|
( q" { W8 L9 S2 `
4 R f% z. [2 H6 t
高硬度耐熱材料車削加工的實(shí)踐
# x/ _7 N( _% K4 K& W) ~! E- J9 Z- R
8 Z6 `# L! z. j2 N. c$ B , L/ p6 O- f7 {0 r& u% O! l# x
0 ?- d" @; Q8 k0 U+ e# p& q2 H輥輪是軋鋼機(jī)上的主要零件,它在實(shí)際使用過(guò)程中由于受到一定的沖擊,而且表
( g+ C; x; a- T; D7 F" T
0 u# e8 l7 J* r5 f! S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(shí)也須有足夠的韌
8 }8 N; k/ s. M* X) b6 i# c2 V' g
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(zhì)必須具備:① \9 {$ x q8 ]1 x: _* Q
0 g( n* _& K$ g1 |2 D: L高速耐磨性;②足夠的紅硬性;③足夠的強(qiáng)度和韌性。在實(shí)際使用過(guò)程中,我們
9 l+ `- ?+ F3 ^4 _
' K# S. y0 R' h' f% p+ q3 H! b發(fā)現(xiàn)近似白口鑄鐵較為合適。但由于此材質(zhì)一般為鑄態(tài)使用,就不可避免地存在0 h7 S6 Y- ^& W9 o% n! Y4 d
! t) K, [: J7 t! x鑄造缺陷,且硬度可達(dá)% N+ f: M4 ] f
( T$ p2 Q& L2 r( U50$ f, c6 K; g* e
7 B: `4 |' ]/ V( Q) a9 `~4 n# i4 u- G8 B* m5 M8 t
! N. y: i6 H- B60HRC
9 J$ @8 J! t( E9 @; {, \# O
" o5 h; f* n8 ~" r4 s2 f* v,加上輥輪
+ u% C Y1 y6 L* T, {0 S4 D. n3 F( X4 Y/ u% K% X7 S
(3 R& n7 S6 d$ A7 m* t* R6 K) e
4 Z9 f+ [" C& \) z5 ^2 O v( w如附圖所示5 i' a2 K$ l. h6 k. B
' c% i; k, u5 l
)
( V5 `9 Q" n% ^' J. G+ t$ Y8 @* k8 e, q% y4 r( r4 c( B* C+ S! F4 Z
同軸度要求較高,這
/ C( S9 w, j/ L9 m8 b# Q! h5 ~0 v4 X: J5 n
給車削加工帶來(lái)了極大的困難。
( n4 s- |* b* d- l5 x( R6 F* y
6 o" [* q% z1 s. m. u$ k, Z
! q5 m8 L7 T. {# b8 y4 `
, J L' H, E$ F1
! C+ T2 m, x7 A1 p1 y. O
: F$ @9 z+ K5 U! N3 y! M# d7 F2 Q合理選擇刀! f6 [; K, L' U2 B) o- L U
+ O* ~* ~6 r& Y& o( m$ U
具牌號(hào) N( i9 u% x- s3 |# q5 d
! ~7 A. e! u ~
! a' I4 u2 g$ L6 u3 C9 ]) L4 b5 G; V; N* Q2 ^. Q- z A
輥輪材質(zhì)的強(qiáng)度、/ q3 L9 M3 N5 A
& \6 J: j) x K7 y0 T
硬度已達(dá)到
; z5 g$ S6 c% y# |) N) ~& ]6 {8 ]
1 F% l" Y2 ^. t/ X, |7 t普通硬質(zhì)合金刀具. D/ }! \$ w8 W3 D/ p# M7 a$ I
0 Q* z) _; n* f h( W3 `, Z5 F
(YT)
0 l1 W& D* @' `' h
( v4 u% N' a/ d: x% y' o的強(qiáng)
4 P! c, M' C8 R# R- \8 Y) ^& l& m; m/ o A& W
度和硬度,% V% ?' q+ S2 Z2 D" v/ d l
! M' w) z0 N! N$ N8 j故普通刀具根本無(wú)' X; M( S ?* {% F$ R9 d8 o
+ [+ J7 P6 l- t* G& v: G
法正常切削,
& U$ Q8 A$ a0 D+ }/ \9 ]. i* s; F; F/ z, w% E
雖然可以通過(guò)調(diào)" }7 q6 n% l) a( C% Q( b4 g
! H+ n S7 t# B# [1 x R' p6 f質(zhì)處理適當(dāng)降低硬度,) w X. J0 s$ F5 }; T
/ O: P7 t- W! p
便于切$ d w( I2 @6 X, `' e3 _
; w$ @. @9 ^& y! @; C. ?+ o& T2 Y削加工,$ } U |% Z# n6 U" k0 o% |+ c$ \
; r4 p5 c- V0 b r$ `1 A7 V" m但成本太大,( J/ {; G# i/ K5 \) N6 i6 G Q1 d3 q; S
! J/ b2 F5 L* q j, V/ k# v周期較
/ N" z l3 Y; E. W* l4 _$ f" N/ F6 ~$ k
