|
|
+ ?: H( v! |0 G8 z/ r6 g4 @
& U/ {3 L6 k% v0 B+ D0 p高硬度耐熱材料車削加工的實踐
+ W4 b# a2 U& k, F0 z+ \: h' O
# \4 E. l3 F" ]2 u6 l! V5 p& s; g" k
+ i5 B; Y7 v/ F& a$ o3 Q+ G* l' b
1 m- [5 F8 R" l/ c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
# A) @: [9 u/ {* }- [9 h. U
/ j$ l* Z$ i* e1 l1 u5 w0 t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6 s; o3 u7 B& S! b/ ]: o
3 W5 B1 z3 q, s. L/ u) D. H7 `; c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：①7 S0 k* H+ ~+ P. X% ]! e
' C' Q. N: B0 K' F5 w
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' X2 N' P0 Z" p4 @) J
; \ P- @) g& [2 h6 F, E2 k) S5 H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' X. [/ Z, V7 D/ ]
# \- D% X" K6 P( y$ U, l1 A鑄造缺陷，且硬度可達, M. V9 p# P6 W4 h# U" A4 v6 ^
6 Z0 g' O+ A' R9 V1 E3 X50* ~3 Z6 a! j" ^+ P3 N. X
( s. a+ p& I! A7 E; N; r/ N～
* v2 S0 l7 X* ?: e1 T; e( }8 C; u8 {2 j2 J7 t; m
60HRC
8 X- @# G0 |' v) l/ j0 J; M
; F, l2 T4 N; ?2 K+ h，加上輥輪
0 ]# L. J0 d( F% R* @/ f+ ?
+ W( @6 b% W# M( o1 A* y(; A" {. k4 C t7 S5 m" K; y/ `
/ X3 r: q! n" {* ]- S/ K* F如附圖所示
& N' E$ ^; |' H4 j6 D7 e5 F0 [9 y& m
)
, b: U" [. ^" L( h# D5 o% c0 j3 ~9 N: Y
同軸度要求較高，這5 J5 P5 @6 s& R H
# S2 ~* E1 s7 j m2 F# t8 z+ I; [
給車削加工帶來了極大的困難。
$ d; c. k$ P7 A8 z, h# c" ]9 s5 Y! g2 k
* ^- A0 Y- u; l: j+ c* t, |7 Y' C; H# p O0 l$ D/ P9 R
1
' {( U# e: C, A* g8 c) _& F* H
- D& A7 r, L: W( U7 I合理選擇刀
7 {. ~& v# z/ f! j
9 D" r P5 r1 s- m1 M/ }8 ], p具牌號
3 Y7 B8 t8 G% _$ F6 @2 Y
8 W0 C% p- `/ k
7 q M% @6 `, m
9 } w/ a/ w% Y; F+ M( K" M: \輥輪材質的強度、/ x% V1 V. |$ j2 i, Y) p' Z+ e% @
' u0 |% `1 l" d1 o" c+ X* }
硬度已達到
2 h0 e& W W- c) i8 x6 e. Q! g9 z# t! s; p) m
普通硬質合金刀具
: R! Q& M% ~7 d" D$ E
7 P0 ?9 R) l, O$ X8 h8 b7 m(YT)3 w5 Y- S6 D D7 k2 M8 w3 O' K
& U- E$ }% ~, R0 o7 v4 G的強
& W/ G- H1 Y9 Z" z Y* m
3 B" r4 N. ], ]/ c度和硬度，1 l3 q4 B. w& R% }+ k/ r6 K% I
X$ K" Q$ O) S1 {( S
故普通刀具根本無
$ a0 }( |4 Z( b& f0 ~
2 R% W- S# B% W b: W/ r4 a法正常切削，- t1 w# f9 V) G. b' P9 n; m6 t
( X9 F; h1 f$ ~! {7 ?: D6 U) p5 G$ R
雖然可以通過調
0 ^2 {6 P5 a- ]' U- @8 y9 k7 w3 U5 w v" |' n. R% |
質處理適當降低硬度，
4 }. ^# R# i! y
B! x+ f7 ^2 Z+ k) C- P便于切: e+ N3 P6 T# t7 p
+ ?- E9 {0 c5 Q: ^8 U. A
削加工，
