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9 G. b8 r0 d2 Z9 C高硬度耐热材料车削加工的实践 # R y" B; K8 D2 ~/ N # G; I; r' _1 [( ]* M5 s# Z3 V5 C7 t d' C' G6 i , i6 b4 t+ d+ X9 z8 \ 辊轮是轧钢机上的主要零件,它在实际使用过程中由于受到一定的冲击,而且表}; j: }% ~, c! x* @3 ~ . e1 \+ `: o. z0 L; _ 面被高速、高温红钢摩擦,要求其表面具有良好的耐磨性,同时也须有足够的韧 ; j, m- k$ v, _8 ~7 @4 S0 H . ^/ {+ Q. q% [% Q( O3 g% ~/ s性,以防止受冲击而破碎。鉴于辊轮的特殊用途,决定了它的材质必须具备:①/ N; B1 d5 a# a& }2 G
* N# D3 @( b K& L+ W. ^高速耐磨性;②足够的红硬性;③足够的强度和韧性。在实际使用过程中,我们/ p( o. l" r+ j8 _
* v# o& C- G: _& J7 x# {5 e发现近似白口铸铁较为合适。但由于此材质一般为铸态使用,就不可避免地存在: \8 R w5 @/ ^% E3 z
* T, V, H" m7 _) A5 j I4 Q& V铸造缺陷,且硬度可达 . B) \' @5 e; x / ?( N j% h. M50 , [" p& o/ p/ }, \ ~/ X+ L$ V0 J4 |" L9 G( u ~5 z& ^( D7 |9 I3 c4 F/ N: S
4 F. G7 b3 c1 B$ l60HRC* ?3 Q6 x8 ?! p& J+ K 6 E0 G# V# }7 K; P4 s) I ]+ f ,加上辊轮 * S. x3 E: o2 b" c , z3 z: l2 K: w7 I) e S( : A: i. E/ u/ m' X' e/ d: D* g* E( Y2 g) x% @8 t- q% C- x 如附图所示 4 f. b, u* k, x9 ^- {2 ~! J1 b! \$ q7 y8 v* {0 H )3 ~+ l j: W8 {' E) `0 N5 F1 n9 _
" ~, v4 Z! I& X同轴度要求较高,这 ! i5 x. T% k( y) |e5 p# C+ y) D, m- D3 Y4 Y 给车削加工带来了极大的困难。. Z5 w; C; M+ @" v6 C- O7 s
8 l, k1 }6 @$ M. p5 \ Z7 T; {- u( W; B; y . m0 \0 ]5 O# x# g1 + a8 I: {; O0 z7 i8 `: L ; C2 o; L9 G. ]) M' X合理选择刀 8 a) c: c& a6 p: X9 ^ 9 w# l* C; m0 `3 U, d# @# K具牌号 - t5 m( h: J+ d9 K7 y" t% x ) @( n) ^& V2 E! M0 F/ R/ \% B' j ( m) b: G! Z" b" ^7 r. a% l, ~ ! p' P8 T' N3 r+ |0 m, F辊轮材质的强度、' y p9 k \' O K( S - N! h- ~3 h5 Q* V3 d4 v8 I 硬度已达到1 W. R+ ~, l5 ?* y. @) e. |2 s # i$ R& P4 ] p0 ?, s( j- a 普通硬质合金刀具 / }% v3 B3 K- A" b5 H! _7 L1 |3 u7 ?" }0 {2 [6 W w (YT)@( `1 o3 P6 ^3 z1 F 1 d8 v" |$ f* z' q 的强 # {0 y P* ^( w6 g- p2 z7 H# S2 }# _& P% a 度和硬度, * s# {4 n& p# B! i 8 k8 \$ @9 M$ J4 N4 `故普通刀具根本无 3 d# F* |) ^* ]7 z) J/ h E ^, T1 N6 @ 法正常切削,$ T& s d2 Z! M& `( `/ l: J
