一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，屬于切削加工領(lǐng)域，其解決了現(xiàn)有淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥硬切削工藝復(fù)雜、效率低、成本高的問題。本發(fā)明專利技術(shù)包括如下步驟：S1控制待切削工作輥淬火后長度彎曲變形量；S2修正二端中心孔；S3將步驟S2中重新修正二端中心孔后的工作輥裝在專用配置的機(jī)床上；專用配置的機(jī)床包括主電機(jī)、減速機(jī)、主軸箱、大拖板、中拖板、電動(dòng)刀架、導(dǎo)軌和回轉(zhuǎn)尾座；S4在本發(fā)明專利技術(shù)的機(jī)床的電動(dòng)刀架上安裝整體式CBN刀具及優(yōu)化刀具角度、參數(shù)；S5設(shè)置專用機(jī)床加工參數(shù)，強(qiáng)力切削，一刀完成。本發(fā)明專利技術(shù)突破了對輥軸類零件的馬氏體淬硬層切削禁區(qū)，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)力切削，達(dá)到了高精度、高效率的效果。

Method for processing cold rolling working roll of fully martensitic alloy steel after quenching

The method fully martensitic steel cold work roll of the invention discloses a processing hardened cryogenic, belongs to the field of machining, the hardened martensitic steel cold work roll hard cutting technology is complex, low efficiency and high cost problems. The method comprises the following steps: S1 control for cutting work and quenching length after bending deformation; modified S2 two S3 will end the center hole; the work roll two end center hole again in step S2 after installed in the special configuration of the machine tool; special configuration of the machine tool comprises a main motor, speed reducer, spindle box, carriage in the carriage, electric knife, rail and rotary tailstock; integral CBN tool and optimization of cutting tool angle, install S4 in the machine tool electric parameters; S5 set up special machining parameters, cutting knife, a complete. The invention breaks through the cutting area of the martensite hardened layer of the roller shaft part, realizes the strong cutting, and achieves the effect of high precision and high efficiency.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于金屬機(jī)械切削加工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的強(qiáng)力切削方法。
技術(shù)介紹