3 @% E7 J& N; K9 P7 m/ s7 g7 n' `3 B; m* C9 T8 v. f% G( Y* G7 B
但成本太大，
1 [; Z- A2 D, l% ~4 }+ G/ y# |+ R& ~
周期較
( I& I6 D9 ?) x$ d p" e1 V' @6 U5 {% Z7 F
長，
6 f% v+ v& {* r8 D7 ?5 P; ?0 B7 _4 _) [ j/ e
因此還是選擇了鑄態直接
5 ?# l6 U; q2 K6 W8 _0 K
7 ?' ]6 \% X+ _5 T, W5 Y$ q加工。
& h' ~/ _: r Q/ |; ^! n7 W9 d/ O' @/ j' n4 \0 u+ {
通過對各種高硬度刀具
# X$ V5 }: ~- C8 o0 D. a+ g" N8 `- Z2 f5 w: X; r N
(; h6 F0 K: T5 Y& @: ]
3 j1 i8 S4 X- a" f包括陶瓷刀具和進口刀具4 ?7 R2 m5 G( X8 ^
X/ O! Q5 o+ P& t5 K) ^ l! Z- r9 C& P
)
: K5 C" z7 @2 S" p8 K# W+ h- p/ v0 b2 y5 z2 Y
進行試切加工和反復比較，
; Y( J" ^; P) d$ L0 e
' Z& w1 M4 p1 W9 {3 F/ ^最
& l/ X8 T( y- L! c( ]. r3 v2 S$ E* t ~1 M B
后選定了硬度和耐磨性均符 - i2 u) S& P1 \; `" Y' {( S
% }$ Z) S2 ^9 r: m2 d* v
合切削要求且價格相對較低的
6 q4 d% J' C# a+ s5 a" \
- b0 S9 I! ]; P7 \4 `, o: fYS8% g% I; `, f- y+ R6 O
/ }8 R) w2 g1 J
牌號車刀進行車削加工。當然對于使用后需修
+ O, o" Y: }4 w: `0 `7 ]% o/ m! x$ P4 D& {* C# ]* ]7 P+ H2 H
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，
k( [, V2 x6 [$ `; K' W" ^/ y6 @. ?
x$ ?5 Y2 p0 d) C( _YS8
3 U5 i3 b0 p+ W, Y# @
# s+ U( T' S' o u" F7 @也
( _, L. e# Y8 p& P3 o8 W# v
1 z' E7 b# A( K/ {$ K& L5 a* z; ^2 W無法切削的情況下，我們采用陶瓷刀片進行修復加工。; h9 g: ]' n/ n' [& T
4 C! v' j: g& H9 d + }2 u2 c! m: t* ^8 H
( s9 |: q( U6 b$ y
2
6 s( N* Q4 b2 ]1 d i6 a
, t1 Z( g( x3 v" B0 k6 \合理選擇刀具幾何角度和切削用量3 v P }0 }1 d6 Y0 Q1 |) \
, X( n: b0 |) F
/ x( s/ W B. X D0 U" C6 Z9 l+ `0 Y! z- W0 W2 K
因為毛坯中有相當的
, o2 u: J; {: p( |% u/ }
( M- K% c+ T6 p1 {' F, z6 TCr5 Q% A2 a: C0 T/ u& {3 D
' i8 U) ]. [+ X/ h+ t，
4 n6 o& S. q% ?# n2 W! [1 Y3 B% O' T% j/ q# Z* ^1 e( K
Mo0 t& k! K( t, o* T: ^9 `5 k
$ u0 @3 \8 j; d" ?等元素，其塑性好，強度、硬度高，變形抗力大，切6 X$ U# j' \ {7 i$ q
" Q/ N5 M* A c" I3 x; O$ f削力比普通鋼材高
0 ? ^+ Y, H' \% l/ g& S6 [4 u( f, Z2 [, }& U, w& W
2, \ M' f2 d1 f6 [% ~% m
- M/ v6 |1 b" H% O8 c. D, | K+ }～0 Y! L; r% x2 L! B! b* |8 j
5 C) T: T& v4 Y M. _; p3
3 z9 m0 s: y6 i/ f6 ~+ M; h
6 p$ H. N" _& O A! Y倍，5 r- a2 Y) X: ^, b6 w; s8 Y
9 i4 e4 w3 ^0 q1 G/ r切削熱也隨之增加，
7 U% j9 c$ @- c q2 q
, Y9 ~3 b% ]; V3 U: f導熱率低，1 Z* ^. z- `# [. `
# C4 Q3 e$ ^$ U, X q* o( X; ^9 j% Z散熱困難，1 y& X7 j, O" |6 y& C1 z1 b
8 S, q' }, g" W+ q( Y' O
切削區溫
! S8 t9 V5 T( j* [1 o# ^6 P- C3 l$ U- i$ R: w3 J
