|
, \& c. K1 J- o3 U( F3 Q
& `) A* G/ ], H# J: `高硬度耐熱材料車削加工的實踐+ R5 N! V" D. M$ m8 H
; F5 f: h& u1 ]1 n
6 [1 ]0 G# @; `
; B. a7 ]0 n( F& r
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
* ?; v6 Z% u% ]9 k% N( F0 r+ T
' P+ c S$ ?% {5 F/ 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
/ H# O* D/ ]8 J+ |' j3 y* s/ {; b) O( o- A
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
: G0 ?+ z g! O& {1 u2 N" c4 K' e" b3 K( k
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
1 v! U: i# F% f( R# {( F, c, w. ?/ s4 Y8 P P& `4 q" K; h7 I
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* ?4 S& K5 ~: W! x3 Q
$ ?2 [3 {1 [/ a
鑄造缺陷,且硬度可達
) Z, Z3 b" y8 p7 T( K) n" c, |9 ~' Q9 F4 j- Q
50
( O9 X% z, {+ u: o5 M; E
" b% d& o4 {$ d2 E2 r/ ]8 L~
, L7 q$ o. J; Y ^. Y6 A+ m
: {8 U3 ^+ O" l7 G: G60HRC" u* x5 M. Z2 n; F4 `
8 F* M9 T! @# i3 C,加上輥輪
! @ V$ Y; ?$ b$ e: i
* {. {- ?8 e l(: j* k$ a6 g1 Y( U' j% T) X) ~
; A* z7 q8 M, D7 x
如附圖所示' X4 M0 l: Z, [$ y/ O) M
4 g) L% Y7 a$ m; R, S' N)8 R6 r v1 h3 H" n+ ]
6 e8 y( C. t+ i
同軸度要求較高,這/ v) i2 M; R4 P0 s0 j6 i2 a
8 n7 z# y2 A( V0 ~6 [7 |給車削加工帶來了極大的困難。
9 l- Z* q) W+ O: E5 L; G8 C; d) K8 v6 I
- s- |2 M0 H% k6 E# p! i+ U- B+ U
9 ]7 M! v1 E- I* J1
, \/ F0 r. _- W+ m7 }2 w& u# V* X) a0 z* O* K. {: ~1 b
合理選擇刀5 Q' w' D/ Y* P" H6 G
: |$ R( `* X0 E. C5 w
具牌號* Z0 {+ S5 G1 v# T' Z h' x3 T! Q
0 k' H2 Y8 [! A& l1 z$ S! M4 \
9 ~: n! Z' x8 m( I0 X, |5 u7 r
8 ^. y; F' j1 O+ ?" D
輥輪材質的強度、
4 c# Z' N: B- p$ ?' f. r- S$ ^. J o. ~+ ^7 [1 c" v
硬度已達到1 R; p9 a: i3 x5 Z$ I
$ N; O J3 V( _: Y& k4 U& ?普通硬質合金刀具6 k9 B# _+ G# a- I
& r+ `# T2 }" r( q; h6 h
(YT)
, s6 [8 V( L7 {$ a2 L" Q U5 f+ U1 T9 ] a0 f1 I
的強
5 ~; L& {1 o, l5 d! T0 S# N. y9 a5 \% Q9 Z& j( M/ ?
