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科泰激光科技-公司新闻

对于钢锭切割加工解析

来源:科泰激光科技 发布时间: 2015/8/11 8:43:01 【返回上一步】
本页关键词:激光雕刻机

 

 
    原料切割工艺试验方案
  原有工艺切割困难的原因分析
  经过对原有切割工艺和过去的试验情况进行分析,钢锭切割困难的主要原因有:(1)刀具材料长期不变,不适应工件材料性能的提高;(2)机床状态逐步恶化,刚度和精度明显下降,使硬质合金刀具的应用受到限制;(3)刀具几何形状与角度未经优化,有明显不合理的参数;(4)工人手工刃磨没有规范化,刀具几何角度以及刃磨力度随意性大,角度不准,刀刃常有烧伤情况。
  高性能高速钢钢锭切割刀具
  由于割槽加工条件非常恶劣,试验证明硬质合金刀具不适用。高速钢刀具的耐磨性虽不及硬质合金,但韧性高,成本也低于硬质合金。钢锭切割生产中一直采用高速钢刀具。试验中选用了超硬高钴高速钢W2Mo9Cr4VCo8(M42美国牌号)和铝高速钢W6Mo5Cr4V2Al(M2Al)两种高性能高速钢替代原有的W9Cr3Mo4V;铝高速钢是由我国自行研制的高速钢牌号,也属超硬高速钢,其成本远低于M42.
  试验刀具结构有焊接式(见)和机夹式(见)两种,因为高速钢刀具在热处理前具有良好的可加工性,因此,机夹式高速钢刀头设计成沉头式,可以避免切屑摩擦螺栓,并减小切屑流动阻力。
  不论钎焊或高频焊,因为高温,高速钢刀具都会发生退火现象,因此焊接式高速钢刀具采用现行生产中使用的电弧焊,焊接后再热处理,对现场生产的变动最小,便于推广应用。
  试验刀具的几何形状与尺寸
  为了试验最佳的几何形状,试验结合生产进行,因此试验条件与生产现场实际加工条件完全相同,切削转速初始为n=88r/min,切入一定深度后逐渐加大,最后达到n=15r/min.初始进给速度为f=04mm/r,切入后增至f=06mm/r.
  试验以两次刃磨期间刀具切割的刀缝数作为耐用度指标,加工的刀缝数越多,则说明刀具的耐用度越高,性能越好。
  试验刀具优选
  高钴高速钢M42刀具试验结果
  M42是一种钴含量达8的高钴高速钢,由美国进口,号称高速钢王。在加工航空难加工材料中具有良好的切削性能,但由于钴含量较高,因此价格昂贵。
  对直接压紧式和焊接式刀具结构在正反刀位置均进行了切削(金属切削液的选用)试验,刀具硬度为6668HRC.大部分情况下初期磨损较严重,在10个刀片的试验中有7个刀片仅能切割12条缝,另3个刀片分别切割7,10,20条缝,效果不理想,说明M42并不适合车轮钢钢锭的切割加工。
  含铝高速钢M2Al刀具试验结果
  M2Al是在W6Mo5Cr4V2M2高速钢基础上添加约08的铝改进而成,其性能与M42相当,属含铝高速钢,热处理后硬度65967HRC.由于是我国自行研制,同时不含贵金属钴,因此价格远低于M42.
  在初步试验中M2Al就表现出良好的切削性能。切割的刀缝数比原有工艺明显增多。同时,M2Al高速钢刀具的硬度较高,可以轻松切入钢锭表皮,抗表层砂眼、硬质点的能力也较强。在试验中无崩刃现象,使用可靠性较高。因此确定刀具材料选用M2Al.
  钢锭切割工艺
  刀具材料
  根据试验结果,刀具材料选用含铝高速钢,牌号为W6Mo5Cr4V2Al(M2Al),主要成分见。经淬火处理后,硬度可达6568HRC.考虑到钢锭切割对刀具强度和韧性的高要求,刀具材料的淬火硬度要求为6566HRC.
  刀具几何结构
  机夹式刀具结构由于刀具可用工具磨床刃磨,刀具几何参数比较一致,并能降低刀杆消耗,但考虑到焊接式刀具结构能保持与原有刀具生产和刃磨工艺不变,不需进行技术改造,也便于推广使用,因此决定采用焊接式刀具结构。
  正刀的切削刃为大圆弧,两刀尖修磨出2mm的圆弧,以增加刀尖的强度。反刀主切削刃的圆弧较小,半径为56mm.安装时保持正刀比反刀宽45mm,反刀多伸出23mm,先切入工件,切削图形如所示,反刀切出刀缝中间部分,正刀主刀刃的两头承担切削任务,缩短了切削刃工作部分长度,同时刀缝中间由反刀切出的凹槽便于钢锭轧断时从中间断裂。
  切削用量
  按照机床现有条件和刀具切割情况,切削用量与原有工艺相同。由于钢锭浇铸形状有误差,同时表皮较硬,安装时又不可能同轴,因此当切割表皮时为断续切削,对刀具的冲击较大,所以在切外表皮阶段转速和进给量都要小一些。当所有刀具都切入钢锭,进入稳定切割阶段后,可适当提高转速和进给量;当切割到芯部,由于切削点直径较小,为保持切削线速度不致下降太多,可进一步提高转速,以提高生产效率。
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