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、
" q5 B" U7 d8 \' ~1 ^: X
. K4 B6 h; m6 R5 y$ \, {' i' {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，
$ Z3 \1 e9 V- h9 a- y, T
1 d( Q$ p# X0 f# `3 z4 _! c2 Y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
1 b$ S# z# V) C/ w0 ~7 B) M: y
3 F8 p+ z# I1 H7 T; \/ o理選擇切削參數來改善切削加工過程。
* U7 h# J% b3 |7 M3 x3 Q7 G+ q
4 y U0 m# [9 A- o$ }
3 \7 G* |' q. X1 a2 f. s
- _' B6 x( C$ I- h5 ]1.
6 @! {) S0 c2 R6 k, s5 i& r( A0 ~: a& Q% ^
# v$ k/ K0 ?. f7 y7 N
: h. R7 N4 s/ _2 |! t r粗加工
2 Q$ h: ?! X: ~9 E, }8 \
# T" W( M. ]$ I5 ]: e
$ e' d/ J1 ?4 c7 ^3 [
3 c/ E3 {, k* l w5 W) c2.! o8 Q6 h$ c+ T! N
& ]$ V& Y/ G! ~7 z 7 z: A" K6 ~+ ?
# i3 P j) M) _2 C; u2 l3 j/ ^
精加工5 L0 c! l* P2 ]* `
3 Z2 V" [, a! L E+ F
% }" R& e! S; p6 W$ ]
, A1 h' J9 x( S' n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
( t8 {7 y3 O8 b2 Y$ [8 n6 L% K6 u+ i. j8 L" v- M
量，采用較大前角，
4 E ?. \5 f+ d B* x) a, ~, e* ]* U; i( p! x
后角取大值4 V! X+ q% L: K B4 A! z9 v+ b, e
) X& v; c3 @- }, C9 N9 U: i
10°，
3 X4 K5 S$ M' z6 j# G" M: E/ i2 {8 g5 d) k0 G
盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠
$ ^6 \$ H) |6 ]" u4 q- V8 p3 M7 i* t. i, p1 U
壓，" _8 R6 u/ y; I, u2 u
/ y* F; T# b- Q) g C以提高工件表面加工質量，( C( w+ n4 p: b2 K
: G) Z, B: o1 Q) L; W) F) b' I主偏角在* L. ~3 {& J, ]
3 z& c( B4 u4 Y% ~8 ^, Z8 @10°～30°之間；
5 t* o. Z2 j1 K, H' E5 \
- ~/ s/ Z: X6 u$ X副偏角在" N5 \& s! k- m t
" D; }1 G" Y- D# D
5°～3 q" {6 Q* H4 g B, t' J/ l. L
5 E5 P; R8 U0 e, y% ^
10°之間，3 b* M' E5 E# |: d5 I
. _+ O) h+ u8 T" l2 J% a5 ]. n3 M
為了避免切屑流出劃傷已加工的表面，& w: w3 X9 {6 o/ Z. Q1 G6 r
/ n" Y+ a- H- p) {
采用正的刃傾角取
: y, z+ d8 E& u7 b5 p% j# n# u5 w: g& M, Y2 I8 b* I
0°～
- ]& k3 P% S( _# P# S
# n/ i- l6 f/ D; H' |5°之間，采用較高的主軸轉速
- v7 y/ [5 l& v( ?) I8 R- Q! }$ m. f" `
(120r/min)4 u6 ^' L2 e- h' V/ h% ?( f- s
7 L; F, ]( u/ D" n" }，小的切削深度
( n. z5 D5 _1 \+ j0 ~7 n: ~2 b. A% Y: S
(0.20 f$ L3 e; P. \
! o+ g( x5 x+ u7 ]～! |8 w4 W) K% K4 M' {# j
* |4 I2 M4 Y0 R2 G4 j# E+ r% F
2 ]4 s# |6 n6 d
8 J+ N9 V/ u5 L' p, z. a' b
5 x. G, j' E& R" S+ u, H7 n, }1 g- l( @0 {8 p; k
+ y# i3 ~) N& j
, u3 Y2 g# L2 w1 ?0.3mm)
) ]; N3 Y; @8 _* ]' {* `
; V' r9 u* @$ Z% R6 r: k( s u. y# ?
