|
7 o3 t# ^8 B; s6 Z2 r3 b. _5 U
% ]2 m+ i/ M e+ W高硬度耐熱材料車削加工的實踐* b, c1 h+ {8 {0 {
2 ]( P: }6 q, s1 |, W+ i7 g3 V 1 j; Q4 i$ @& s* B* {! K
1 P6 m. ?- t) L' G/ W) 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5 x) C4 O7 e1 q9 a7 W4 N
s; E$ D- {, ~# k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 V/ J* ^9 A7 d; I/ p6 }# H2 [ z
4 h5 P! {4 z9 [8 [1 X
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
8 ] V! F5 s( @- M6 u( A0 f; V5 l1 C) z# ?4 k* r) Q: q
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
& X3 Q! N: \$ n! c+ j+ h& n
/ P1 r: K1 v% Q6 z0 t+ ?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1 z% E0 D" r W0 @% l# A% x
& b+ n e- _$ U' T2 k+ A: c
鑄造缺陷,且硬度可達' S6 D A( ^# Z" ?/ q2 x
' J: x6 p/ e+ }# u' E5 i. ]50
+ q \8 Q- s8 x9 {! l. P9 ]/ S% Z$ A K/ t. Y/ V- Q
~- R& {( H$ m8 j( ?4 x
8 d3 ~6 [4 z# t3 j8 w
60HRC
: L4 W a0 V7 u- A/ k) A! t& ?0 z8 x2 @% n5 S$ T4 V- G9 \6 S
,加上輥輪
. H$ g. L; U; j3 _ e; p1 [" {: Y! j& ]" ]9 c2 B' k* W+ v
(1 `6 n( i; {) T, U( V6 U
8 M: y" x. L" Z4 c- u D$ ~
如附圖所示
9 ~' q6 o0 N3 o8 A
) \. M6 @( O4 k)6 X& G4 @& B6 p; A; W2 J( A
9 s! P. \& D0 p3 }9 \$ J
同軸度要求較高,這
; A9 O) T0 v* |3 |' k/ a# P
) w0 t; x( E* V) i k, G' s/ m" `% L給車削加工帶來了極大的困難。. _! D8 M3 R/ u+ z
; L" V& T& T& M' y$ ^4 {4 q
5 u& {0 b9 f* Z! z: |& x
+ l* j+ W' h' ?- r s; b# _. [
1 6 M- p' P& e7 m0 O( q" G
; t, i+ V. B W合理選擇刀
# N F8 t9 H1 G" `, [9 n0 K9 G; V1 q. a6 A: X
具牌號/ L' ~* M: H2 H2 H4 H# P
, e# g( O4 A* \/ o; ]$ v
% Y( H4 g/ L# Q0 P
+ A6 h* Y) c5 X. K7 H$ t) Q; W輥輪材質的強度、2 X. J4 v5 ], X# _7 \$ R, B, a
7 g* e& Q9 P# D( P8 y* M9 m( b硬度已達到
0 K+ {* r' [$ x* z' z( d
2 X* `5 r9 l( L: {普通硬質合金刀具3 g- r; e' ^% F, x; B5 f
8 ], N- g6 K5 e( ^1 h(YT)5 `9 } j* f! B4 t
( w1 @( ]2 `. X5 `% Y7 Z/ Q6 T的強: C; Y/ X+ o3 @0 S5 x
& D& r6 V+ u- p0 @! X. s1 B/ t度和硬度,
, l/ l2 b" k [: j @& u! X) s9 i6 @: b0 P+ {
故普通刀具根本無$ i6 o9 G E+ t/ o6 Y- R; b
0 ?/ @9 z2 V* Q" a' c5 N# P9 w
法正常切削,! o" O7 b) K s" [2 \" }4 l
* G6 |# p4 J" ` \/ A雖然可以通過調
4 n' s: @6 J$ U3 v) M; ^) F
: s7 e6 r4 }3 m質處理適當降低硬度,
% U) H# X ~! I
/ ^# a. r- R- \) r, H- e, U: x- x便于切
3 Y2 _0 p- S- g8 M0 P- o( m0 }% Q8 W5 G# W7 l8 l. j' M; \& |
