汽輪機(jī)冷凝器(熱交換器)管板通常選用低碳鋼或低合金鋼材料制造,但對(duì)于一些要求具有耐腐蝕性和較高機(jī)械性能的管板,則需選用銅鎳合金材料BFe30-1-1,這種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表1。

表1 BFe_30-1-1化學(xué)成分 適用標(biāo)準(zhǔn) Ni+Co Fe Mn Cu Zn Si Pb S C P Sn 雜質(zhì)
總和 GB5234
-85 29.0～32.0 0.5～1.0 0.5～1.0 0.5～1.2 基 ≤0.3 ≤0.15 ≤0.01 ≤0.05 ≤0.006 ≤0.03 ≤0.7

由于材料成分含鎳較高,因此機(jī)械加工性很差,尤其對(duì)于在半封閉狀態(tài)下進(jìn)行的鉆孔工序,加工更為困難。如采用W18Cr4V高速鋼標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆加工,由于被加工材料韌性和粘性均較大,切削刃極易粘屑并產(chǎn)生積屑瘤,使刀具刃口迅速鈍化,從而導(dǎo)致刀具校正刃與孔壁劇烈擠壓和摩擦,產(chǎn)生刺耳噪聲,加工幾個(gè)或幾十個(gè)孔后,刀具主切削刃和側(cè)刃即嚴(yán)重磨損,如繼續(xù)加工,則切屑會(huì)將管板孔壁拉出較深溝槽,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鉆頭折斷雏仆。為解決銅鎳合金管板孔的加工難題,我們研制了新型鋼結(jié)硬質(zhì)合金鉆頭。

1刀具材料

刀具材料選用株洲硬質(zhì)合金廠提供的D3牌號(hào)鋼結(jié)硬質(zhì)合金,這是一種新型工具材料,由高速鋼粉末和硬質(zhì)合金粉末混合后壓制聂弓、燒結(jié)而成,主要成分為W18Cr4V(70%)和WC(30%)狠浮。鋼結(jié)硬質(zhì)合金的使用性能介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間,其硬度高于高速鋼(熱處理硬度68～71HRC),而強(qiáng)度高于硬質(zhì)合金,用其制作的麻花鉆可在搖臂鉆床上對(duì)銅鎳合金管板孔進(jìn)行鉆削加工。鋼結(jié)硬質(zhì)合金鉆頭在結(jié)構(gòu)及幾何角度上作了某些改進(jìn),較為顯著地提高了切削效率和刀具壽命,可以滿足加工要求拔若。在Vc=26～30m/min,f=0.36～0.50mm/r條件下,刀具每刃磨一次可加工150～300個(gè)孔门冷。

2鋼結(jié)硬質(zhì)合金鉆頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖 ?15mm鋼結(jié)硬質(zhì)合金麻花鉆

鋼結(jié)硬質(zhì)合金鉆頭加工銅鎳合金時(shí),在提高切削效率和刀具壽命方面具有較大優(yōu)勢(shì),但由于其強(qiáng)度低于高速鋼刀具,如采用標(biāo)準(zhǔn)型式麻花鉆結(jié)構(gòu),則無(wú)法進(jìn)行正常加工。為此,需對(duì)鉆頭結(jié)構(gòu)和幾何角度作如下改進(jìn)設(shè)計(jì)(見圖)驳楞。

增大鉆芯厚度K值

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鉆芯厚度K值每100mm增大1.4～2.0mm,現(xiàn)改為每100mm增大2.2～2.8mm叮凸。增大鉆芯厚度可提高鉆頭切削部分剛度。li>減小螺旋角b

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定?15mm麻花鉆螺旋角b=30°,現(xiàn)改為b=25°。減小螺旋角有利于粘而硬的切屑順利排出滓窍。

主切削刃增開分屑槽

在兩個(gè)對(duì)稱的180°主切削刃上交叉開出三條月牙形分屑槽,以減小軸向切削力,同時(shí)可為排屑創(chuàng)造有利條件卖词。

減小刃帶寬度f(wàn)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定?15mm麻花鉆刃帶寬度f(wàn)＝1.0mm,現(xiàn)減小f=0.75mm。減小刃帶寬度可減小刃帶與孔壁的摩擦,減少刀具磨損吏夯。

修磨橫刃

鉆削軸向力的大小與橫刃的大小密切相關(guān),為減小切削抗力,將橫刃寬度改為0.7～1.0mm(約為原橫刃寬度的1/3)此蜈。

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