1引言

我公司為邯鋼制造的1680mm精軋機(jī)引進(jìn)的是德國西馬克的制造技術(shù),其輸入輥道輥?zhàn)邮歉咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)的零件,輥?zhàn)颖砻娌捎卯?dāng)今世界上最先進(jìn)的鎳基合金粉末熱噴涂技術(shù),噴層為1.5mm,經(jīng)高溫重溶后冷卻成形,硬度值達(dá)到HRC55～60应康。輥?zhàn)涌傞L2382mm,輥身直徑f260mm,長1900mm,粗糙度Ra1.6μm,圓柱度0.1,其尺寸公差和形位公差要求通過切削加工給予保證。

2切削工藝分析

由于缺少加工鎳基合金噴焊層的經(jīng)驗(yàn),最初選擇加工淬硬鋼的辦法,用復(fù)合氮化硅陶瓷刀具,粗車、半精車留余量0.3mm,在外圓磨床上選用剛玉砂輪磨削達(dá)圖紙要求去扣。但由于噴焊層材料中含有較高的Ni、Cr暮顺、B厅篓、Si等合金元素,重熔后的組織細(xì)密,在600～800℃高溫條件下仍有很高的硬度和強(qiáng)度,且脆性大、塑性差,剛玉砂輪對(duì)其切削特別困難,一個(gè)臺(tái)班磨削量直徑僅0.02mm,且需修磨砂輪十余次,第一件輥?zhàn)幽ハ鬟_(dá)圖紙要求消耗工時(shí)40h,效率低,成本高捶码。

據(jù)此看來,傳統(tǒng)的加工方法對(duì)噴焊層的加工不適用羽氮。經(jīng)分析,決定采用復(fù)合氮化硅刀具粗加工和半精加工,用立方氮化硼(CBN)刀具精加工,取消砂輪磨削的方式進(jìn)行切削試驗(yàn)或链。

復(fù)合氮化硅刀具具有低密度、高強(qiáng)度舀美、高硬度的物理特性,室溫硬度值達(dá)HRA92,有很好的切削能力和耐磨性,可以加工硬度達(dá)HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵嚎衡。其抗彎強(qiáng)度為700～900MPa,抗熱震性能好,斷裂韌性值優(yōu)于其它系列的陶瓷刀具,可以斷續(xù)加工高強(qiáng)度的零件毛坯。立方氮化硼(CBN)刀具具有極高的硬度玉桅、極好的耐磨性和較好的抗熱震性能,是加工淬火鋼漓荞、冷硬鑄鐵、高溫合金的理想刀具材料掷锻。

3切削試驗(yàn)

切削試驗(yàn)參數(shù)

粗加工和半精加工選用復(fù)合氮化硅刀具,粗車切削速度V=30m/min,半精車V=60m/min,選用機(jī)床為車床拟卢。

精加工選用立方氮化硼刀具,V=90m/min,選用機(jī)床為數(shù)控車床。

試驗(yàn)效果分析

復(fù)合氮化硅刀具在GV=60m/min時(shí)刀具磨損嚴(yán)重,無法完成半精車工作,切削速度僅能達(dá)到30～40m/min,但其抗沖擊韌性比較好,可以對(duì)不規(guī)整的毛坯進(jìn)行粗加工蔑来。立方氮化硼刀具在V=90m/min時(shí),刀具輕微磨損,可以繼續(xù)切削,但刀具磨損后,由于輥身長1900mm,切削時(shí)間長,輥身后半段表面粗糙度值增加,滿足不了圖紙的要求绞甥。

確定切削參數(shù)

通過以上試驗(yàn)結(jié)果分析,確定粗車不規(guī)整的毛坯時(shí)選用復(fù)合氮化硅刀具,切削速度V=35m/min,半精車和精車均選用立方氮化硼刀具,半精車V=60m/min,精車V=80m/min。經(jīng)過多次的使用,證明機(jī)床澈虱、刀具帖豫、切削用量的選擇都是比較合理的,用立方氮化硼刀具以車代磨加工噴焊輥?zhàn)涌梢缘玫嚼硐氲某叽缇?形狀精度,粗糙度穩(wěn)定在Ra1.6～0。8μm以內(nèi),完全滿足設(shè)計(jì)圖紙要求表牲。

4立方氮化硼刀具的使用要點(diǎn)

由于立方氮化硼刀具具有脆性大,塑性差,對(duì)沖擊的振動(dòng)載荷比較敏感,所以在使用中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題镜伪。

選擇剛性好的工藝系統(tǒng)

由機(jī)床——工件——刀具——頂尖組成的工藝系統(tǒng)如果剛性差,振動(dòng)大,將大幅度降低切削性能和加工效率,刀具耐用度明顯下降。所以使用立方氮化硼刀具的機(jī)床應(yīng)具有良好的剛性,足夠的功率和較高的轉(zhuǎn)速想幻。一般首選中型或重型機(jī)床粱栖。

防止工件對(duì)刀具的沖擊

由于噴焊輥?zhàn)邮怯煤辖鸱勰釃娡亢蟾邷刂厝坌纬?難免會(huì)出現(xiàn)少量掛瘤,這在切削時(shí)將對(duì)刀具形成沖擊,造成崩刀。所以對(duì)這類不規(guī)則的毛坯,切削時(shí)要重新調(diào)整切削用量,減少價(jià)格昂貴的立方氮化硼刀具的損耗举畸。

合理選擇切削用量

由于噴焊輥?zhàn)虞伾黹L1900mm,外徑f260mm,一次切削時(shí)間長達(dá)190m/min查排。如果中途換刀停車,接刀困難,易出現(xiàn)臺(tái)階,所以正確選擇切削用量是保證噴焊輥切削加工一次走刀成形的關(guān)鍵。若切削用量選用過大,則刀具磨損加劇,不能一次走刀完成輥身精車7若切削用量選擇過小,則切削時(shí)間長,刀具磨損時(shí)間長,易引起工藝系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng),無法切削,并將大大降低生產(chǎn)效率抄沮。所以用立方氮化硼刀具精加工輥身時(shí),應(yīng)選擇較小的進(jìn)給量和盡可能高的切削速度以及合適的切削深度,這將有利于保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率跋核。

5結(jié)論

用立方氮化硼刀具加工噴焊層可以獲得滿意的尺寸精度和形狀精度,只要在使用中根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性,工件的工藝特點(diǎn),合理地選擇刀具的切削參數(shù),充分地發(fā)揮立方氮化硼刀具的優(yōu)越性,就能獲得理想的效果。

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