削加工,/ I J6 z* I; c: N* x9 ~+ D4 W+ h
/ \% `5 ]: C$ e. l" [ T0 J
但成本太大,5 n0 B+ p8 G# a x7 D' c- Y$ R, A
6 `' H& t2 p/ r- G. T" T: X# O周期較" f% {8 F0 h/ a; I d
/ s1 a$ Q3 _' a! x- D5 R8 Y長,
6 ?0 d, N/ x, C( E7 r* k( l X$ C" R$ F4 m( \% ~( B9 S
因此還是選擇了鑄態直接8 U5 u8 d& g7 n( ]+ {, w( I
3 {1 k0 o( H% z8 T) a' `
加工。
: v. h, l9 ^8 e* ?! P7 G0 u3 O/ T8 H6 W: e! A/ C% G: [
通過對各種高硬度刀具4 Y& x2 S' A6 e! B: i/ x @# D, I
9 W( k) Q. p$ c( t7 A5 b4 e
(
# j2 e5 f& t3 x/ ~& a7 @% [" } T, C4 u- x5 g* z
包括陶瓷刀具和進口刀具
: @, \! v$ e- J0 u. w8 m. J8 C* D8 o$ ^/ o n/ W0 |
)3 [4 ?/ s' p' v3 n% d
( [9 h0 q; Y5 L, u; y
進行試切加工和反復比較,
2 Y. r3 w2 j- o+ r; I: O' A) B( l
最
) A) A! d8 f$ g9 G9 z8 R9 {
% w' @* G! `* e- O t% E后選定了硬度和耐磨性均符
: v; G9 h. x( _
) A& T2 t: ]5 E2 I$ L& N合切削要求且價格相對較低的
2 `! S# d1 I% Y1 r5 C
: {- x0 U% j/ SYS8
# z, K# C9 f L1 V6 C9 V" H& p0 a ^: P5 T; m: e
牌號車刀進行車削加工。當然對于使用后需修6 A& ~. m* u8 C; X8 D& E6 i
( ] i0 o1 v+ j6 U2 ~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,4 R2 i7 h& u3 g9 S6 K
7 X. p8 U1 m. K& vYS8
2 q; ?/ {, ^1 A* @9 D
" F: J3 T6 }3 u! O也8 V4 |1 |; f) M6 G4 Z1 ]
@( K6 o- Z, X. Q無法切削的情況下,我們采用陶瓷刀片進行修復加工。
3 ]8 ~/ e( l; t; e
; M3 g& N5 [& o: r# T2 b
7 C6 R5 D+ V, e+ v( D3 k, d; g8 S1 a- Q( N6 N" K. }+ U3 T* }, k
2
; B' b+ @3 O9 @# G1 @! L( n0 P/ r, _, y+ z
合理選擇刀具幾何角度和切削用量
9 |: ~6 @( H% k' | @+ w. h" ^2 F. U" }6 e" z
3 v0 R& `& m! Z5 ~6 _7 q+ X0 N: ^" q% Z8 m" K6 T5 X
因為毛坯中有相當的8 a9 d2 N: @ F4 v/ d% d) s. C- Y
/ x8 K+ J- c: r tCr% h3 `6 Y+ j( d3 L8 c" v. Q6 Q
& m7 R$ D; S8 k. D9 \,
+ u# N& e7 p0 N* z0 {, \2 X4 j& B
5 k4 e# a6 `& b# [Mo
9 ?5 A9 Y" o* c' e
2 F! N8 U! f. `4 |等元素,其塑性好,強度、硬度高,變形抗力大,切: @1 J' t# d; U5 Z) H3 ?
4 P+ p1 c( w6 K7 B! e削力比普通鋼材高
9 c$ e7 x- [& ^; p2 e
q$ J( H+ D. l- _* o3 ~2
7 H* S9 m0 V6 N/ o1 x6 ^
$ Q* k! g8 t$ C) A~
' r- [9 O- ^9 I1 V1 m( o9 V# u' D( F% T& I y3 P
3( n& n% c9 a1 A' R7 f) u
2 X; M" Z3 \: c) ~1 D倍,. [' o/ B2 O9 l J2 u+ a6 Z
" a* p( F' V" y" M: O切削熱也隨之增加,
, y, O4 n$ x& D1 _
* a- i: C. o1 W* Z" Q: W: P導熱率低,4 o9 ~' U& l& ^6 E; t. M* |
& Y+ L0 e4 M: y散熱困難,
. N+ y; U w, K, W
7 R1 V& z: X* ]) b0 u; R* F/ r; P5 [( g! C切削區溫
: B- b7 ?& l+ T1 X7 |' O& Q$ k2 y! ?