合金鋼冷軋工作輥熱處理淬火后硬度一般在HRC61～64度，由于冷軋工作輥直徑一般在φ110mm～φ250mm，總長度在850mm～2300mm，二端軸承擋直徑在φ70mm---φ130mm，直徑與長度之比，完全屬于細(xì)長軸。在熱處理淬火時(shí)會(huì)存在比較大的彎曲變形，工藝上一般都要為成品尺寸精磨前留單邊2～2.5mm余量，但是表面淬硬后留下的變形余量是傳統(tǒng)機(jī)械加工方法都不能采用高效率切削掉的。由于合金鋼淬火后表面是馬氏體組織，金屬組織的機(jī)械性能、強(qiáng)度已經(jīng)大幅度提高，再經(jīng)過深冷工藝，將合金鋼冷軋工作輥的金屬基體組織內(nèi)的部分殘余奧氏體組織轉(zhuǎn)換成完全馬氏體組織，使工作輥獲得了更加高的抗拉強(qiáng)度、更加全面的高硬度，這反而給切削完全馬氏體淬硬層帶來了更加高的難度。這樣一種工作輥普通車床、普通數(shù)控車床都存在無法切削的問題，刀具方面只能用硬質(zhì)合金車刀采用中低轉(zhuǎn)速慢慢車，一般每次進(jìn)給在0.5mm左右，低進(jìn)給量的慢慢一點(diǎn)一點(diǎn)地“刮”，硬質(zhì)合金刀具很快磨損，表面粗糙度很差，根本無尺寸精度、無生產(chǎn)效率可說；對于合金鋼淬火后表面硬度在HRC61～64度，再經(jīng)過深冷工藝，形成完全馬氏體組織后，去除預(yù)留部分余量，從理論上分析，他已經(jīng)不能是采用傳統(tǒng)的切削原理了，它的所謂切削，實(shí)際上是利用超高硬度刀具與工件高速旋轉(zhuǎn)接觸時(shí)，摩擦產(chǎn)生瞬間的高溫，軟化局部金屬表面，在機(jī)床旋轉(zhuǎn)和強(qiáng)力進(jìn)給推進(jìn)作用下的一種金屬剝離，是一種帶有擠壓現(xiàn)象的硬剝離。故對機(jī)床剛性要求非常高。根據(jù)現(xiàn)有的國內(nèi)外切削刀具來看，現(xiàn)有的硬質(zhì)合金車刀、涂層刀、PCD刀、PCBN刀、焊接復(fù)合CBN刀，尤其是面對因?yàn)榇慊鸫嬖趶澢冃危瑢︻A(yù)留部分余量，又存在切削余量是不均勻的，或者是間斷性的。這些刀具由于自身硬度和基體強(qiáng)度原因是不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力重切削或者間斷切削的。只有采用整體式陶瓷刀、整體式立方氮化硼CBN刀，而整體陶瓷刀、整體立方氮化硼CBN刀，從自身硬度上講是可以滿足的，但是從他們基體強(qiáng)度上講，比較脆弱，不耐沖擊，不耐強(qiáng)振動(dòng)。中國專利申請?zhí)?00610029205.8，公開日2007年1月3日的專利文件，公開了一種鋼零件淬火熱處理后濕態(tài)硬車的切削方法，屬于機(jī)械加工
步驟為，第一：對刀,輸入切削參數(shù)，包括車刀零點(diǎn)及補(bǔ)償量，將機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速從原來的90-150M/MIN提升到300-700M/MIN，始終保持進(jìn)給率0.02MM/R；第二：將零件裝上內(nèi)漲車夾具，關(guān)上機(jī)床門；第三：冷卻液自動(dòng)開啟噴灑在刀頭處，內(nèi)漲夾具自動(dòng)夾緊零件，機(jī)床主軸開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)夾具及被夾緊的零件高速旋轉(zhuǎn)，車刀進(jìn)刀并開始車削零件錐面；第四：當(dāng)整個(gè)零件錐面切削完畢后，取下零件，當(dāng)零件表面粗糙度RA在0.45-0.89mm范圍內(nèi)變化時(shí)，車刀繼續(xù)保持加工；第五：拋光。該專利技術(shù)公開的技術(shù)方案雖然對一般硬度材料成倍提高切削速度，提高加工節(jié)拍，成倍延長強(qiáng)制換刀的加工零件個(gè)數(shù)；但是從它進(jìn)給率0.02MM/R看是非常低的，從采用內(nèi)漲車夾具看是加工小零件，內(nèi)漲車夾由于夾持力量小，只能夠進(jìn)行低切削力的加工，對機(jī)床剛性要求非常低。對于淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥，尤其是經(jīng)過深冷處理后的完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥，并且切削余量是不均勻的，其是無法完成強(qiáng)力切削和高效切削的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、要解決的問題針對現(xiàn)有淬硬、尤其是又經(jīng)過深冷工藝形成完全馬氏體組織后的合金鋼冷軋工作輥硬切削工藝復(fù)雜、效率低、成本高的問題，本專利技術(shù)提供一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，突破了對輥軸類零件的馬氏體淬硬層切削禁區(qū)，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)力切削，達(dá)到了高精度、高效率的有益效果。