浅谈车削加工的新工艺硬车技术模板.doc
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1、浅谈车削加工新工艺硬车技术目 录一什么是硬车技术 2二、硬车技术特点 31、硬车削加工效率高 32、硬车削是洁净加工工艺 33、设备投资少,适合柔性生产要求34、硬车削可使零件取得良好整体加工精度 3三、硬车削技术要求41、工件和刀具 42、机床和工艺系统 43、刀片 54、冷却液 55、加工工艺 66、白化层 67、镗孔 68、车螺纹 7四、硬车削应用71、切削用量和切削条件 72、加工零件及工艺参数 7五、硬车削发展8参考文件9【摘要】车削加工是机械制造业中最基础、最广泛、最关键一个工艺方法,它直接影响生产质量、效率、成本、能源消耗和环境保护。因为现代科学技术发展,多种高强度、高硬度工程材
2、料越来越多地被采取,传统车削技术难以胜任或根本无法实现对一些高强度、高硬度材料加工,而现代硬车削技术使之成为可能,并在生产中取得显著效益。硬车削是指把淬硬钢车削作为最终加工或精加工工艺方法,从而更轻易控制切削用量,增加切屑去除量,可同时进行内孔和外圆切削,完成复杂外形工件加工。纵观工件加工过程,硬车技术削减了部分磨削工艺,而且在工件和刀具安装上可节省340时间,加工周期时间节省达575。【关键词】: 硬车削 新工艺 高效在车削加工领域,对于复杂零件和难加工材料车削,一直是车削加工中困扰难题。伴随高硬度切削材料和相关机床发展, 立方氮化硼刀具、陶瓷刀具及新型硬质合金刀具在新型车床或车削加工中心上
3、应用,对淬硬钢、高温合金车削不再是难题,其加工质量能够达成精磨水平。在发达国家硬车技术已被普遍应用于多种零件加工,大多数硬车技术应用已成功替换了磨削。一、什么是硬车技术通常情况下,车削只是淬火前进行粗加工。直到20世纪90年代前,淬火后精加工还只能采取磨削工艺,而车削也只能加工硬度值低于55HRC工件。硬车技术,简称硬车削(即以车代磨)。通常所说硬车削是指把悴硬钢车削作为最终加工或精加工工艺方法,以替换现在普遍采取磨削技术。淬硬钢通常指淬火后含有马氏体组织,硬度高,强度也高,几乎没有塑性工件材料。当淬硬钢硬度 55HRC时,其强度sb约为21002600N/mm2。利用多晶立方氮化硼(PCBN
4、)刀具、陶瓷刀具或涂层硬质合金刀具等在车床或车削加工中心上采取硬车削对淬硬钢(5565HRC)进行加工,其加工精度可达IT5,表面粗糙度Ra0.4m。二、硬车技术特点1、硬车削加工效率高硬车削含有比磨削更高加工效率,且其所消耗能量是一般磨削加工1/5 。硬车削往往采取大切削深度和较高工件转速,其金属切除率通常是磨削加工34倍。硬车削加工时一次装夹即可完成多个表面加工(如车外圆、车内孔、车槽等),而磨削则需要数次装夹。所以,硬车削辅助时间短,加工表面之间位置精度高。2、硬车削是洁净加工工艺大多数情况下,硬车削无须冷却液。实际上,使用冷却液会给刀具寿命和表面质量带来不利影响。因为,硬车削是经过使剪
5、切部分材料退火变软而实现切削。而在使用冷却液加工工艺过程中,若冷却率过高,就会减小由切削力而产生这种效果,从而加紧机械磨损,缩短刀具寿命。同时硬车削可省去相关冷却液配套装置,从而降低生产成本,简化生产系统,形成切屑洁净清洁,易于回收处理轻易。3、设备投资少,适合柔性生产要求在生产率相同时,车床投资是磨床1/31/2,其辅助系统费用也低。对于小批量生产而言,硬车削不需特殊设备,而大批量加工高精度零件则需耍使用刚性好、定位精度和反复定位精度高数控机床。 车床本身就是一个加工范围广柔性加工方法,车削装夹快速,采取配有多个刀具转盘或刀库现代CNC车床很轻易实现两种不一样工件之间加工转换,硬车削尤其适合
6、这类加工。所以,和磨削相比,硬车削能愈加好地适应柔性化生产要求。4、硬车削可使零件取得良好整体加工精度硬车削过程中产生大部分热量能被切屑带走,不会产生象磨削加工过程中出现表面烧伤和裂纹,含有优良表面加工质量,有正确加工圆度,确保加工表面之间较高位置精度。 三、硬车削技术要求 硬车削目标是随切屑带走最少80热量,以保持零件热稳定性。合理硬车削系统能够降低甚至省去磨削和和之相关高昂刀具成本和较长加工时间。采取合理硬车削工艺可取得0.0028m表面光洁度、0.0002m圆度和0.005m直径公差。要想这么精度在对淬硬前工件进行“软车削”相同机床上达成这么精车,从而最大程度地提升设备利用率不是不能够实
7、现。但因为一些工厂错误地选择了刀片(确切地说是选择了廉价刀片),或不清楚所用机床是否含有足够刚性以承受二倍于一般车削压力,从而使得硬车削工艺没有充足地、完全地发挥出其高率。所以,硬车削时须重视以下8个方面:1、工件和刀具尽管45HRC硬度是硬车削起始点,但硬车削常常在硬度高于60HRC以上硬度工件上进行。硬车削材料通常包含工具钢、轴承钢、渗碳钢和铬镍铁合金、耐蚀耐热镍基合金、钨铬钴合金等特殊材料。依据冶金学,在切深范围内硬度偏差小(小于2个HRC)材料可显示出最好过程可估计性。最适合于硬车削零件含有较小长径比(L/D),通常来说,无支撑工件L/D之比小于4:1,有支撑工件L/D之比小于8:1。
8、尽管细长零件有尾架支撑,不过因为切削压力过大仍有可能引发刀振。 在传统刀具制造中,刀柄材料通常是45钢调质到HB210-240,而在硬车削工艺中采取刀柄硬度应提升1.5倍。为了最大程度地增加硬车削系统刚性,刀具伸出长度不得大于刀杆高度1.5倍,工件在装夹时也应尽可能减小悬伸长度。2、机床和工艺系统除选择合理刀具外,机床刚度决定了硬车削加工精度。近1520年内制造机床几乎全部有很好刚性,足以承受硬车削。若车床或车削中心刚度足够,且加工软工件时能得到所要求精度和表面粗糙度,即可用于淬硬钢加工,精心维护一般车床全部能够用于硬车削。为了确保车削操作平稳和连续,常见方法是采取刚性夹紧装置和中等前角刀具。
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