8 S$ G; m i5 O" n0 f9 G9 ?虽然可以通过调; \' } N" ^" J# W+ Y4 X6 \ ; |& z/ y$ _/ K' K 质处理适当降低硬度,9 W7 T6 E. e. ?
6 i. P+ `& n* j便于切 1 q( h( P- h) M) E& y7 h" {4 P: J a, ^! I/ u( R) j 削加工,1 ]6 }# H' U: \ % d0 Y8 b0 v# R: y 但成本太大, ; x. a5 G" _+ X( n' b5 k; A- R; ? 6 h4 U) a# l& r6 Y* x9 `周期较# o/ Y- R$ ^+ W/ e" q5 D
( M: Y0 z# J6 L+ s, G% t/ t长,5 }- c% f" m1 ?- } m# k6 L
5 R" a/ R3 p( g Y+ E因此还是选择了铸态直接 0 {: c) L9 Y! K7 @, _* b2 T3 q0 s- l# v# t" ^ 加工。0 \6 b5 S2 |* V2 |8 T) F! P ! g Y& e& p* |' i5 l( [% e# E9 ~ 通过对各种高硬度刀具( |* I, d7 D% E1 M5 i 7 y! R$ }- ~! d' K! r (4 A( v: n# v6 k 0 @% ^0 t* n+ |5 Q' N# F, O 包括陶瓷刀具和进口刀具 @' ?. m; e$ V6 X3 v0 N) {* w# r: @3 O) [5 Q" e I )8 H8 }7 f4 Z2 v( |+ i4 V/ U) N
0 e* }3 B, \7 Y+ k2 v5 r& a6 l进行试切加工和反复比较, 7 Q7 w" M$ C* a5 n # Q. T# d3 Y/ \# F最' l1 I! ?0 z2 T& W 5 g1 _- ]# Q# S% J } 后选定了硬度和耐磨性均符O# {( n$ e) N# a ! V% W& d9 s1 X, H6 [+ h 合切削要求且价格相对较低的- S$ A: |$ r, P
6 S& \$ U" p6 ~4 j) _; R \YS8 : r8 [2 m. w2 `# X& z u& Z3 K" V8 \' [; }! r牌号车刀进行车削加工。当然对于使用后需修 $ w3 [' P) ? c 1 ]6 u# b! L; j0 {/ ~1 w1 v复的辊轮,由于在使用过程相当于一次次地冷作硬化和淬火,硬度特高,' y7 f# F5 t' n: C# v* p) \
7 Q f2 |. {3 p/ E5 z }3 ]7 }YS8* B! u: G) J, t. `' M ) w4 N7 V) F5 R, ^ ~ 也5 u2 M- G7 t Z& [; B. c
0 c ~- Z6 t( g* B* f- V0 ?无法切削的情况下,我们采用陶瓷刀片进行修复加工。 ' _, I0 \2 {( F8 d8 G- t # i9 C& [, ~- @$ y& z* R* W; V, V7 F
$ W- C& ~4 o5 {( R9 [4 q# k) J2: A! d4 q0 p& e9 Q- s2 i' f
, s5 ~! V- Y W7 O2 ]2 U7 V$ x8 F; {合理选择刀具几何角度和切削用量, \7 F l) ]$ w8 b& A 9 u0 ?8 y- r8 n
' I! Y$ ~/ C7 C* O* }. J+ V * n% _: t0 O) c- R! p7 N因为毛坯中有相当的( }5 c" `8 j8 Z ( c8 m+ ~2 j% M Cr5 X" n- Q) w+ A1 p- Q e$ ~/ h
) t. h5 X E$ k; ? s5 d/ W,! K" c7 p% Z) C
; z! m3 k( l/ }Mo 0 g% A" M9 V! ~7 g& y8 k6 I - |$ B: N# T+ g/ J4 K% Q# Y% O等元素,其塑性好,强度、硬度高,变形抗力大,切 2 e' g0 T' j- g* U) P7 t4 V6 J% `4 O9 q 削力比普通钢材高2 b/ J9 A+ a9 J7 ^( o9 ~- g
2 E/ K) O+ [3 Y6 q2 . D' D2 i+ X7 ]' R & v0 l; |2 N4 T~/ \ e5 c5 r! v/ e3 p/ G4 o $ l; U- C" Q4 ~9 T3 p/ |5 w 3 9 A% Z5 O4 x; p& a" t" F7 L2 [+ c: T% r- O) O) ?4 n 倍,+ g' s' q) Y+ k( @
5 p8 ~6 H. A$ q+ C5 s切削热也随之增加, - _( |9 y$ F2 j & v- S4 \9 [" ?导热率低,0 D# x, k+ m4 u, e+ H& }
