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重型车削加工

重型车削加工
在机械制造加工过程中,重型车削加工具有很重要的地位。有点工件重量达60~80t,甚至上百吨,加工设备重型卧车回转直径达到6m,重型立车可达到10m。且单边加工余量大、加工余量分布不均、工件平衡差造成重型车削加工具有切削深度大、切削速度低、进给速度慢的特点。所以要提高重型车削加工的效率,必须从增大切削层厚度和进刀量入手,要重点考虑切削用量和刀具的选择,改善刀具结构和几何形状,提高刀具材质的强度,以求提高切削用量,显著降低机动时间。

但由于硬质合金刀具材料的耐磨性和强韧性不易兼顾,因此使用者只能根据具体加工对象和加工条件在众多硬质合金牌号中选择适用的刀具材料,这给硬质合金刀具的选用和来诸多不便。

切削常用的刀具材料主要有高速钢、硬质合金、立方氮化硼(CBN)、陶瓷等。而重型切削深度一般可达30~50mm,余量不均,工件表面有硬化层,粗加工阶段的刀具磨损以磨粒磨损形式为主:切削速度一般为15~20m/min,尽管速度值处于积屑瘤发生区,但切削的高温足使切屑与前刀面的接触点处于液态,减小了摩擦力,抑制了积屑瘤生成。刀具材料的选择要耐磨损、抗冲击。硬质合金刀具却有较低的摩擦系数,可降低切削时的切削力及切削温度,大大提高刀具耐用度,比较适于重载车削粗加工和碳化钨类(YW)。
加工钢料时,钨钴类(YG)类硬质合金的强度和韧性好,但高温硬度和高温韧性较差:重型车削时工件塑性变形大,摩擦剧烈,切削温度高,因此在重型车削中很少用YG类硬质合金。YT类硬质合金有高硬度和耐磨性、高耐热性、抗粘结扩散能力和抗氧化能力,是重型车削常用的刀具材料,适于加工钢料。然而在低速车削时,切削过程不平稳会造成YT类合金的韧性差,产生崩刃:尤其是加工一些高强度合金材料时,钨钴钛类(YT)类硬质合金耐用度下降快,无法满足使用要求。这时应选用YW类刀具或细晶粒、超细晶粒合金刀具(如643等)。细晶粒合金的耐磨性好,更适用于加工冷硬铸铁类产品,效率较YW类刀具可提高1倍以上。在重型车削粗加工阶段,工件外表面的锻造氧化皮、裂纹、铲坑、铸造夹杂、气孔等缺陷都易导致刀具破碎又因要切除很厚的切屑,切削深度可达到单边50mm,切削余量大且切削力很大,易使刀具损坏,因此对刀具的刚性要求较高,车刀一般采用前角g=8°~12°,切削刃倾角l=10°~18°。同时应选择较低的切削速度,一般为10~15m/min,进给量为1~2mm/r。采用这样的切削用量,工件的表面粗糙度比较差,只能达到Ra12.5~Ra6.3,可以通过滚压的方法提高粗糙度值,以满足后序加工的要求。

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