長(zhǎng),
% Q) I6 B5 ]- @3 N
3 b5 L, H: U9 I. r/ ~# ^! _因此還是選擇了鑄態(tài)直接
$ m) i, B6 |& |, Q g) }9 L" e' T* K
加工。5 f: |5 K6 l m- X' D. y# r
8 D8 m% ?& X8 c! C/ N: t! C
通過(guò)對(duì)各種高硬度刀具; L- h: N+ x3 `5 z
6 Z0 {1 I+ c5 \6 x9 P(
$ P8 q# U. N; P7 M3 M
( T6 A6 w; M5 W; H c. {包括陶瓷刀具和進(jìn)口刀具% w( V# X9 `' v- j, }
' N- Q; J4 r4 f; \' R
)
- U& `+ P3 x* U9 z3 H) v; Z& i9 R- F% g+ l3 L
進(jìn)行試切加工和反復(fù)比較,
$ P% F7 ^/ p# Y: [+ y# [& {! z- j! a, E2 b/ A/ a Q
最
- ^2 g/ T- M+ ^+ s* `6 S7 _$ k1 H' E' s7 j2 T6 {' [
后選定了硬度和耐磨性均符
7 N# q& N/ J v3 k% U6 o) O
8 ^, |9 V( n* p合切削要求且價(jià)格相對(duì)較低的
$ P( w: y" n) J6 t% ~
% o- I5 X; a$ h4 {! t$ dYS8
' w- d+ W7 c" |$ m& t T$ v. N; x0 S9 h) O5 c( ~( h8 h
牌號(hào)車刀進(jìn)行車削加工。當(dāng)然對(duì)于使用后需修7 G" W) [' {& @5 I- b! M
" d/ ?2 y6 \" r# Q8 p2 P/ W
復(fù)的輥輪,由于在使用過(guò)程相當(dāng)于一次次地冷作硬化和淬火,硬度特高,$ ?8 ~9 T2 ~; [) R
8 K: D9 }7 d& U+ I* ]
YS8# v# Z$ Q- Y% {# B( w9 Q
# P* d9 d5 ?4 R" U# ^ I) z3 R5 u也6 I4 w p" O r9 T
) `& M1 P# r8 \: l無(wú)法切削的情況下,我們采用陶瓷刀片進(jìn)行修復(fù)加工。
* Q+ K0 D; v/ t# [* Q: ] q5 O1 v% F$ J0 d4 i% @
( G6 u1 y ^. M8 C! V- z- ~
+ I1 f" v: z+ {; G( C2 * ^4 ]% o- J$ J$ z3 f* R
' p3 z! j \2 I, v- q; K
合理選擇刀具幾何角度和切削用量
+ Y6 z% {7 |& O
: |8 P% Q/ @& s4 t& y/ F ! n5 N+ W, U) p- B+ c
/ x$ {; @+ G8 G因?yàn)槊髦杏邢喈?dāng)?shù)?br />
: a1 F. P7 P: [ c3 O1 g' J& s5 c
Cr
. W& P t! E+ J r" ]/ A% j* H' B2 E
,3 s" u: W& z, R3 T' ~" i8 @
n- u6 M6 o3 v8 f" O$ E. _
Mo/ ?, N5 x( j, j; T3 I
8 x& ]0 [ I4 o8 {2 r等元素,其塑性好,強(qiáng)度、硬度高,變形抗力大,切
1 Z7 {1 G0 y4 e) X p) C% R7 f/ [/ a
削力比普通鋼材高
% ]4 R# I& i7 T% n1 a8 M
) f/ o' v, o$ u: G, z2/ r) @# Q% b! x7 Z( m, w( V. m
1 k* }+ G4 l* P* \4 m~
9 R9 {# h, x( I/ Z) e9 y
* f3 _. |# w2 S1 X1 q3
0 |+ z, l3 f" E4 y- E- R9 I2 l
' N4 I! _( O( L& J: a2 y& w倍,6 P3 D {+ x% w5 o$ S7 }4 U
. I) f [4 ?. Z1 N0 m
切削熱也隨之增加,( l8 k# ? v2 l8 m
5 a6 P7 t! a( `! m, m導(dǎo)熱率低,7 [/ B; y6 Y: z9 q; N- h! L
) N1 I; Q9 }. X
散熱困難,$ H. v0 k! }0 c) b
, Y0 N8 f! l* G. o
切削區(qū)溫
8 \- @0 @1 l J3 O0 O2 A7 ?1 q) V: Q3 _& ]! o3 Z
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、
7 d9 _! {- ]1 S" W( y: s0 R3 G8 U9 s! x
加工余量不均勻、材料硬度不均勻等缺陷,這樣必然導(dǎo)致加工的不穩(wěn)定性增大,1 R$ b/ B) W* @5 | Q7 W9 f$ [
/ ^; [: \1 v! U3 k" ^& w: ]
刀具使用壽命降低,生產(chǎn)成本提高,生產(chǎn)效率降低。針對(duì)這些因素,我們通過(guò)合0 H" c6 ^2 r) A3 r0 k
2 M3 P6 M* q6 A
理選擇切削參數(shù)來(lái)改善切削加工過(guò)程。& ^. J6 c1 P0 G9 |" ?