度和硬度,, m& Q, t6 o. w) G9 h, {& j9 A* I
- t% B; a8 t) V* J* e
故普通刀具根本無2 P. n* ^: f8 u' _
( ?7 Y2 ~! u6 k法正常切削,' ~( v8 O5 C# v3 p4 Z$ L9 q* g0 {
6 o/ A5 j9 R5 w; Y1 [
雖然可以通過調( l! ~) R* p* e% h4 o# s' |6 l
& p( }5 O* X+ c, T$ Z& V7 Q
質處理適當降低硬度,/ l/ N8 `! q, f3 c; P/ X
5 \% T6 n& ^$ t7 h" {4 p, ~
便于切
2 z7 k7 j; I( n1 U& J. z0 b8 [( v+ r3 ?2 K* L, M7 U6 ~
削加工,7 k0 ^& A8 U3 a/ K" E6 }" q6 N+ ^
+ w7 j& R. c' C
但成本太大,
$ f2 N& h2 _; y! U7 l: `" y( K, @0 _9 C: Q
周期較9 Y$ o+ g% q1 N# z
' g; ?4 T3 _+ ?! F) s
長,* j& n" d" q6 m9 {9 C3 B; K
1 [) J4 @3 Q0 X9 G. M& k
因此還是選擇了鑄態直接
& t6 H& W( u7 Q! M# R5 U3 \& n/ N5 Z: U
加工。
" c5 Y5 U! u* q6 { @; c+ b6 K! I0 `/ w( Q" M) k9 U0 W4 Q
通過對各種高硬度刀具 E7 F8 ]6 V( Q5 r" d" O
, V$ j% B; ]$ I
(; F* s3 r: U4 O# a
2 L* @7 A1 h, u. Z4 q
包括陶瓷刀具和進口刀具. [, h; R; Y8 T
* O4 m( W x4 W6 I1 s)
' F+ R' d1 f) l2 m* Y7 q4 ?/ X6 U8 z' x6 |' }: m B; s
進行試切加工和反復比較,7 y5 v5 [" E; H* G5 O
: E- C2 V5 k8 J" E最
' K2 i' S& @: M) e2 ^3 ~! D# y5 ?5 ] c4 F4 Q/ H$ m% @9 ~- y k/ U
后選定了硬度和耐磨性均符
5 @3 n+ P; |1 g9 H0 m
$ @1 Q3 V0 ?7 o0 s4 ~合切削要求且價格相對較低的- c* Z b1 _% D/ s
. C: j6 R2 y) S* ?YS8
% k+ [$ o2 c. }/ G$ U$ c( {6 ?. Q' j' b! U! c0 D* s% p
牌號車刀進行車削加工。當然對于使用后需修
( u3 l8 m5 d2 h3 {
7 q0 J% H/ h8 x- T P! q5 f$ `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,
2 I3 i- y2 ?2 p5 }+ A* X# V
u# I2 G" {. H; @; QYS85 d5 J! l1 P7 S4 u: M$ {# e
& k: h: _- D2 N6 p5 [, w, I2 T+ f也
: G4 I0 X/ \7 ?4 A" C
. R0 h# d3 ~5 K+ v/ D. x/ K無法切削的情況下,我們采用陶瓷刀片進行修復加工。! K( o* m% R2 \ C' W' h3 C3 x8 j
3 W- ]1 N* r3 X4 V9 ]8 W2 Z
+ T# E1 i& W9 c5 @! O, C) z' k% B: s+ P0 P
2
8 X3 i. j: @) F" ^) K4 A! A& _/ t4 K4 Y: G2 M4 \
合理選擇刀具幾何角度和切削用量
7 K0 V5 u/ Z0 {3 z$ V1 I
# I. O: k! z9 Y% R, [- x& {9 d 5 z6 \ M! _1 R
$ w. G! D3 m1 Y# _2 T5 R' A! u因為毛坯中有相當的0 x- m4 M* n" w# R$ N: R
7 @3 h W3 l; k) V( }
Cr: B5 U6 W7 V5 t6 j( F
0 ?2 _5 w* |1 ^1 s- m,7 } M- {0 e7 o* L6 q4 Z
$ r0 e' \0 Q' R$ U/ |
Mo
& V' b0 Q- w `
& U$ j. v' o9 V; i% Y等元素,其塑性好,強度、硬度高,變形抗力大,切
! e; P9 m& d M! y/ o% [0 m7 A1 X1 U- E `
削力比普通鋼材高
: ?% K# T8 S8 k. B: G0 K/ @
9 a7 u# A9 o% b# h27 g9 H/ Q8 |/ m, n, ~6 R; ?
