司太立合金堆焊辊的硬车削工艺研究

论文摘要

当前,轧线设备中轧辊、助卷辊、夹送辊等主要损耗零件广泛采用Stellite（司太立）合金堆焊辊。司太立合金堆焊辊是一种高硬度、强韧性、低散热的难加工材料,传统的加工工艺为:粗车→探伤→半精车→磨削,不仅工件加工质量不高而且生产效率低、能耗大。论文针对这种情况,探讨了司太立合金堆焊辊加工的绿色制造工艺——硬车削,具有一定的理论意义和较为重要的实际应用价值。首先,对司太立合金堆焊辊进行了显微结构分析,结果表明,司太立合金焊层的内部结构为奥氏体+δ铁素体+共晶组织,焊接时形成复杂的WC、W2C硬质相使这种焊层具有很强的耐磨性和高温红硬性。其次,分析了司太立合金堆焊辊硬态切削的特性,论证了司太立合金堆焊辊硬车削的可行性,在此基础上建立了司太立合金堆焊辊的新的切削加工工艺。再次,对比分析了硬质合金、涂层技术、陶瓷、聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具材料,确定PCBN刀具为粗、精车司太立堆焊辊的最佳选择。接着,采用PCBN刀具在CA6140可变频调速车床上对司太立合金堆焊辊进行了一系列切削力实验,实验结果为PCBN刀具结构和刃口的制备、切削参数的选择、切削过程控制提供了理论依据,对于指导生产实践有着重要的参考价值。最后,论文针对硬态切削的特点,确定了适合司太立合金堆焊辊粗加工的刀具,设计了专门的精车刀具并制定了相关切削参数,并进行了现场加工验证。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 堆焊技术
• 1.2.2 堆焊辊技术国内外发展现状
• 1.2.3 堆焊辊国内外加工技术现状
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 1.3.1 本文的研究目的
• 1.3.2 本文的研究内容
• 2 堆焊辊硬车削的可行性分析
• 2.1 司太立合金堆焊辊的加工性能分析
• 2.2 堆焊辊传统切削加工工艺
• 2.3 司太立合金堆焊辊的硬车削加工
• 2.3.1 硬车削的特点
• 2.3.2 司太立合金堆焊辊硬车削的条件
• 2.3.3 硬车削司太立合金堆焊辊的工艺过程
• 2.4 本章小结
• 3 堆焊辊硬车削的刀具选择
• 3.1 堆焊辊干切削对刀具的要求
• 3.2 国内外刀具技术的发展
• 3.3 刀具材料的选择原则
• 3.4 司太立合金堆焊辊硬车削的刀具材料
• 3.4.1 硬质合金刀具材料
• 3.4.2 细晶粒硬质合金及涂层技术的应用
• 3.4.3 陶瓷刀具
• 3.4.4 聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具
• 3.5 本章小结
• 4 堆焊辊硬车削的切削力实验研究
• 4.1 实验条件、设备及方法
• 4.1.1 变角度刀杆设计
• 4.1.2 切削力的测量
• 4.2 堆焊辊干车削切削力实验结果分析
• 4.2.1 进给量对切削力的影响
• 4.2.2 背吃刀量对切削力的影响
• 4.2.3 切削速度对切削力的影响
• 4.2.4 倒棱参数的影响
• 4.3 本章小结
• 5 司太立合金堆焊辊硬车削的刀具确定
• 5.1 适合高效粗车的刀具
• 5.1.1 刀具选择
• 5.1.2 切削用量的选择
• 5.1.3 PCBN车刀的正确使用
• 5.2 精车加工刀具设计
• 5.2.1 刀具的设计
• 5.2.2 切削用量
• 5.3 现场加工结果
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献