) D- R1 v* Z* j' L" @6 a& @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、% c, w+ F# c: x8 x0 I7 Q
2 T% N' ?) I7 o
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,
$ ^9 C. `- w/ q: y1 V, h# U
1 E/ K* Q% J6 Z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 N. [1 m7 \3 {6 b) v, V6 i4 I
/ Z9 `! i3 l6 H2 l
理選擇切削參數來改善切削加工過程。1 l! g+ T9 D* c5 \' s3 a: y
; W3 G' q3 w/ t( I* O. D$ ]
1 P4 k1 ~1 {4 }( C; |* b
9 e7 {% E0 z9 e8 U
1.
1 `8 m2 G/ m4 ]$ \+ q% p2 y5 ~$ h+ p8 S5 ^0 V
% V$ o0 j* ]# Q, G; E6 L- G m1 D# d, S: h, G# E& g V' X
粗加工
8 Y% ?4 R! O$ C" B& a$ D: I- F6 X5 b
2 o) X6 b1 e2 f* B5 H+ h$ q9 z2 F$ Y% c" [; ~' h# ^4 Q$ j
2.
~8 T0 J7 ^$ m5 Q! c1 w* @: ^; o9 L! i4 K! Z
/ H9 x" f. ~6 b8 [! _
4 e# N4 X2 N7 e( F. v0 w精加工
2 s3 n" w3 X3 D3 u+ }0 S F) V5 N. u" W8 T3 V
* t: N6 \3 {) i. `. p, s1 T2 v0 @* n: R5 O
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 , W6 H8 z# v$ c4 _0 R4 Z0 Q
, G) Q% e; b& d1 P( g& F量,采用較大前角,8 S' Q M' ^3 p$ T/ O$ O9 ~* d
& K n+ e3 Y) ?7 M1 E
后角取大值2 k/ h1 R* u# w1 f4 [5 r7 ~
, U- T3 S+ m0 H) p, r
10°,
$ T6 R( Z# {- m$ z( \$ N/ C1 i0 s4 ~# t" t
盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠: w) e! f- f( S3 @
* S! n# F6 C4 Y4 f+ v+ _+ A% Z U8 E
壓,
B, m4 b5 W4 G& U4 ?% q; t: V: E
2 q( s* S7 y6 Z1 S以提高工件表面加工質量,
" C% L; f* g/ i, |7 _+ o! [# P% M
主偏角在
$ S7 a. c# j1 p- b W! k4 s
& c7 F- [2 ~5 O10°~30°之間;
3 D2 g4 j1 G# h+ Q3 g8 ` }
0 H% Z( p$ A9 \$ J7 U! O3 i副偏角在4 ~9 u$ T( i; ?# h' M
9 N5 Y4 s# I f4 K5 M% Q- t- }5°~9 F" W$ E' d4 i @. H
# P' G, x* j2 {- n5 V! q
10°之間,
+ ?3 P1 ^9 `) e3 |( q$ M; z1 T
+ y5 n) u* o: K! v2 w: ]% d為了避免切屑流出劃傷已加工的表面,
`- R' K/ [, L) v( n u8 X9 k* ]$ d# e
采用正的刃傾角取
2 `3 R2 f) m4 X9 a" N# w1 c3 ~; v
0°~
" ~% M% A& g3 v" @) E. |
; Q6 {; m2 ~+ ~5°之間,采用較高的主軸轉速: e1 D% Q/ \! L6 R" g: j; |
7 @+ a. y& F9 v4 D+ X. C
(120r/min)2 Z8 E8 m5 @9 Y( S! F: D! @7 h4 X5 `! g
) t5 Y, S$ k6 Q$ z u8 y% g" C
,小的切削深度
+ l# S# y; N3 z6 Q
& i# D/ z( Q7 }& o+ V, Q(0.2
( k- @3 M* V5 g8 J: I. ^( o
E' T' u' r' t. o/ ?4 s( w. |6 W~
* c; m1 J$ z% C' i# f# d" i6 R! I+ P7 }; p( q
; A& S+ _, t4 c) Q6 X! M4 _' V) X+ C( q4 A- A, C# |. O* ]" M
$ B% L: ?6 }( \# w# D, }8 j
3 o6 X* r: f7 @# ~1 B" u
' C3 ]/ K$ S2 i! u) H: S& C
0 ]( t$ g' d/ z0.3mm) ! p3 [ f7 o6 ?: ]5 {
+ c# e# c, a! A