" V& C5 B" q; P+ m1 `1 C/ w' n: A# h- j; T% @) e# X% c
附圖7 @! s( |6 g. J/ X
: M: v- D: I4 z0 S
& u. a r" R6 r+ J2 L- b7 ?! t% ]' ~) ^# }% o( l
輥輪2 S% W% l: G/ ]( @: L$ X1 u
& L' F' l$ _6 K. o3 [ 7 H) T+ N6 E9 K5 b+ b
{" k Q1 N( `1 }* w& Y' Y' y
7 Y/ x `1 N% }$ T. {; |+ f
9 U; H7 T; {3 T0 D% X
: D; M) u# j* P1 ` e( ~2 h2 C5 T: {% S1 R" o5 ~& `3 ~* z* Q2 \
D& X$ K1 ~# Z- I8 ]3 K
9 C- z/ p# E) h3 z6 t. a: [
8 P! `! o8 X' R Q
! [% o6 E) e( \8 F; w和小的進給量6 [" Z7 r" V9 ^* R0 H" |4 L7 M. i
+ o x' ^+ U- N" H1 z0.1mm/r
' M) @- {/ p* }: c" O$ ]& `# v( V# X
。
' X: _- q6 \& a) B3 y
& I2 f8 C0 U" m; W
: A J3 w% }9 {4 q; o: S* j2 n; Z
3.
* v j4 z% Z' h9 M2 m
4 O/ ~! R. Q* Q # l9 y |; `& x
: X' E) F2 T* _! Y3 G6 a; R
圓弧面加工
, q. T( H4 l, r4 h4 S2 D9 l8 _( z! K" v7 w! N3 M2 e0 Q
6 B9 C. o3 D7 U$ e& n
! \5 |1 ^# b% ?- t B車削外圓、內孔及總長時，在普通車床上加工較經濟實惠， ! f: _7 W5 { A/ V, S! V: F4 u! n) ?
0 s3 @5 h& s; j- c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
5 z2 K' s, O# n) Q8 F! y! O" u
6 q. h5 L9 j6 E& q4 t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
$ a! Q# x9 I( J" _
/ @# w( J' A0 s. h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6 N+ N' D9 I3 A2 c
% ~, i# r" S- v
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
2 a% P$ Y3 `+ s, X, u. J. ^
2 c( k1 X1 X- A- v2 {# J6 i+ I可節省大量時間，減少“無用功”來提高生產效率。9 L6 `1 I: X. I) M& ]4 k- M
6 l( j5 m/ g) c( m ?