8 a. [( u. h" V" k7 B w! d散热困难,/ I, @0 b- ~0 S0 u : g- v: [! |4 b( c a# N 切削区温 , m; V: m) G2 ]; m1 g7 o- W# r8 k& d+ l# x 度极高,极易损坏刀具。加之毛坯是铸件,存在着诸如表面硬皮、气孔、砂眼、@; \( P7 Q* r- { + y4 A2 ], U& |; _6 ~9 O$ } 加工余量不均匀、材料硬度不均匀等缺陷,这样必然导致加工的不稳定性增大,/ K( [& B& L3 C
- k) r9 d8 L0 E- d( K刀具使用寿命降低,生产成本提高,生产效率降低。针对这些因素,我们通过合 % v+ x/ x2 Y9 t z8 C' O/ e, U+ k3 u, |5 N# |5 y8 o l* k5 ^ h 理选择切削参数来改善切削加工过程。 ]8 |2 a8 E7 N% ]$ S3 q- F1 B8 B" v5 a N4 O' m& X* @ h0 r 9 |; X1 n! |$ f4 k! f( d( q : W1 w# t: _3 y% a2 U 1.) O8 y5 O) i& {, L( E # v: U9 R' `6 Z7 I: {) J6 U
. s/ U' I* \( G! R5 P' u# {) r$ _7 E/ C$ R( Q 粗加工0 ]* ?% u+ N! G. C$ Y0 O! m* a5 l % x0 y: ]/ ?6 `$ P
3 T# V" Q$ N7 C" a3 P; s# b0 ^% f7 i6 Z1 ]& M6 r& |, v 2.% A) R- v6 M/ P) f% |% F; o
* q1 Y3 \" ?" {5 U- T2 E) G- i% z6 ]6 D8 |+ k% b9 h 6 Z' [. I9 }% [4 {1 J 精加工 : }6 C# U! V6 A4 E4 I7 Z! J" _; [/ [! U- ~
$ O1 E/ p- U6 B) u0 t) l# q * F* c% c4 v5 B5 }( F1 o- l6 m因为切削深度较小,切削力较小,切削热量小,为了提高表面质5 B+ t% ]& a9 ~1 a5 a
4 @% |* E2 L1 h4 _/ G$ N量,采用较大前角,' k2 |; q2 |3 _5 s" Q+ P3 V9 v & w8 w4 P4 v9 M: p o 后角取大值 2 c2 N: P7 W& H) p) cR& ]$ f# B) l x' O5 ]! e 10°,' m5 P$ _. d* ^: f8 l 9 Q# f4 ]/ z: B Q( c 尽可能减少刀具与工件的摩擦和挤. W$ h( _) \6 r7 F$ g9 m% g
7 u k0 a3 U9 t8 t( z: A& K7 I压,+ g7 }% t! U2 S' j* s 0 W" \% O, `, x2 I8 J0 p6 A 以提高工件表面加工质量,) d1 c( k' [4 H1 m; K: k
. M" p/ ?% D( K主偏角在 # E. a; U _4 x7 a/ Z/ P& G+ Y* E- o! l1 d. U' m. F8 b 10°~30°之间;5 c, f& J W6 W4 w) p# n5 x
2 k6 C' \6 F/ D# T2 Y ?2 P副偏角在! d9 W) [. Q, P" |1 ? W6 K
, f2 Z$ Z& K; ]$ ^5 i5°~6 I/ F& E0 s3 e h
" @4 }7 K) K) g s' c3 \+ r# O4 F10°之间,x5 ^7 f: @( T4 `: d
" n5 Q( g. n0 Z8 O1 }为了避免切屑流出划伤已加工的表面, * b3 P- P% O3 O, z; [+ w, J; g % m8 C7 W* B$ ?/ A5 o, [2 Z& }采用正的刃倾角取! A, x% |9 ]& V m8 { ! T; {/ @$ S$ P% e 0°~# b" J+ v: ~+ m1 ?5 P
1 H) w. E0 r& q6 ?7 c5°之间,采用较高的主轴转速 $ G0 r6 S1 K) @ $ W: a; ]" `! i# g$ p F. D6 _3 g5 `(120r/min) ) `# T1 G' G& F i+ _ I5 ^$ d9 v3 B, T0 M( Q" X' H ,小的切削深度* c2 s# ~- R7 A" |
