|
淬硬钢精车的表面质量和刀具设计 |
来源:信息中心 时间:2009-2-1 10:47:46 |
|
|
1 前言
为了提高承受高负荷机械零件的耐磨性和接触疲劳强度,提高其表面硬度是最有效的方法之一。通常这样的淬硬钢零件,磨削是最常使用的加工方法。但磨削效率低、成本高、耗能大、使用磨削液对环境污染大。随着工艺水平的提高,尤其是超硬刀具材料聚晶立方氮化硼(PCBN)的使用,硬车削已经成为可能。在一定条件下用车削代替磨削加工,具有一系列优点,显示了诱人的前景。除了克服磨削常见的缺点外,硬车削还具有工艺灵活性大的优点。文中主要介绍硬工件车削后的表面完整性;车削后工件表面粗糙度、残余应力,以及加工参数对它们的影响;精硬车削的刀具设计,特别是刃口倒棱对刀具寿命的影响。
2 精硬车削加工及表面质量
- 车削条件
- 在大量生产中,对加工齿轮锥形制动凸缘进行了现场试验。工件由渗碳钢27MnCr5制成,该钢的主要化学成分是:0.23%C;1.1%Mn;1%Cr。精车前表面淬硬硬度850HV0.3,硬化层深度约0.6mm,硬度分布见VC=50~250m/min; f=0.05~0.2mm/r;ap=0.15mm。使用PCBN刀具车削。用光学显微镜检查刀具后面磨损VB。
|
图4 倒棱对PCBN刀具后刀面磨损与耐用度的影响 |
- 从图4中可以看出,当规定一定的加工时间后(10min),测量后面较大磨损(VBmax),倒棱角-15°时最小。当规定后面磨损(VB=0.2mm)时,刀具耐用度在倒棱角-15°时最长。经有限元(FEM)分析,倒棱角-15°时较大主应力最小。实践和理论分析均表明,倒棱参数应仔细分析,才能设计出合适(本例中WL=0.1mm、倒棱角-15°)的刀具来。
- 刀具涂层
- 现在的涂层技术,使我们能够涂覆需要性能的各种涂层。在这样超硬刀具材料上,涂覆减摩、隔热涂层,显然是有用的。实验表明,在精硬车削时,即使涂覆TiN涂层也能使刀具耐用度显著增加,加工后的工件表面粗糙度减小,残余应力降低。现在的多涂层技术,纳米涂层技术,应当在精硬车削刀具设计中发挥作用,在这方面的研究需要广泛深入进行。
- 正确地设计刀具后,在使用中更加严格控制刀具后面磨损极限VB,就能加工出符合要求的表面质量来。
4 小结
- 在现有的工艺条件下,用精切削代替磨削加工,得到的工件表面质量完全可以满足生产需要。
- 精硬车削加工能否顺利进行,刀具设计是关键。应该使用PCBN制造刀具,同时合理的设计刀具几何参数,可以满足加工中的要求。
- 对刀具设计进行深入细致的研究,防止刀刃崩刃破损,提高刀具的耐用度,这方面还应作大量工作。例如根据加工的具体条件,如何正确设计刀具几何角度和倒棱参数。
- 应当研究适合精硬加工刀具的合适涂层和涂覆方法,我们相信随着新型刀具材料的使用,以及涂层在这种刀具上的应用,精硬车削代替磨削一定会取得更好的效果。
|
|
【关闭窗口】【打印该页】 |
本信息真实性未经证实,仅供您参考。未经许可,不得转载。 |
|