: ]; Q) q1 c X& i' _
! `& K6 r& s9 V1 X+ w0 B附圖7 H* _; e$ n% L: w! L+ ~
, C* w$ h3 _) `$ ^
# P, O, ?* C. n( ]' f: w% o$ j9 E3 j% m, C1 [3 e) @' Q3 Z$ w$ y4 P7 M
輥輪
Z" O% v& M+ `- |+ D' S
) |; H9 G9 X. M, [" }& [5 c4 m
: e! M `# f0 A* s6 M4 ?* g( ]1 @! C) f( R) e; r/ g6 J
( u- u. W1 U4 N
8 G) u; p! F3 O/ ~6 c( e
/ @& q5 {/ C9 M! e, c: r! t( M
6 N: t" k9 R0 M) Z; y% X5 D, ?8 S, S5 T0 n
* B6 _; ^1 q5 i; p- w! ]1 H0 @
, D5 ]1 A* ~; c: e! [# s/ N" g" b4 ?3 Q
和小的進給量# M9 z) d$ j7 m! ]7 H1 D
2 \3 ?/ H* Z4 f K) B7 y
0.1mm/r
* u& \, L: i0 B2 v: L6 v @! ?
6 B: F1 c' Y( p4 j& W- ^。
* r% G0 j: g' H% V. ~! g$ c: `- h6 ]1 Y/ c# x! |8 _3 D( _5 {
7 c' d k$ C C3 w4 Y1 T7 F) \; r X4 r* r: g
3.1 M- k* g5 E: }" B c
* f' t6 M$ _9 f3 |' m! T% t/ ]
8 a T' u4 }! K' Y2 x; S" w3 W, c; l) i4 G/ y s" I9 T
圓弧面加工
& h: a8 L/ G$ i; d
$ V9 n$ D6 P( l h. ]1 }
$ O R) ~1 W9 |8 _- M9 L
6 g& q+ |# @+ B* [! z車削外圓、內孔及總長時,在普通車床上加工較經濟實惠, ; n) c# p+ J3 d4 {6 A
! q* O$ v1 A& S
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
1 s4 E& A, g7 X- K
+ a6 C8 k" r2 E. D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 c9 Y# h' D$ s( N% I" q1 {# ` p; T$ 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
: `0 `7 v1 B, z5 Z9 c
8 z: x2 I4 e b6 F: d' c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 ^/ R! Q ^: k8 V4 C
: m: U2 d# ^# T8 Z可節省大量時間,減少“無用功”來提高生產效率。9 O0 z0 N3 S1 q" R/ Y
2 ], Q7 H; n: {+ ~ 6 X& X% d8 ^! e/ K/ ?
, f. ]- n S4 t粗加工時其加工表( b& W' x; k0 r% U- c: b0 x0 N' O& E
& E+ Q+ p7 b% Q- a
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 M- H7 `& |' S9 K( K, V2 w! Y. P: N
# ~$ I& p5 f4 Y% y; I
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, Y1 t7 b% ^2 e2 y
6 S8 P6 {; R. q6 |( R7 X* m
具能承受足夠的壓應力,* ~! S9 Q" X7 ?! Y4 w( y% I
" l% A( q- h: b7 }: A/ d采用負前角和負刃傾角(0°~, _$ c7 R5 i4 B8 X
- M# u: ~5 W" E' _
-! T1 j$ F' l5 ]: u1 L' ?8 l
7 o1 b6 `5 X. X5 S- b0 {5°)來增加刀具的5 B; @" A5 @8 w3 K) w
( U5 q" X3 A: |
剛性;后角一般在$ ?0 h$ F& P3 C/ b* l
, K6 p# p! y- ?6 `# L: x! T6°~8°之間,主偏角在) w) k$ h, R6 |1 E
4 a0 v' y! W3 c! {) W- ^- K% p9 _
10°~30°之間,副偏角在
( I* T) d3 f- a: j, k% W/ V+ W0 }( b! r5 t. K' F, E, N
10°~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
' ]8 E8 p2 A/ M% ? i+ Y# J4 y! y) Y1 x% H
(80r/min)
. i) g s1 x3 A8 k$ ~1 \) ^# Y. G9 l: g& i/ ?