) x/ {0 n$ O+ C# ~+ g9 h0 v7 W7 \! y1 h% y" x
粗加工時其加工表
" i5 u( p+ E! R7 z3 t3 Q' S9 B
+ W" K1 T% P4 N% Y, J7 c) }0 `1 g) @3 j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9 |- z% z2 z! o$ }3 g3 D
" p3 M- Q3 k1 R& p g u6 h
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# h. @# Y" A2 X6 d! U1 N
9 {& \0 P @4 t6 K; z具能承受足夠的壓應力，2 t6 r( _2 p$ s* I) p
6 a% Z1 `) k! y
采用負前角和負刃傾角(0°～
$ A# x1 b7 Q5 R0 U8 d0 t( Z: j) h3 Y. _/ w, N: `- J
-
, Z( a$ W! K1 K) C% X+ E0 g6 y2 c0 i* ~1 i) k
5°)來增加刀具的
6 s. C8 }* n8 l
: N2 k: E9 u& v/ I' g' i1 P剛性；后角一般在
7 r& ?- Q- v( w# I1 R5 S, i* [8 h. M/ z, b( }0 Q
6°～8°之間，主偏角在$ k( N( R4 a7 d5 r5 l3 X' T
; P6 x6 |7 Z' D8 H# @; v" h, c3 R10°～30°之間，副偏角在
) C+ k m% \; V' \: T
6 I3 I5 k- \8 z4 f10°～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
. e6 V% [. Q- W! T. v0 L6 @9 T4 w$ n2 ]- ]) P1 [
(80r/min)7 C m7 D, K8 l3 U% F- ~% K
! z7 c$ |, P, q7 Y( v6 U
，
% `- C% w- e3 q
4 C% W* z# c3 b( i小進給量# D; K6 z" @# [/ g$ z
3 s; N3 Y& Q& l' |+ \) ^
(0.15mm/r)% Q: W! U) V: X- K
6 D/ `* C4 e5 c來適當降低切削力，
' Z; y9 g( h8 s E8 c* Q% f, n: W- ]3 H
切削深度選在) D: e- V' u9 t6 n
+ G* j* W: F% }4 K/ L
23 D/ a8 Q/ z$ H1 \# p5 K7 C" h
0 T) u: v, q" U3 z) Z' K6 {～
W7 L2 q6 O+ Q2 O6 g, v0 X3 V/ ^; ?2 w# R
3mm9 \. E& J4 L: I/ L8 }3 \
( b+ E# F4 P4 `0 H) v
之間。
& H9 I, J6 j- j& L# q" h6 e/ @, B5 I9 B# H3 k) H
2 X$ t: Y3 g. p
% {; G. Z1 S/ x- H2 m3
, L4 `( j. }* p; B( f- f" T6 {0 F) q& W+ _
結束語
0 V: h% |7 }1 p, {9 V ]7 H
$ C A) ^5 {. w" y7 K2 t, [2 Y
& o& @2 X- S. Y- b0 d
5 A2 ~; l/ m7 Y: \通過不斷反復地實踐和經驗積累，& Y3 r, N3 `2 {4 S/ Q/ R e
: L. l' g2 G/ s2 k: N生產效率有了很大的提高，
* I3 Q, ~- s5 {0 r; S8 W1 {: x3 w P7 a* d: n5 p
從開始時的每日
# e0 }: z& K+ A d9 L \' g
% i, w$ `7 d& I0 y, w% q x" T5
# P8 s; ]& R/ }$ q% Q$ l4 N8 V/ V9 l- M0 i7 Y7 ?
～
* c d6 G' R* O7 z$ k& X& D3 }
5 R7 c y, Y* y" }, u69 y; ], ?9 F5 X. T' Y
1 ~& F5 V, t2 C( B# D! g. ?
件到目前的每日
7 J5 q3 v9 i) L% f
$ M4 i6 J7 l$ [- c# z15, c2 k# V- `( M- d
% |' x( _1 ^" T' z0 N* d～; ~0 T! W* K: A6 y
( d4 S$ G# X& O5 a8 `+ k+ j8 y160 C" ^! E) l6 ?+ N1 [% |5 b
/ j( \/ w* M8 t# G件，
1 } _9 @/ m6 \' L6 X C5 j6 k: I; O$ u k/ w$ T
扣除成本和折舊每年為企業凈增利潤- R4 {, { X) c
' O3 j: j* a" \& A* L5 ~$ B9( x: V, k( L8 y
- |) e& _. Q# g8 q6 i5 r萬余元，/ G$ K4 I8 q9 A+ o( S) K
' p3 }5 [' z: Z4 ~
攻( |4 |$ @$ i% N: N' }3 d2 G
) d- n: w4 _5 s4 A: q
克了高硬度耐熱材料的車削加工難關。
. E/ P1 C' r' D# y. u6 y+ L! g+ Y: E& n7 B6 a
/ Y8 U+ E P9 v2 X9 {, w; q9 p) q9 @5 d2 H6 y6 z+ H/ v
( o! i1 n. a: Q, R5 ]- y8 U) ~8 U7 T( q" N! N1 h. E3 e/ K
: Q- F% R/ e- W, j# I1 K* t6 V |
|
樓主: 兩儀機械
發表于 2013-7-14 10:40:50