( D8 A( Q0 c; E) f, m
: y+ y' o0 g* z, R' y' D' h5 z' M; f; i& R/ \4 I
1. v5 Z u) w: I8 V
* W o2 C- R2 U) S
- n# V4 M3 N4 d) X* h+ n# T& A% H9 D- g# M9 J7 o# T
粗加工
6 Y7 P1 k# Y) V6 I3 l* r
$ C$ {7 ?8 [' B3 w 7 B9 w! G; Z. q1 x. `9 y3 l/ o
( n# q' _* n* @+ w2.
8 |) ?' v: p" \3 E, _. I' D: I y5 k& @8 d4 r- U7 }
9 v$ F1 c' R* X8 D; {0 B9 }: {- R
: G2 ~3 l3 q2 D n1 w( N! b1 Y
精加工4 Z" i; z' l( W- f, w- D! W
j! k' X- s$ x0 F$ V' ` M4 D
$ y. y2 K2 q& E' H6 `& e" Q
5 f# S$ E4 ~, K/ L3 x' r2 h! \: s因?yàn)榍邢魃疃容^小,切削力較小,切削熱量小,為了提高表面質(zhì) 3 p' v: k8 d. @! Y
) A- j6 P k1 C1 S5 _& U1 Y量,采用較大前角,& Q* V" B. S0 E( w
, \, G, y1 N- y; A4 T) U& L* g后角取大值1 v/ t! t5 ~) R' ~
( ]3 j" P! ]' O
10°,
* F2 E5 `# @7 u8 ^' i, C' N, H X
' Z1 W/ U2 Y9 L; C. m盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠
' ]7 L" ^! n5 m9 c* E. E8 }7 f- p- |9 o
壓,. C( m# `6 E6 {: `$ F9 n
+ L, _& ^+ c# `# R% k9 g以提高工件表面加工質(zhì)量,
4 J8 G2 w R* k) z
& [: _' @0 F$ p8 T) i主偏角在
2 k7 t: v4 o. M, y- V$ ^' I+ _9 v( }# j% ~. {+ B9 y
10°~30°之間;
- Z/ w* y& e+ I5 I8 s& s
6 D& l7 x! f" N, U6 d8 M副偏角在+ b8 _/ G9 T2 G0 C% q- t3 [+ N
7 V; |' f4 ?0 J5 B
5°~4 t4 D$ r) z F/ [$ ~
8 R+ w; L4 r B! e
10°之間,
! b; y' L; [) r1 K( D/ b5 u: a: d" \% j$ {. [. S. B/ t) N8 _- o
為了避免切屑流出劃傷已加工的表面,; A2 _3 |7 O3 F% ]8 Q
7 h3 x/ x F+ O5 b" Y采用正的刃傾角取
6 v9 M6 c! v' ?1 n7 L, ?- E
& j' M0 R# f8 `9 Q2 ~- n0°~3 b5 O: o3 |$ N3 ~
+ h1 V5 N7 u/ W9 m4 Y7 K' u1 A" \7 I
5°之間,采用較高的主軸轉(zhuǎn)速
$ E) ^! I2 L& e* t2 F
. X$ Y( l* T7 |# t! o& ~/ K(120r/min)
/ I) W0 A% x( _' f$ j: P- T4 i& G/ e' h C1 G& X
,小的切削深度
# m8 ?: b! q7 e( C2 ?2 P% @9 A5 {& o
(0.2
( m& S9 h/ Z4 l" ^3 R( r7 }8 Y4 ~8 t! H5 y/ R
~
; L( ~+ n: V" h f9 T/ D$ O
* T/ I- O- B; L" ]; C4 N( ]6 o
. a5 y5 p: c1 o4 J* Z
2 Y& d1 @, g8 }4 D4 A) u: N
5 m/ b$ o, ?% |" l- p: @0 e! A% x5 _4 `: }6 V5 D1 }% e
- Q( j. W. {2 F, z: d" ?
