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随着科学技术的不断发展,机械加工技术进入了“高速、高效、智能、复合、环保”的崭新发展阶段,许多高速、高效的刀具应运而生:在孔加工方面,大直径扁钻、大直径复合钻代替了传统的钻、扩两序加工;大直径螺旋槽丝锥、内容屑丝锥等高精度、高效率刀具也得到广泛的应用。在汽轮机行业,大孔套料刀具也起到了高效加工的效果。
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球面垫圈类工件加工现状 ) B& D- F- Y0 Z- J1 g8 X
0 ]% w! p$ O* x% M/ o 球面垫圈是汽轮机上、下缸体装配时不可缺少的调节部件,材质为2Cr12NiMo1W1V高强度耐热合金钢,它具有导热性差、韧性大、易加工硬化、易产生积屑瘤等特点,是常用钢材中可切削性较差的一个钢种。
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; X- c5 \4 ?0 Q3 N 常用球面垫圈传统的加工工艺是先用钻头钻孔,再用内孔镗刀分几刀车削至要求的内径尺寸。由于材质本身的特殊性,使球面垫圈的切削效率较低、刀具磨损较快、辅助时间长、加工质量不稳定等缺点暴露出来。再者,由于材料的大部分(棒料中间)都变成了铁屑,浪费大量的原材料。
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针对此类零部件加工特点,综合考虑提高工件的加工效率、降低工具成本、提高材料利用率等几方面,我们研制了大直径套料刀,有效的解决了此类零部件的加工难题。 ! Q& q& w j4 A/ z
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大直径套料刀的研制与应用 & N1 ^$ ~: `, o4 I3 x1 h. R- l s* y
! w2 H8 ], u: {6 C# k: ^ 刀具主要针对内孔为Φ70~Φ136的球面垫圈进行研制。 , d' I. L) D( c( z" x! n
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结构参数的确定
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5 S s, @$ y, X& |: [. s 套料刀具结构参数确定得是否合理,直接关系到它的工艺性、切削效率、加工质量以及使用寿命等多方面的问题。 $ K7 k6 L/ h# `# ^% M0 O8 j* U( W
$ s( @: U8 O6 F x1 G* r 结构的确定
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7 F5 U4 n$ c& L* d 大直径套料刀采用莫氏5号锥柄,在普通钻床及车床均可应用;刀头采取可换式结构,这样在加工不同类型零件时只需更换刀头,减少了辅助加工时间,提高加工效率;套料刀齿数为4齿,两个对称切削刃宽度A、B不同,且轴向高度相差距离C,加工时对称两个高齿先接触工件,后接触两个齿加工其余部分,这样的刀齿结构就能便于分屑,减少了切削阻力;刀刃有2°倒锥,其余为圆柱形,增加了刀具切削时的稳定性;为使刀具具有良好的耐磨性和韧性,刃部淬火硬度为62~65HRC,其余部分35~40HRC。
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几何参数的确定 ( ^# S! H1 [" C, S$ f( D/ g
/ J# Z4 Y, q* t* u6 R9 g 大直径套料刀主要应用于汽轮机球面垫圈的大孔加工。经过大量的试验证明,对2Cr12NiMo1W1V材料套料的刀具前角γ0选用16°~18°为宜。前角是影响刀具的锋利程度和刀体强度的主要因素,前角过小,切削抗力大,加剧刀具磨损,降低刀具使用寿命;前角太大,刀尖强度低,散热条件差,易产生磨损崩刃现象。主、副切削刃后角α0选用4°,这样既可保持刀具的加工尺寸精度和提高重磨次数,同时还能提高切削时的稳定性,使之不易产生崩刃。刀具螺旋角ω0则以12°~15°为宜。 / g3 Q) \% _* P% x8 h( s
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