2、技術(shù)方案為解決上述問題，本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案。一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，包括如下步驟：S1.控制待切削淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥淬火后長度彎曲變形量在2.5/1000mm～3/1000mm；S2.對步驟S1中獲得的淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥采用“一種自動(dòng)定心銑端面、打中心孔和套車外圓的機(jī)床”重新修正二端中心孔；S3.將步驟S2中重新修正二端中心孔后的工作輥裝在一種專用配置的機(jī)床上；S4.在步驟S3中專用配置的機(jī)床的電動(dòng)刀架上安裝整體式CBN刀具；整體式CBN為四方體結(jié)構(gòu)，一共有八個(gè)刀刃可供切削使用，并調(diào)整優(yōu)化了刀具角度、參數(shù)；S5.設(shè)置步驟S3中專用配置的機(jī)床的加工參數(shù)：主軸轉(zhuǎn)速為110m～120m/min，刀具進(jìn)給速度F值＝45～60mm/min，切削單邊余量為2～2.2mm，強(qiáng)力切削，一刀完成。優(yōu)選地，步驟S1中采用數(shù)控雙頻掃描式淬火，精確控制待切削淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥長度彎曲變形量在2.5/1000mm～3/1000mm。優(yōu)選地，步驟S3中所述的專用配置的機(jī)床包括主電機(jī)、減速機(jī)、主軸箱、中拖板、大拖板、電動(dòng)刀架、導(dǎo)軌和回轉(zhuǎn)尾座，所述的主電機(jī)、減速機(jī)均獨(dú)立固定設(shè)置在地面上，與床身分離；所述的主軸箱內(nèi)設(shè)置有一根純主軸，所述的主軸與所述的減速機(jī)通過皮帶輪裝置連接；所述的導(dǎo)軌采用四導(dǎo)軌或三導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)；所述的大拖板和所述的回轉(zhuǎn)尾座分別錯(cuò)位設(shè)置在導(dǎo)軌上；所述的大拖板上設(shè)置有與導(dǎo)軌方向垂直的燕尾凸起；所述的中拖板底部設(shè)置有與所述的燕尾凸起對應(yīng)的燕尾凹槽；所述的燕尾凹槽卡合在所述的燕尾凸起上；所述的中拖板寬度尺寸為480mm或者520mm；所述的電動(dòng)刀架固定設(shè)置在所述的中拖板上；所述的電動(dòng)刀架寬度設(shè)計(jì)配置300mm×300mm。優(yōu)選地，所述的回轉(zhuǎn)尾座內(nèi)置回轉(zhuǎn)頂尖，回轉(zhuǎn)軸直徑φ160mm，；所述的主電機(jī)為交流伺服主軸電機(jī)，其功率為22～30KW。優(yōu)選地，進(jìn)行步驟S5的同時(shí)對整體式CBN刀具的刀片直接-10度冷空氣噴吹冷卻，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力切削。優(yōu)選地，所述的步驟S4中整體式CBN刀具的刀片為四方體結(jié)構(gòu)，一共有八個(gè)刀刃可供切削使用，刀片前角γ0＝-6～-7度，后角α0＝6度，刀尖倒棱為a＝0.2mm×20°。優(yōu)選地，所述的整體式CBN刀具主偏角的選擇：當(dāng)步驟S2中重新修正二端中心孔后的工作輥長徑比≥8時(shí)采用主偏角75°刀桿，當(dāng)工件長徑比＜8時(shí)采用主偏角45度刀桿；當(dāng)毛坯切削深度≥2mm時(shí)，采用主偏角75度刀桿，當(dāng)毛坯切削深度＜2mm時(shí)采用主偏角45度刀桿。優(yōu)選地，所述的步驟S4中控制整體式CBN刀具刀尖低于機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心0.1mm。優(yōu)選地，所述的步驟S4中安裝整體式CBN刀具之前對其進(jìn)行刀刃中心高校驗(yàn)。優(yōu)選地，所述的中心高校驗(yàn)方法包括人工測量或工裝校驗(yàn)。