 [ k! j5 N w3
4 ]8 K" c9 T# x& P( v& q6 X% h8 p! G- R, z& H4 S. M" ~; Q7 Z {+ J1 l
結束語; n" U7 {0 S9 U+ Y; X
4 T' m) M- \# u3 [9 |
0 Q) `9 z* t- q6 `; t
9 k2 ^3 V" o6 d, O9 Z* i+ }9 ^/ T. L通過不斷反復地實踐和經驗積累，
1 ?0 h/ m2 c8 O* T$ j7 }
/ e7 N% d( O+ {5 _+ W生產效率有了很大的提高，" r- O# c; t1 N) y( ^$ Z
* a) J" p! |+ q3 b+ O n
從開始時的每日$ d5 F# k. x- d) U
0 _) W9 n0 s P3 `& {2 N
5# q3 Q8 Z. W9 u1 v5 O* @3 G6 t e
5 `& f" V6 Q9 V" y( V9 T6 M a
～8 ]. w. s4 u! o# y( _
0 L" m1 X' m; h# r) m
6
, _" e& R& M1 W3 s5 J. O* n" ^ [ x/ k
件到目前的每日3 x- ^% n% j# T! u8 z, g
; _1 g1 E( H* R* G, ~
15+ ~( L9 `9 _- i0 x
7 l# W1 t3 D1 a z
～
. U/ ]0 T' ^3 k- x/ E! l9 a5 p, N2 n# ]8 `# x. q. |& }2 V4 P
16
; J" F. L2 D( J3 c, b) e* ^* O; \5 T8 c, }$ [
件，
/ o: K3 I4 Q- a# a8 h* s
5 W$ t% d7 n2 } F/ }" P扣除成本和折舊每年為企業凈增利潤& Q5 G' E9 C3 b+ H) i
* ?9 `: m& Y) V/ y4 ~& e9
2 a% k% q5 M3 N% A+ |+ l J1 ?( O/ a- Z8 b# v
萬余元，* {4 J1 W" D4 a: t1 `( W! T; l
8 @. c t; j* c* @
攻
- F( Y& `* f: B/ H. O8 G5 g4 j5 N
克了高硬度耐熱材料的車削加工難關。
! x5 O5 a# j7 G( W5 Y
# Z* |9 P# P9 b* k3 g6 M& V
* @( l$ @% J" R9 t% I
' x1 V7 W0 o. D: ~$ z' V/ v" J 2 R) r5 R1 w) p& m1 Z( U$ \
* p- p5 {1 ^2 C: p- ~
: Q# ]" J; ?$ }8 S& I, N; C: x7 a |
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樓主: 兩儀機械
發表于 2013-7-11 21:23:13