/ Z0 E! A8 R' v
~3 ]5 ~3 K0 P3 Q( T; X& k
J! T; N( C9 i8 z) h/ J0 q' Q
3
2 _6 c2 D9 Y* O: C8 K9 n7 o. e9 W, J7 w+ _! o" c4 _1 q
倍,, u& }+ ~8 Q/ |* U" l. e
& W3 ?! D; p$ r
切削熱也隨之增加,% k# b. T; {5 P3 r u [; q; u
5 W4 ]+ `3 _. w4 {! Q* Z導熱率低,& g1 | o7 G$ m3 l5 u2 P
' {8 q. T: g' E散熱困難,) q2 `9 D& g3 Q0 z7 D' @
0 k' W _7 _: b$ Q
切削區溫- ?) _3 Q1 v# m( O4 J1 t& }/ K2 m
0 o# C6 f7 `2 _1 x$ p
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、4 j* m4 P, Y8 `- G$ {
{0 x( U, h2 q6 A4 z, F2 w- e
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,
& N# [2 `5 y- z' ]* }
6 F/ H& S' a- F# P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3 l" s7 A' z# p0 K
! K5 s1 s% {: P, B/ d8 p
理選擇切削參數來改善切削加工過程。
5 L7 G% F& g5 K4 Z" A: \7 B) U0 D( E
: L: P. D/ Z3 @0 c$ h9 b( M( Z
. p! S5 _! l; b2 ^4 S1.
' _4 n3 }% ]; i5 m& g& H0 I, e0 z) U; p3 I. A, O
7 \; m( k) M4 _: } l
! Q/ J: W {9 J2 g: `5 Z7 w% m# e
粗加工6 }/ x0 k6 f7 q9 K9 ?
# N7 g2 j0 a) j0 m8 u" u! w. p
5 ]# z3 G) v0 |3 }
% q! _- ` L( ?1 D, I n. c% }2.
' S% P8 J* j! O( V. a
* `( j7 ~9 r' M6 |6 P& Q$ W
9 n! \; [; e: \0 e2 ?$ V8 q1 ^! [, s& k* r# Q
精加工
4 I( F C/ g; E% z% t
% v* T/ _, y9 [; n& N) z
/ V; y0 J, t o# _7 ], e$ 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
# A5 A. h$ I, e2 u" |1 |% i& g5 v% [) [ n' e' q
量,采用較大前角,
3 f5 R0 E; ~' @6 y0 q3 N$ h; i6 |! L0 g6 [% w2 E7 r2 u3 _
后角取大值
# ~# g+ _- h+ p6 ~" b) r# d0 v+ I+ L) d; a- g" \
10°,
! y# Q8 E/ _/ s X7 c. Q0 r% j
3 c0 B1 ?, K3 G7 a$ B" h盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠, C& S8 d3 X8 E6 J
) v& }. [0 e" j; j% E
壓,. W0 s& t( P2 D+ U# S1 L! x6 Y
6 ]9 B0 s. J1 v: z1 b$ S& Z
以提高工件表面加工質量,9 v$ N5 J2 G8 V# |3 J/ `
+ [8 D( u9 k% q
主偏角在
" [- @* r) _5 r
7 s# R; g5 g5 D% n10°~30°之間;) q" V d/ x" J, @% B2 s7 S
" o$ ?- y' ?, Q; ?副偏角在
+ z: T$ q% A/ S$ q9 ?5 t+ G/ }% t: {6 w
5°~
1 E3 B0 R- j8 ]. b0 g5 Z- L3 H, g: }6 p& n
10°之間,& M+ W- H/ e1 p8 ?