|9 d& I7 w* m1 o
0.3mm) + x3 p ^* V" N; p/ p4 b/ k+ x( _ W
. S0 m4 r* R: o }4 q* _
6 \, ^/ A8 {; |7 Z
( N0 d2 H: U( j! l附圖
' i+ c8 B1 ~/ C% F0 _
8 _. c1 p: f0 S3 f' |
; D* \: O& G7 ]6 ]# g% S/ ]- g. @# [* ]
輥輪1 {; Y: Q/ |3 N) E9 ~3 @7 {
d. X* [! Q- p& L3 K! y' p
" g7 e3 U4 M% G; Q5 H' ~) A% `3 p! k0 f5 P& a* N
$ s* `2 L- N; J! X7 `; K, w) X% R/ t) h( U" K9 A
$ Y9 \" z; w1 c$ E @
0 ?% q6 L# P _2 s0 z! g6 E% E; i6 L; S. ~, o+ P, c. A
0 P) p( u9 }* m8 f n& E( |/ l$ W+ [
; L9 [# b! V' F8 N5 |6 C; J0 D
和小的進(jìn)給量/ c R7 }. h! C Q( k, p
b' |8 k1 G9 o, E0.1mm/r, n+ d# e1 S9 P4 e
: ?* v8 a/ P! [) @: @7 o
。0 H% V3 D6 e2 m$ ^* K/ L) c$ C
" x3 b+ Y# x, P; m
! j( J2 K; E( X! I* _- J
8 e) X3 Q8 Y& d: f# ]" @
3.
5 n/ t0 Q4 p1 [& R8 ^- H- H0 Q$ p0 d% c3 k4 M2 m7 p# m4 u9 j
& f! m4 c/ x; ~# H
- w. A' A3 l1 J2 P% H圓弧面加工
, B- A0 w J# {4 Z E1 a+ N$ W$ q$ P; ~
9 S' ^- q2 a- }$ f: S
0 p1 I- l3 z& r7 x/ \3 y
車削外圓、內(nèi)孔及總長(zhǎng)時(shí),在普通車床上加工較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,
- d, y. Y) m8 O, D% @) G' k4 K" i0 N* v: T9 x0 v0 E" a
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(shù)控車
8 ]5 |# c7 N9 M4 J8 a* I0 r* Z) T/ R* k5 ^$ Z
床來(lái)完成。針對(duì)毛坯余量不均,材質(zhì)硬,編程時(shí)通過(guò)增加走刀次數(shù),設(shè)定
! F! t9 p/ O+ }$ m! | _! z5 Z- L% v5 s+ o' x, \8 U) U% C8 {
低主軸轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給量。針對(duì)砂眼、氣孔易使刀頭崩刃的情況,編程時(shí)每9 V& L- X, `8 k
- ] m( j$ @2 g* t; L, n
走一刀前設(shè)置程序起點(diǎn),避免每次走刀崩刃后加工程序“從頭開始”如此
: v0 D; [0 g3 C& z
: @* N( H# U i可節(jié)省大量時(shí)間,減少“無(wú)用功”來(lái)提高生產(chǎn)效率。6 T3 z( \2 {; o8 }3 }
$ x1 }7 _0 h$ O" h# } 5 ~' C% ~ B9 U' D+ C6 k
1 c" y# r( s/ v2 Z. @
粗加工時(shí)其加工表( e8 h% ]9 d. ^0 h2 n
: l" k9 P9 i& h( m! {面余量不均勻,毛坯表面有硬皮,因此應(yīng)選盡可能大的切削深度,而切削% E. Z1 R( Y8 ~- i% K0 m
1 N3 c' j3 _" i1 ~9 w深度越大,其產(chǎn)生的切削熱量就越高,刀具承受的切削力就越大,為使刀! I" W# p, i& b/ D% P
, H% c4 j" k) f8 M# L. J具能承受足夠的壓應(yīng)力,* e2 J7 U% Z0 y; v6 q
: A0 q; T' Z# q, e' Z2 N# `$ V5 N采用負(fù)前角和負(fù)刃傾角(0°~
# ?. i# z; Y( i- D; M
8 l! H. r* ?3 \. P-$ G( H" U9 d s) `& t
9 j# d6 U9 b4 f" _4 I2 i
5°)來(lái)增加刀具的
# v d% V1 A D3 e" n( a Q% ?9 C' D. G5 l U& W8 a' W. A4 B7 M
剛性;后角一般在
