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    时间:2012-10-30 12:08 作者:admin 点击:
    高硬度耐热材料车削加工的实践 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

    高硬度耐热材料车削加工的实践
    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,就不可避免地存在铸造缺陷,且硬度可达50-60HRC,加上辊轮(如附图所示)同轴度要求较高,这给车削加工带来了极大的困难。
    1 合理选择刀具牌号
    辊轮材质的强度、硬度已达到普通硬质合金刀具(YT)的强度和硬度,故普通刀具根本无法正常切削,虽然可以通过调质处理适当降低硬度,便于切削加工,但成本太大,周期较长,因此还是选择了铸态直接加工。通过对各种高硬度刀具(包括陶瓷刀具和进口刀具)进行试切加工和反复比较,最后选定了硬度和耐磨性均符合切削要求且价格相对较低的YS8牌号车刀进行车削加工。当然对于使用后需修复的辊轮,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,YS8也无法切削的情况下,我们采用陶瓷刀片进行修复加工。
    2 合理选择刀具几何角度和切削用量
    因为毛坯中有相当的Cr,Mo等元素,其塑性好,强度、硬度高,变形抗力大,切削力比普通钢材高2-3倍,切削热也随之增加,导热率低,散热困难,切削区温度极高,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、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,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,我们通过合理选择切削参数来改善切削加工过程。
    粗加工 粗加工时其加工表面余量不均匀,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,为使刀具能承受足够的压应力,采用负前角和负刃倾角(0°--5°)来增加刀具的刚性;后角一般在6°-8°之间,主偏角在10°-30°之间,副偏角在10°-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(80r/min),小进给量(0.15mm/r)来适当降低切削力,切削深度选在2-3mm之间。
    精加工 因为切削深度较小,切削力较小,切削热量小,为了提高表面质量,采用较大前角,后角取大值10°,尽可能减少刀具与工件的摩擦和挤压,以提高工件表面加工质量,主偏角在10°-30°之间;副偏角在5°-10°之间,为了避免切屑流出划伤已加工的表面,采用正的刃倾角取0°-5°之间,采用较高的主轴转速(120r/min),小的切削深度(0.2-0.3mm)和小的进给量0.1mm/r。
    圆弧面加工 车削外圆、内孔及总长时,在普通车床上加工较经济实惠,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”如此可节省大量时间,减少“无用功”来提高生产效率。
    3 结束语
    通过不断反复地实践和经验积累,生产效率有了很大的提高,从开始时的每日5-6件到目前的每日15-16件,扣除成本和折旧每年为企业净增利润9万余元,攻克了高硬度耐热材料的车削加工难关。

     

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