9 F8 J3 i- Y X7 j) u2 ?(0.2 7 A) p( G( e+ n& `7 i 2 @9 g( `2 ^9 U/ R$ I( j~ / i) r/ [4 I% l) \: h3 y & N6 f' Q* U3 d . C5 O g1 _8 U9 Q# ~! t* Q 4 g# s6 ^9 w y6 R; L ) W& u- J s% k& W, Q( v - D, L2 V0 y$ Q: y4 q/ B; f# y" f3 S$ T" v( V 2 J, V8 L% [1 k2 x7 k/ v) i" w/ U5 j 0.3mm) $ y ?5 _% e$ N4 T9 N. R( J2 Y" J( E4 z5 p* W% J* G: z. x. J
- u3 j2 V: `6 a* N8 g' x# M4 Y9 {$ Z9 L 附图 7 D( p, Q" K. w* V# U: ? 3 L2 e! R9 c% S( b( E 3 G, u; c4 K2 `- `& Z2 k% l" t. Q& r/ r/ T. b0 v( j0 o1 m 辊轮 & R8 }' ~9 S; L0 X7 G, o4 H% U+ T" E+ s3 R. M- Z" r/ h1 l $ @6 @" Y j5 B * P9 \) F& @9 B! _' h5 J
" |2 C9 ~5 }, l0 f3 r1 {, v5 A/ }$ f6 }% Y% c9 o E0 T) E 6 i( x2 q3 X( v8 D8 w* |
2 ^! I( `' M5 g2 y; E! l- g' f$ L 2 L# i B# ~8 \& d7 X0 N* l% @2 n0 q' Q* ~; ^3 A3 A
1 \7 G3 u# x# ?; f( R; {9 a- T. f# h/ y c0 A 和小的进给量 ; q& F7 E2 x4 B' n9 ~3 d0 V5 c1 h! j, |; h- T 0.1mm/r- [: z# H- Q' u! R' [+ N6 n _
+ X" t: T) @" |- _6 n" x/ {& q。/ l2 H+ p2 ?' n, x$ n6 o" ? 9 ]- e6 A7 d* K; L# H+ E' U. w6 K! [ " |! @7 m1 \+ M) _, M % @) M" z" Y; C 3. + j7 p: |5 ^- p, [, z: _ + D4 [0 }: Z" {; C/ e5 Y6 i( H9 A8 {. u1 r0 x5 v& x& c4 ^" D; g- R' u
7 W$ I5 T0 E% }1 ]圆弧面加工 1 O0 O) l7 I2 C2 ]2 a6 N2 C X% a: Q/ h9 L+ X 7 T3 I" |+ U, F( D3 [# O- f ( a/ x8 e ? p' r/ b 车削外圆、内孔及总长时,在普通车床上加工较经济实惠, % o! w' @6 p# H" q: R 4 J% k/ ]. l' P' _% Y: q但圆弧面在普通车床上加工尺寸就不易保证,所以辊轮的圆弧面由数控车 # S# E' p% N3 U: D$ m: ^; S 0 i' a9 @- \" ]4 x) }% l床来完成。针对毛坯余量不均,材质硬,编程时通过增加走刀次数,设定 , T# j1 y3 t( N& h6 e4 @/ @' p- B# l 低主轴转速、小进给量。针对砂眼、气孔易使刀头崩刃的情况,编程时每9 `9 x2 V# f2 o8 a, G N1 Z4 W " Q$ _! P- G+ A/ T 走一刀前设置程序起点,避免每次走刀崩刃后加工程序“从头开始”如此 / I7 Q$ u5 L/ s! O 4 h5 ~5 m+ y5 E3 G- X可节省大量时间,减少“无用功”来提高生产效率。 3 Y# L9 Z& ]1 w! f/ q3 f 4 }& w8 Q5 V. h* O; a" {. S5 G' h X6 @; O5 g3 N ; ~7 @5 i& `( B6 X& G' ^ 粗加工时其加工表! n( K1 d4 P7 q & v- { U: s2 k" ~* m: W q8 H; i+ o9 I 面余量不均匀,毛坯表面有硬皮,因此应选尽可能大的切削深度,而切削. P/ c8 n, P4 j6 [% F g3 `( u ( Y, a' W* _4 s: w% }- d 深度越大,其产生的切削热量就越高,刀具承受的切削力就越大,为使刀i+ ]$ \- a. C
* A: n y1 O3 V6 U+ `* W具能承受足够的压应力, 4 k! E4 B1 y8 G$ Y. i7 P: F* F# k 采用负前角和负刃倾角(0°~ % p! _/ v# ^( S5 u' Y$ L1 [/ F) B; h& r" `% n4 [6 p -$ O9 `/ _5 x& |7 h+ q/ w4 [# j* _ " u$ O1 H$ N7 O. i) u0 N* ?3 `# { 5°)来增加刀具的5 E" O# b* A/ E( H/ ] B 1 J$ F" [5 T5 ?- z8 R8 S+ L' C 刚性;后角一般在, Q3 o. O7 i- b, G' g ' ~$ u$ i! y$ E( T/ i 6°~8°之间,主偏角在 7 `! E/ O' \! X' m9 l4 D1 x/ K7 A. { \/ M# o2 y, i+ Q5 ^ Y2 `' O 10°~30°之间,副偏角在# l. l, S; b( Y q+ u