$ m3 t& G. H+ `! i
7 }! T3 S/ X2 K' Y! p* ]6°~8°之間,主偏角在
- f: Z2 I2 c5 _9 K) |% t
$ } \) E* ]7 e3 m0 W10°~30°之間,副偏角在" B6 b! W" Q2 @
- {9 T; @" q% S. t* J2 w0 {% W, k
10°~15°之間。因毛坯硬度高,散熱性差,故在粗車時(shí)還是采用了低速$ K. I4 t9 j+ u% i: V
% h0 {+ G$ p$ O(80r/min)
9 \. t4 H& @1 ?9 K/ D, F$ h5 x7 T
. W6 r, A$ t4 B4 k- C: @,
8 _, F5 P" r7 C( i( L. I* |. W! I8 t- a8 |2 |% Z! _ Q
小進(jìn)給量3 e+ P' `6 k# z" r
( L4 B! u& W- b- d$ [( l(0.15mm/r)
% W) V9 g) b. {$ i6 [% c/ N: t$ H* J- H T% P* C
來(lái)適當(dāng)降低切削力,3 M2 ~ E* S' c9 h9 _0 {+ W$ @
! n3 K. O! M+ j, M切削深度選在
I: e' b; y) o7 ^% ], v" s
/ m0 N8 ]& s8 M) v/ t$ I9 F27 g4 B% a% Y1 K
5 }$ N# \+ ^( Z* K) j; m
~
; c5 Y x$ m7 H. k9 ? f) \9 N0 v! C
3mm
& Y+ Y l- S' x \5 W
- d5 k% F0 V- k' l之間。% O" s. L4 b6 w' D; d( N
' Y) Q( U' K B0 l/ s! M& P r, N" }
' k& N5 l v# I5 H1 _2 `2 J" |3 w, j$ y
( W* n: m& c$ M4 [3 * J6 c$ K/ f) X$ w
^% r/ f' G9 i" X ~
結(jié)束語(yǔ)! ^0 a1 p# H# o+ e" j x3 M0 s
% g2 d; _) u) e' p. v9 P8 m- z
" W" s9 m2 ~0 [7 @* p1 M9 e/ F
7 {0 {/ ]( r. S" ~1 d2 h5 z4 J; E
通過(guò)不斷反復(fù)地實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累,
9 n4 w" _9 |) J3 f8 T
+ U$ v/ O. d" i. s; J生產(chǎn)效率有了很大的提高,
$ x* m" q* i3 `9 s6 ]( R7 V" _8 E# v( `' f
從開始時(shí)的每日
3 @) I$ N$ ~0 A2 u z. c: q* x3 o. s
5
- Q2 }) ]. N$ N3 l0 G A/ c6 p0 X. s/ G- ], g
~
, V; r* _ f( b& W4 t( e- X( [& Z3 n0 M( w$ S) {
66 i3 W2 v( N S% B; ^" [
* V5 v- [* _- y2 R0 L! P7 T+ F1 r; ]
件到目前的每日
# X; X; X, t3 A& K
( ]6 g' J+ I* ]4 i15
' M8 V! x' v3 c( |5 K
, R8 m" s, z K2 K7 ?~
8 h, w( p& p% h7 P& E
% a& C# G2 D4 S3 n' T3 e6 m/ h16
( t) G2 c5 A9 J) v9 \; ^1 W" L1 h
件,# e) s( ^" `% Y# p5 g" {8 |+ y
6 t& ^8 Q/ p; N2 s) H& K
扣除成本和折舊每年為企業(yè)凈增利潤(rùn) B8 U7 e2 L6 F2 ]: H% O
# l6 _5 j* r9 a- Z) {9 m9 e( E* N9
8 \& h: e4 K5 B' H/ u {1 q
6 S4 {: p O7 g N7 ^7 F萬(wàn)余元,1 k8 X4 _2 f, ?$ V) Q% k* b2 Y
; A ~/ T: r1 Y+ y+ U' h1 b d攻$ `7 Y/ m @( S& ]2 t, c
M3 V3 n2 B( {7 [; i# g/ s
克了高硬度耐熱材料的車削加工難關(guān)。
& |( J# @! k* C, k0 b6 Q2 }. r/ T7 Z% L/ k3 z- X# _0 v! f
3 ~- C: x, n: t7 G* D+ b! W" q% j( ~* i: w
( P5 q+ }' }& K* k# C8 ~0 d
/ D) p: J8 [( D: R
+ z/ |. b: m! o+ z1 F8 [' O6 _ |
|