2 A6 \ k: @5 g+ ~4 @* r* F: L; U+ a為了避免切屑流出劃傷已加工的表面,
+ f4 e5 X! H- H2 W( I& ]. K3 z8 W7 p4 p6 a$ @0 Y5 }/ m
采用正的刃傾角取
5 K _0 |+ E* ?0 S. e5 T% w5 B9 T- J7 _
0°~
. [ B& T6 o) }' y+ m! N7 z7 h# G. y6 z0 }
5°之間,采用較高的主軸轉速
% ?; d3 w" ]+ O. K; f) T! q: G# x9 E$ f3 x6 H$ K' b
(120r/min)
3 q+ B9 L# `0 o. M3 r* N4 z. S0 \% G9 H, J( `' X0 A2 ]
,小的切削深度 l a3 d2 G' b
2 a ]% k- z* A' z5 O* @ d(0.2
$ B) w- ~3 f9 m- b# Q; u# \* Z5 ~" K: x0 V9 m8 {/ \
~8 [- O) {& i. X# v: f: L) T: o. K
, u$ b5 `/ J7 a" k# J8 x; ^/ Y
/ o; K% P: S! K3 f" x7 n K: e' j
X0 o3 Z3 h5 B( X% |) Y+ N. ?# a0 h/ J X) i- J) B0 C0 k. t/ k- t- s
+ ` G# N/ B* g$ V/ G& w1 Y2 |
: _6 R* v* p9 D/ B- G0.3mm)
7 q% `( p% q g& R' B* _
* }1 i: a2 J J/ p+ v' Y
2 Z! u' X5 o2 B; v. |( X" ]
/ ?& {0 I0 K- t* Q/ o% i$ n1 y; V附圖7 t# A# h2 }( r! i" L; z5 d
[% p9 s0 \/ H( }# {$ c
7 B- x, r8 [' |6 E9 C- A2 @
* z& H: j7 R- b3 f輥輪
/ O# d' d& c/ \ ^& H- E4 T0 \3 e" M' {4 g4 v7 C/ @6 s5 t
/ e! d9 d$ }7 E- w, U7 L9 S! E
+ H* P$ \$ L2 l' ?5 g9 ~8 K
/ x' R8 v; i" v, J7 d
1 B7 q1 J* L! a N' W" v ~
2 a( X. u# I1 F9 i+ I! k+ ?4 x% Z
. c2 t" |3 \2 x" D
( ^4 C$ |9 z0 e% b- Z! w. L
" k9 Y+ f3 z5 X2 r s# U- O5 s' Y, t/ S$ e8 j
和小的進給量
/ G: y" ~" j2 L3 Z+ `: H* H9 F8 p
1 B" s& k( U; i0.1mm/r5 K; ^( D, ?+ R% @) s V- v
. f- d+ _9 D0 |# ~。
; t# P! w9 Z" b, [; \
! k+ f. ~* H' t- q& g4 x, q
7 [# c( A( U9 D; {7 p
" ^1 |; c- p. h' s6 q3.
# b0 p. }5 O( M- Z+ K3 F4 `0 \/ r0 |. w( N+ `' ?; }
/ v' ?. V" [7 F6 R; J+ k ^
2 ^9 J* N K6 \; T/ L
圓弧面加工8 s, c9 S$ W' R" D+ H5 U/ [* }) l6 t
; Q" V2 w% P" \! k4 L2 A5 i
: [% n8 {. e6 x5 y7 x& }/ `6 K q$ s9 C2 G) i( I8 ^0 {& [
車削外圓、內孔及總長時,在普通車床上加工較經濟實惠,
$ m V3 W1 b( f' {; w h# T0 b2 e9 g! y! _/ S( o1 @3 H
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
3 q; O+ H" g9 n9 w
. y* b9 [+ `0 `. h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
, y5 K1 `! y9 b% `+ X! M4 x0 i2 ?/ c0 G4 Q* j. s
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
: D2 h: m! @) N$ z7 O5 ]1 c2 F/ d9 o `7 ?
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
. \: y* v! @" P3 |; x5 }9 d8 C6 I b( B1 W! Q2 {0 {
可節省大量時間,減少“無用功”來提高生產效率。
" k* `; ?% Q5 B( Q+ Z
# T& W7 v1 K+ c' E- [1 d
9 B5 l$ z/ h# F0 Z+ t- @. g
1 K; o/ y- j3 }# _7 A0 x. t粗加工時其加工表
/ l9 B1 ?1 C0 E* O9 H
/ |/ R% ?5 i- v# x) s [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
+ c/ t5 ]6 _- H, z4 ]; J) I2 B% y5 Z9 z
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
4 q; p' _/ v% g+ ~
) s3 R' p% a5 v5 X' X& f2 \具能承受足夠的壓應力, l3 f0 k$ l6 b
: F( z* u& m5 s N5 k4 O采用負前角和負刃傾角(0°~7 n& k1 r3 P A3 n5 u. D# v0 ?
