汽輪機冷凝器(熱交換器)管板通常選用低碳鋼或低合金鋼材料制造,但對于一些要求具有耐腐蝕性和較高機械性能的管板,則需選用銅鎳合金材料BFe30-1-1,這種材料的化學成分和力學性能分別見表1币沫。

表1 BFe_30-1-1化學成分 適用標準 Ni+Co Fe Mn Cu Zn Si Pb S C P Sn 雜質
總和 GB5234
-85 29.0～32.0 0.5～1.0 0.5～1.0 0.5～1.2 基 ≤0.3 ≤0.15 ≤0.01 ≤0.05 ≤0.006 ≤0.03 ≤0.7

由于材料成分含鎳較高,因此機械加工性很差,尤其對于在半封閉狀態(tài)下進行的鉆孔工序,加工更為困難槽华。如采用W18Cr4V高速鋼標準麻花鉆加工,由于被加工材料韌性和粘性均較大,切削刃極易粘屑并產生積屑瘤,使刀具刃口迅速鈍化,從而導致刀具校正刃與孔壁劇烈擠壓和摩擦,產生刺耳噪聲,加工幾個或幾十個孔后,刀具主切削刃和側刃即嚴重磨損,如繼續(xù)加工,則切屑會將管板孔壁拉出較深溝槽,嚴重時會造成鉆頭折斷忙灼。為解決銅鎳合金管板孔的加工難題,我們研制了新型鋼結硬質合金鉆頭寞酿。

1刀具材料

刀具材料選用株洲硬質合金廠提供的D3牌號鋼結硬質合金,這是一種新型工具材料,由高速鋼粉末和硬質合金粉末混合后壓制家夺、燒結而成,主要成分為W18Cr4V(70%)和WC(30%)。鋼結硬質合金的使用性能介于硬質合金和高速鋼之間,其硬度高于高速鋼(熱處理硬度68～71HRC),而強度高于硬質合金,用其制作的麻花鉆可在搖臂鉆床上對銅鎳合金管板孔進行鉆削加工伐弹。鋼結硬質合金鉆頭在結構及幾何角度上作了某些改進,較為顯著地提高了切削效率和刀具壽命,可以滿足加工要求拉馋。在Vc=26～30m/min,f=0.36～0.50mm/r條件下,刀具每刃磨一次可加工150～300個孔。

2鋼結硬質合金鉆頭的結構設計

圖 ?15mm鋼結硬質合金麻花鉆

鋼結硬質合金鉆頭加工銅鎳合金時,在提高切削效率和刀具壽命方面具有較大優(yōu)勢,但由于其強度低于高速鋼刀具,如采用標準型式麻花鉆結構,則無法進行正常加工惨好。為此,需對鉆頭結構和幾何角度作如下改進設計(見圖)煌茴。

增大鉆芯厚度K值

國家標準規(guī)定,鉆芯厚度K值每100mm增大1.4～2.0mm,現改為每100mm增大2.2～2.8mm。增大鉆芯厚度可提高鉆頭切削部分剛度。li>減小螺旋角b

國家標準規(guī)定?15mm麻花鉆螺旋角b=30°,現改為b=25°蔓腐。減小螺旋角有利于粘而硬的切屑順利排出矩乐。

主切削刃增開分屑槽

在兩個對稱的180°主切削刃上交叉開出三條月牙形分屑槽,以減小軸向切削力,同時可為排屑創(chuàng)造有利條件。

減小刃帶寬度f

國家標準規(guī)定?15mm麻花鉆刃帶寬度f＝1.0mm,現減小f=0.75mm合住。減小刃帶寬度可減小刃帶與孔壁的摩擦,減少刀具磨損僵卿。

修磨橫刃

鉆削軸向力的大小與橫刃的大小密切相關,為減小切削抗力,將橫刃寬度改為0.7～1.0mm(約為原橫刃寬度的1/3)。

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