: M ~6 u$ M8 H$ j6 r6 D; C, V10°~15°之间。因毛坯硬度高,散热性差,故在粗车时还是采用了低速 - z0 N! x, i; @" B 8 I/ W- D+ u( D* Q" F; p) J(80r/min)5 g8 G4 r" C+ U) j, _8 ?7 @8 V( _6 O
/ P/ F( E% i7 [1 h# b7 O: |,! F, K) g# [; K- W6 W# d" S
9 f7 ?# `; m4 N/ V3 \( h9 r小进给量 U' V; ?$ K8 z6 v4 e' H ; ~8 M2 h% L0 Q(0.15mm/r)8 e: J6 D0 B7 K6 v
0 F- V4 F0 S. D% P: ]8 E来适当降低切削力," b$ a2 s1 v, C/ B# {) U" ^
/ [3 W7 e% R* A }7 X @切削深度选在$ Q9 L% E6 W% Y) `& V 0 J% m( W/ A7 k 2 ; t' W( \1 i: S8 _. C+ t0 T1 Z" ]* U } ~ 6 C8 w$ T; [7 t0 X# d+ m# L+ [9 ? : I1 P& D7 |" X g3mm* w2 g5 [: s, w9 c
$ }- q" Z+ w1 {6 p& w之间。( {; G+ E ^3 a6 I# P" [" Z
9 p5 \( _, ?- ~5 X( C 1 h5 W6 g% O' Z. _4 L$ B6 O# F* E+ L+ U6 A$ m& a 3; Q0 L! o4 ^- A: ?, l4 A
7 G; @8 K5 D7 B) z+ x结束语6 x* v7 g6 f5 \ ' w9 D; N2 V$ q# C; d) w# M |8 c1 u# t! u . z9 _$ w) c" L s3 A 通过不断反复地实践和经验积累,% K% _# o; B3 k5 ?7 t% Z
1 M, ?+ @! P/ S7 Y- A2 `生产效率有了很大的提高,3 N9 t" o0 a3 p5 K) Z5 m9 H* {- x
9 z: x( X1 ^) D W( ~+ R& Y2 A从开始时的每日& i9 n: ~" y, \9 x
6 V5 X! }0 O' G- q' G9 \3 x _ P5 ( k' C" P' S& }5 b' y / [5 \ k' i/ B, `: ^~% M8 g5 f& v2 ?/ E% B2 A
5 L2 k0 {1 J4 z" J# E: m. x6 " Y6 k9 `$ a. Z % f- h. k& ]8 d/ U件到目前的每日 3 p& i$ k7 T6 s- J7 t, f0 g; E, F4 N 15 ) k: U( [! A- n% y( X ) b" g3 X" H1 W# A6 n. W~ 4 ^! S; @6 R% s ! ]0 g, Z |1 c6 O16 6 Z. ^( I; X& p8 N+ l% v( b& [5 p0 h- Y* M 件, * t; X5 w+ m# p# c* z* Z, K 1 G# b0 k. F$ `. L" I: B/ ^; l扣除成本和折旧每年为企业净增利润* a1 r) p' U* B' r" q . I, T8 p0 b! K% u7 D2 C" Q 9. C) b& }4 _* d! C) m2 Y8 a0 C 6 |0 g0 k. P: x" v% r 万余元, ! q" o/ s1 o( J" K& W/ z; J1 m( _# t. q" c1 D# ] 攻. E2 y' w( q; d0 x' g& f5 y4 f
& M; S7 D$ y" \3 ^" C" Y克了高硬度耐热材料的车削加工难关。, H6 G& |1 T6 V/ U. {. _
5 m/ l; D+ ~" T, g 2 H E _; x; s! ~- e4 O# M' R/ m8 l- G5 v! o
$ t7 K& Y' z2 r! r/ Z 7 x7 l& N! u1 Z& P( ] ) \$ o! M# y: B$ H! _9 B% y1 N9 I$ R |
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