3、有益效果相比于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的有益效果為：(1)本專利技術(shù)淬火后彎曲變形量小，使切削加工的余量控制在了本技術(shù)方案所要求的范圍，能有效降低淬火后去除多余馬氏體淬硬層工序的加工難度和生產(chǎn)效率；(2)本專利技術(shù)利用同時(shí)銑兩端面、打兩中心孔的數(shù)控斜床身的機(jī)床，可以有效保證熱處理淬火后，因?yàn)閺澢匦率构ぜS線一致，確保后工序的精車與精磨的同軸性；(3)本專利技術(shù)采用整體式CBN刀具，制品要求納米級微粉，提高了抗沖擊韌性和耐磨性；(4)本專利技術(shù)切削單邊余量為2～2.2mm，強(qiáng)力切削，一刀完成，因?yàn)檐囅鞑痪鶆驍嗬m(xù)余量淬硬鋼時(shí)，切削深度低，刀具受到的間斷性沖擊力反而大，刀尖容易崩刃，切削深度大，形成強(qiáng)力本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，包括如下步驟：S1.控制待切削淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥淬火后長度彎曲變形量在2.5/1000mm～3/1000mm；S2.對步驟S1中獲得的淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥采用“一種自動(dòng)定心銑端面、打中心孔和套車外圓的機(jī)床”重新修正二端中心孔；S3.將步驟S2中重新修正二端中心孔后的工作輥裝在一種專用配置的機(jī)床上；S4.在步驟S3中專用配置的機(jī)床的電動(dòng)刀架(3)上安裝整體式CBN刀具；S5.設(shè)置步驟S3中專用配置的機(jī)床的加工參數(shù)：主軸(21)轉(zhuǎn)速為110m～120m/min，刀具進(jìn)給速度F值＝45～60mm/min，切削單邊余量為2～2.2mm，強(qiáng)力切削，一刀完成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，包括如下步驟：S1.控制待切削淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥淬火后長度彎曲變形量在2.5/1000mm～3/1000mm；S2.對步驟S1中獲得的淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥采用“一種自動(dòng)定心銑端面、打中心孔和套車外圓的機(jī)床”重新修正二端中心孔；S3.將步驟S2中重新修正二端中心孔后的工作輥裝在一種專用配置的機(jī)床上；S4.在步驟S3中專用配置的機(jī)床的電動(dòng)刀架(3)上安裝整體式CBN刀具；S5.設(shè)置步驟S3中專用配置的機(jī)床的加工參數(shù)：主軸(21)轉(zhuǎn)速為110m～120m/min，刀具進(jìn)給速度F值＝45～60mm/min，切削單邊余量為2～2.2mm，強(qiáng)力切削，一刀完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，其特征在于：步驟S1中采用數(shù)控雙頻掃描式淬火，精確控制待切削淬硬馬氏體合金鋼冷軋工作輥長度彎曲變形量在2.5/1000mm～3/1000mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種加工淬硬深冷后完全馬氏體合金鋼冷軋工作輥的方法，其特征在于：步驟S3中所述的專用配置的機(jī)床包括主電機(jī)(1)、減速機(jī)(11)、主軸箱(2)、中拖板(6)、大拖板(7)、電動(dòng)刀架(3)、導(dǎo)軌(4)和回轉(zhuǎn)尾座(5)，所述的主電機(jī)(1)、減速機(jī)(11)均獨(dú)立固定設(shè)置在地面上，與床身分離；所述的主軸箱(2)內(nèi)設(shè)置有一根純主軸(21)，所述的主軸(21)與所述的減速機(jī)(11)通過皮帶輪裝置(22)連接；所述的導(dǎo)軌(4)采用四導(dǎo)軌或三導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)；所述的大拖板(7)和所述的回轉(zhuǎn)尾座(5)分別錯(cuò)位設(shè)置在導(dǎo)軌(4)上；所述的大拖板(7)上設(shè)置有與導(dǎo)軌(4)方向垂直的燕尾凸起；所述的中拖板(6)底部設(shè)置有與所述的燕尾凸起對應(yīng)的燕尾凹槽；所述的燕尾...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅吉平，石明良，
申請(專利權(quán))人：馬鞍山市恒久特材有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽;34