+ Z K* Q4 N. l& `
-; J3 h# A6 d3 A1 g8 Y* ~* Z$ M, y3 q
6 k3 \5 Q3 w. v3 Y1 h
5°)來增加刀具的9 T9 X7 H H/ p
: C% e+ h2 r. v7 e4 t& ^
剛性;后角一般在$ Q: u$ ^6 N) s/ q: |0 a/ w6 N
# x* M0 y9 Y9 l( ~5 ~" R! F# y6°~8°之間,主偏角在% K3 }. o$ [$ ]6 }* i+ ]! w! W3 E
$ J/ _0 l2 L4 l
10°~30°之間,副偏角在
( P; H2 i9 g% ]/ }8 D1 x, c/ U
: E0 L' H. Q8 }$ V4 I. I9 _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
* `1 g5 d) o" n/ c, `, B
1 N6 C& f2 C6 s! L+ p, p(80r/min)+ h0 z( Q$ }3 K! ^2 ]5 v
. C) [+ d1 m0 M$ d9 A% G,* e' z3 Q( d! ?) M0 [
! U6 @7 T; }# Z2 w! O
小進給量$ v9 E- ]/ A! a: h+ C3 o3 ?
- w3 ^6 b+ M4 k; ](0.15mm/r)
9 w. Q# w3 m2 }$ i8 F8 P; p
A: Z z1 s3 G& K來適當降低切削力,
; J/ C, W3 g: Y0 F% d
0 q8 k6 j0 @/ r, T* O切削深度選在' e" {9 A0 x6 s& l
j7 m) j( L# W2
; I3 t9 ]- o, S0 A1 M9 p: [' }8 U# p& H u6 j6 ?
~
" T! Z2 T+ u1 E$ {; n) b! ~/ E8 T. ~' a: @6 n
3mm! w9 C, O$ }3 q+ n7 n+ L8 E
# |, A: I; o" s& Q之間。( @' U0 E# Q8 w3 s% Z5 ]
& Z- q4 }( T) _7 J# _4 p5 K6 d
, N6 r+ ?6 G6 ?2 Q4 N
! A: V- r5 v8 ]9 H8 w2 F3 ; K3 y: w" B ?
8 s/ v1 P* j5 l. P) |5 i- q; i, E/ \
結束語3 o2 M$ K6 b7 O- g, \3 ~
- B2 F3 ~+ k! {$ h8 @. g
+ K) d) f5 M! p. y* U% k% D% a
% F2 Y: @7 d* Z, a$ X8 O通過不斷反復地實踐和經驗積累,. ^% X v% d7 n# [& C O0 s
# K$ j5 G! S# v& w
生產效率有了很大的提高,' b# }7 }4 F# q3 h7 ~5 A5 V0 E
# X0 m5 A% x; o/ X2 I& ~; ?! k( H9 Q) }
從開始時的每日
% e x, g: E; v/ q$ ~$ f
. ?. P, S6 g. L9 J) F6 v' h8 K52 a0 O0 M6 _! R& T. D
1 e$ [; k+ S; y~
5 Y* J' S. i3 Q' Y! k/ c: P; x- C0 D/ s% G7 x' D
6: ?9 Z: e2 ~) n% U) ]! P
( Z; d6 `7 H: z0 ]件到目前的每日6 F: s4 Z0 @5 |, ~8 I: \
) }# n/ U7 n v: i2 S
15
/ O1 V0 J5 l& k( j7 g7 q8 ]2 s
. e! p! b- M; O* s$ r' \~
( [8 Q: v" Y A* ]. c( l1 |1 `' w, c5 o
16
9 F m$ F; r/ t( `
7 b3 u: @; P/ y @件,0 d( `* y# ^5 c+ f. u/ A! ]
( D0 t0 C% J t6 {$ f
扣除成本和折舊每年為企業凈增利潤
! w8 T( J4 _4 ]( x
4 a$ H6 Q% v/ N9 W2 Q% G* Z. s9& L O( o: _, i& j; q# y
6 x4 c* L# Q- A2 z# Q7 g5 }萬余元," E# ]/ o7 r! j9 Z
" }7 }) q4 q0 y7 l3 z0 G! y
攻
* a" p+ C" ^7 }& a0 b' Q, a7 P2 s3 T6 A( \7 t& I% y" D
克了高硬度耐熱材料的車削加工難關。" o j; {4 ^' A/ c* X
G; j/ Z- k# x, \4 K% s# F/ g
5 b, `9 A; Z3 p. |) d
. z4 v* w! J# `7 y8 W' Q4 x
# E1 Q7 C, {' ], ~4 ]
9 S9 N3 B( ^- ?, o2 b+ o2 s: c
# @+ B6 q! e3 L# e% Y6 E |
|