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GCr15淬火钢广泛用于制造各种对硬度和耐磨性要求较高的轧辊零件,这类零件通常采用磨削工艺进行精加工。随着制造技术的发展,特别是刀具材料和切削工艺的发展,采用陶瓷和PCBN刀具进行硬态数控车削是一种环境效益和经济效益俱佳的工艺选择。本文以GCr15淬火钢焊接管轧辊为车削对象,采用陶瓷和PCBN刀具在数控车床上进行了系统实验研究,分析了GCr15轧辊硬态数控车削时对机床、冷却润滑和工艺系统的要求,探讨了GCr15轧辊硬态数控车削的加工路线、刀具的合理选用、工装设计、切削参数对轧辊表面质量的影响和加工编程等。研究结果表明:
GCr15轧辊硬车削时机床和工艺系统都应具有良好的刚性。高刚度可以使硬车削更加平稳、加工质量更好以及提高刀具寿命。对轧辊硬态数控车削的另一个重要标志就是要保证连续加工的稳定性,在断续车削中最好是干车削。
在轧辊孔型数控车削时,PCBN刀具主要用于精加工,陶瓷刀具可用于粗加工,也可用于用于精加工。背吃刀量是影响颤振的一个重要因素,在粗加工轧辊孔型时,阶梯状走刀路线对抑制颤振是一个非常好的方法,且显著提高生产率。而在精加工轧辊孔型时,沿轮廓方向走刀路线虽然生产率低,但基本上不会产生颤振现象,而且加工表面质量高。进给量对表面粗糙度值的影响最大,切削速度次之,背吃刀量影响最小。
GCr15轧辊的加工可以采用自动编程,也可以采用手工编程。自动编程方便,粗车时采用阶梯状走刀路线,精车工时沿轮廓方向走刀,加工时间短,但程序较长不便于检查。手工编程时粗车、精车一般都采用轮廓方向走刀路线,加工时间较长,而且数值计算麻烦、易出错,但精加工后表面精度较高,刀具受冲击的次数少。因此从刀具的寿命和加工精度来看,轧辊硬态数控车削时手工编程较好;从效率和编程方便来说,自动编程较好。