在轧辊的切削加工过程中,由于铸铁轧辊本身硬度较高,且辊子本身的加工精度要求高、辊子结构较为复杂等因素,否则,要影响轧辊的使用寿命。因此,轧辊的切削加工与正常的配件加工相比,有较高的技术难度。为了提高切削加工的效率、确保轧辊加工精度,解决好轧辊的切削加工的技术问题,是轧辊生产的关键环节之一。 根据轧辊加工的技术上与操作上的难点,经过较长时间的探索,从理论分析到实际操作,我们总结了一些轧辊切削技术参数,以在提高轧辊切削效率、保证轧辊加工质量、降低加工成本上,具有较好的可行性。 主要影响因素分析与解决措施 1 在加工刀具方面 刀具是直接对工件进行切削的,要高质量、高效率地进行切削加工,就要求有高质量、高性能的生产工具。因此,刀具性能和质量的优劣,选择是否恰当,都直接影响切削加工的效率、加工精度和加工表面质量。由于该轧辊表层组织为白口铁,性质硬而脆,当刀具切入或切出时容易出现崩边现象,往往造成废品或使刀具崩损。因此,我们刀具的选择,显得非常重要。 刀具材料的选择 由于冷硬铸铁轧辊的毛坯表层余量不均匀或铸造毛坯存在气孔夹渣等缺陷,粗车时冲击很大,容易损坏刀具。刀具中YG类合金刀具的韧性及导热性较好,加工中有利于热量的传出和降低切削温度,YG8类合金的强度较高,抗冲击抗振性较好,但耐磨性和允许的切削速度较低;YG6合金的耐磨性较高,能采用比YG8较高的切削速度。该轧辊表面的硬度较辊径和梅花头处的硬度高,切削过程中冲击载荷很大,因此,刀片材料宜选择YG8硬质合金。辊径和梅花头处的材料硬度较辊身处低,刀片材料选择YG6硬质合金。通过正确选择,加工辊身与梅花头选取不同的刀具材料,大大提高了加工效率,减少了刀具消耗,节约了成本。 刀具几何参数的选择 根据上面所述,铸铁轧辊材料具有较高的热强度、高硬度的特点,有一些铸铁轧辊材料加入了适量的镍和铬等合金元素,以提高铸铁的强度和耐磨性,并使硬度大大提高,可达HS>74.但同时使高温强度提高,导热系数下降,因此使切削抗力增大,切削温度提高,给切削加工带来了极大的困难,特别是刀具崩刃现象和磨损很严重,因此,在刀具几何参数的选择上应注意如下几点: (1)加工辊身时,由于表面硬度高,所以选用较小的主偏角,这样可以使刀具切入和切出时较平稳,减小轧辊崩边和刀具崩损的可能性,同时将前角、副偏角和后角也选用较小的角度并磨出R=1.5mm的刀尖圆弧。 (2)加工辊径和梅花头时,因此处加工余量较大,切削时往往采用较大的切削深度,可将前角增大到r=8°,选用负刃倾角λ=-8°。并磨出过渡刃偏角K=45°的过渡刃。选用较大的前角有利于降低切削力和动力消耗,磨出过渡刃可以提高刀尖强度和抗冲击能力。 2 在切削用量的选择上 选择轧辊的切削用量,主要是根据工件的硬度选择,还应考虑对工件表面光洁度的要求,同时应根据加工余量确定切削深度。切削深度选择后,粗车时可根据机床走刀机构强度、刀具耐用度、工件硬度等要求,选择尽可能大的进给量。精车时的进给量,应主要根据加工表面的光洁度要求来选取。因为进给量在一定程度上会影响工件表面的光洁度,合理地选择背吃刀量、进给量和切削速度,对于保证加工质量,提高生产效率起着很重要的作用。 (1)车辊身时,选用较低的切削速度和较小的切削深度,可适当加大进给量,以提高刀具的耐用度,合理选择量为:切削速度v=5~7米/分,切削深度a=3~6mm,进给量f=1.5~3.0mm/r。 (2)车辊颈和梅花头时,因此处加工余量大,硬度较低,切削时往往采用较大的切削深度。选用的切削用量为:切削速度v=25~35米/分,切削深度ap=25~35mm,进给量=0.5~0.7mm/r。 (3)加工高硬度面合金铸铁轧辊时合理选择量为:切削速度v=4~5m/min,切削深度=2~3mm,进给量=0.5mm/r。 3 机床振动对精度的影响 在实现切削加工的切削点上作用着切削力,这样由机床、刀具、工件所组成的机械结构就会产生弹性变形,刀具与工件之间也就产生了相对位移,在刀具对工件做相对振动位移的同时进行切削加工,此时刀刃不是在一条直线上移动,而是一会切入工件,一会退出工件,随着切削的进行,振动也产生了。在轧辊加工中,振动主要影响工件的表面光洁度,在精加工表面残留条纹状的振痕,同时也影响尺寸精度和几何形状精度.在加工大型轧辊毛坯时,由于机床的振动,使毛坯加工中产生振颤现象,声音非常刺耳,并且在振颤很显著时,就必须停止加工,必须通过改变切削条件来控制。对机床本身来说,各种机械元件的安装不良,平衡精度不高,都会引起强迫振动。为此,加工车间将几台精车机床采取了如下措施: (1)将电动机安装基础与机床安装基础隔离,使其分别安装在两个独立的基础上,由三角胶带传递动力,减少由于电动机的振动给机床本身精度带来的影响。 (2)在安装主轴时配上平衡轮,对主轴进行平衡效验。 操作工技术水平的影响 对于轧辊的切削加工,在解决了刀具、机床等装备上的技术问题之后,那么,操作工的技术水平及管理,就成为轧辊切削加工的又一现实问题。 提高操作工的技术水平,除了日常的技术培训以外,更为重要的是对每一个操作工建立质量跟踪卡,并根据质量卡上出现的问题,及时进行分析、处理,这样对操作工的培训,做到有的放矢,能起到事半功倍的效果,在较短的时间内提高操作工的技能与加工效率。 存在问题及今后努力的方向 如何进一步利用现有设备,挖掘设备的能力,提高操作人员的整体技术水平,最终达到生产高端轧辊产品,将是今后努力的方向。 |