轧辊重载车削难加工,华菱超硬CBN刀具助推轧辊加工再上新台阶

轧机在冶金行业的应用十分广泛,而轧辊作为主要工作部件又决定了轧机的效率和轧材质量,因此在车削加工轧辊时,立方氮化硼刀具(CBN刀具)选择非常重要,今天我们就结合实际应用案例,来聊一聊车削加工轧辊难点,以及立方氮化硼刀具(CBN刀具)、辊环刻肋刀具选择。

目前常见的轧辊有:高镍铬合金铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊、锻钢冷轧辊、高硼钢轧辊孔型槽加工、螺纹钢轧辊、线材高速钢轧辊、铸态高速钢轧辊等,其加工形式主要有:  外圆荒车、 孔型车削、  重型切削、 月牙槽加工、 扁头铣削、轧辊修复等加工形式。

常见的轧辊切削加工方式

车削加工轧辊面临的问题:

1、质量重,重载切削困难。需要车削加工的轧辊一般尺寸都很大,质量也很重,与普通切削加工相比,具有切削深度大、切削速度相对较低、进给速度相对较慢等特点,因此其加工工艺与普通的机械切削加工工艺有很大不同,这些工艺特点存在于机床的刚性、稳定性能的降低,刀具的选择、刀具的安装、切削用量的选择以及工件的装夹等各个方面;其中尤以高硬度重型零部件最为难加工。

2、尺寸大,加工时间长。大多数需要车削加工的轧辊尺寸较大,单件加工时间较长,刀具容易出现还没走到头就已经磨损的现象,导致返工、频繁换刀等影响加工效率。

3、增材后硬度高,切削难度增加。为了提高轧辊的硬度、耐磨性和热强性,防止轧辊产生裂纹,在轧辊生产过程中还会加入钼、锰、铬等元素,使其在轧辊表面形成一层合金层,以延长轧辊的使用寿命,这也一定程度上增加了轧辊的切削难度。

4、缺陷难以避免,加工工况复杂。部分需要车削加工的轧辊存在夹砂、气孔、硬质点等缺陷,加工工况复杂,导致刀具出现崩刀,甚至是扎刀的现象。

目前市场上常见的刀具有硬质合金刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具(CBN刀具),但随着轧辊的硬度、耐磨性、加工效率、加工精度的提升,传统的刀具已经无法满足轧辊的加工需求,新秀立方氮化硼刀具虽然能够满足加工轧辊的需求,但由于生产企业以及制作工艺不同,导致立方氮化硼刀具(CBN刀具)的性能也略有差异,今天笔者就根据自身经验以及相关案例来聊一聊,目前车削加工轧辊常用的立方氮化硼刀具(CBN刀具)的牌号以及选择。

一、粗车高镍铬合金铸铁轧辊

对于切削余量大、硬度高且“包砂”严重的高镍铬合金铸铁轧辊,可选用BN-K1牌号的立方氮化硼CBN刀具,相关案例参数如下:

加工轧辊材质:铸态高镍铬合金铸铁

硬度:HSD80

刀具材质:BN-K1

切削参数:Vc=25m/min,ap=9mm,f=0.5mm/r

CBN刀具粗车高镍铬合金铸铁轧辊

二、精车锻钢冷轧辊

如果是精车加工锻钢冷轧辊,可以选用BN-S20牌号的立方氮化硼CBN刀具,相较于合金刀具,效率可以提升5倍,相关案例参数如下:

加工轧辊材质:锻钢冷轧辊

硬度:HRC60

刀具材质:BN-S20

CBN刀具精车锻钢冷轧辊

三、半精车无限冷硬铸铁轧辊

如果是半精车无限冷硬铸铁轧辊,同样可以选用BN-K1牌号的立方氮化硼CBN刀具,相较于合金刀具,效率可以提升2倍,相关案例参数如下:

加工材料:无限冷硬铸铁轧辊

硬度:HSD67

选用刀片:BN-K1

切削参数:ap=2mm,Fr=0.5mm/r,Vc=66m/min

CBN刀具半精车无限冷硬铸铁轧辊

四、刻肋刀加工孔型轧辊月牙槽

如果是孔型轧辊铣月牙槽,可以根据企业的实际需求选择相应的PCD旋铣刀,不管是修复辊还是新制辊,PCD旋铣刀均可使用。

PCD旋铣刀加工轧辊现场

直径4mm及以上可以选用焊接式结构的PCD旋铣刀(刻肋刀),直径4mm以下的可以选用全贴面。

PCD旋铣刀(刻肋刀)及刀杆

目前常见的PCD旋铣刀规格如下:

PCD 旋铣刀常见规格

其中,PCD轧辊旋铣刀、CVD轧辊刻字刀也可根据企业的实际需求进行非标定制,目前常见的CVD轧辊刻字刀规格如下:

CVD 轧辊刻字刀常见规格

除此之外,高硼钢轧辊孔型槽加工、螺纹钢轧辊月牙槽的修复、线材高速钢轧辊的修复、铸态高速钢轧辊的修复刻字刀等用BN-K1、BN-S20、BN-S300等牌号的立方氮化硼CBN刀具效果也尤为明显。

CBN刀具加工高硼钢轧辊孔型槽

至于车削加工轧辊时具体的立方氮化硼刀具(CBN刀具)选择以及加工参数,笔者整理了相应的表格,大家可以做个参考:

华菱CBN刀具加工轧辊推荐切削参数

轧辊加工常用的CBN刀具和刀杆

好了,以上就是笔者关于车削加工轧辊难点、车削加工轧辊时立方氮化硼刀具(CBN刀具)选择以及相关切削参数的一些浅见,如果你也有不同的意见或者看法,欢迎一起交流、探讨~

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