,
6 l2 R* O2 Y4 {2 N7 i
8 n/ v% Q$ q+ v/ M/ Q小進給量9 t; d" c* J4 a; Z# w) \6 t" p
- `3 C5 N" u& }& K5 K( f B(0.15mm/r)
, t. ^6 k9 T2 G( V |( | a( w! s/ \
來適當降低切削力,0 J9 K' S4 m9 Q# k
! e" @6 l; G$ j: w U* v切削深度選在
9 h# C- _' [2 G! s& p: I8 } h) y2 C, ~
2' {) f% ^8 d% Q$ B* {' A- p4 R5 q5 ~5 f
0 g& |& Z' @! v. [# K~
+ W2 v7 \+ ~. Z5 u& r
& h3 w9 C1 s+ V3mm
) I; L3 L4 |' x) {9 r0 K! M# {$ O
之間。4 @9 I3 i* d( A" C/ I2 D
. G& d9 m% }4 F% R- A/ k 5 j! A* P( ^& G2 } @& n
4 c3 b- D9 }5 j3 k' t/ v
3
% N9 H5 h' u8 P" O+ Q8 I3 m c5 O4 l. _6 {( K* `
結束語
+ L S& l+ p7 _9 y& U5 w/ \1 i
0 J/ w [7 A) _/ `* [ H5 m6 B
7 V+ ?9 ^1 Q' V0 {5 l4 l8 K" k5 R6 X4 D; \- z5 t
通過不斷反復地實踐和經驗積累,* `+ w) N4 J# Z$ u$ K1 a
, X& m) S$ Q* {3 d生產效率有了很大的提高,
- l+ ~6 p+ e9 q9 P! n2 z4 X4 U" ~: r( o$ p( r7 G( V0 R1 b
從開始時的每日9 B+ F8 U0 t. Z# ]9 d; w! N
! u$ L {. u# T7 M: S. B: n; A. {
5
0 e/ O- @7 Y8 U
2 Y& C4 ^1 w, q& W~0 M' l9 K6 i' ~
4 F U2 L4 O# F" H- y6
' r& T3 }5 Y* P; Y; A, D& f
" ?8 H6 F2 W$ [) H1 `" q$ Q件到目前的每日% E0 k, P- t7 _( _
( y% T+ p3 o H4 W5 u; `
15
3 e$ \5 I9 K x1 \' G. C2 \5 g" f; u. w. [& ]% ?- F3 d' t
~& b+ Q6 B6 S0 Z8 l+ O2 u
4 Y$ |: j. K( `: c( C0 F& I162 f7 }" B1 c: ?# F& V$ p
; S2 H! F: E- {/ i- o J
件,7 @8 _# r1 [, u9 w4 K
1 e# u* ^/ R7 }! A9 G2 q5 y1 L扣除成本和折舊每年為企業凈增利潤$ U [+ p5 l. h3 I6 ~ v1 q
8 r7 [' D8 k9 G/ j5 h; Y; Z9
5 [1 `; T2 Q$ V1 g+ w% c: U- x, k
, s* o- v% U2 ^) g! J ?8 N& t: W+ f萬余元,. |, f9 M+ ?' e" E
/ M0 W: a" L( Z' O3 }! W
攻0 {, U' S' O% h2 l5 G
/ N' G& x* Y/ S+ i克了高硬度耐熱材料的車削加工難關。8 J( o f- t- g( O, R/ X+ C7 z2 L: K0 L
8 V7 R! S- E! }/ w$ o9 J' ^ ) [# |: V& {* M' j1 u. b) y
2 c6 K$ R; Q4 V ) U: T0 t% F) f: G/ C/ K2 n* q
T( n! P Y* |( W( K5 m, Q j
* u0 r. l# N9 M i |
|