如何選擇刀具加工渣漿泵?

隨著我國經濟的飛躍發展,各種輕、重工業迅速崛起並發展,渣漿泵的需求量也日益增多,如何製造並加工出各方面性能優良的渣漿泵成為了當代學術界不斷探索的目標。本文主要講述了渣漿泵的用途,材質及渣漿泵零部件的加工工藝,和適合加工渣漿泵零部件的刀具。

工具/原料

硬質合金刀具,陶瓷刀具,立方氮化硼刀具BN-K1

渣漿泵零部件,車床,工具及量具

方法/步驟

一、渣漿泵的用途及材質?

渣漿泵也可稱之為離心泵,是藉助離心力泵的葉輪的旋轉的作用,使得固態和液態混合介質能量增加並且將電能轉換成介質的動能和勢能的一種機械設備。

由於渣漿泵的工作環境惡劣,常工作在強酸、強鹼等腐蝕性物質的環境中,導致使用壽命短,為了使渣漿泵獲得較高的使用壽命,常選用高強度高硬度、耐腐蝕性和耐磨蝕性強的高鉻合金鑄鐵作為渣漿泵的主要材料,如Cr15Mo3,Cr15Mo2Cu,KmTBCr12 ,Cr20 ,Cr26等。

高鉻合金鑄鐵鑄造後的硬度高達HRC60左右,是當前性能最好的耐磨材料之一,主要廣泛用於礦山、電力、冶金、煤炭、環保等行業輸送含有磨蝕性固體顆粒的漿體。渣漿泵的工作環境不同,名稱也隨著改變,如在洗煤行業、海水選砂和疏浚河道等領域,又被稱作泥漿泵、泥泵等。

二、渣漿泵零部件的加工工藝

渣漿泵的零部件很多,主要部件有葉輪、泵軸、護套、前護板、後護板、泵殼和軸封裝置。其中葉輪的作用是將原動機的機械能直接傳給液體,以增加液體的靜壓能和動能(主要增加靜壓能)。軸封裝置的作用是防止泵殼內液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內。下面就簡單介紹一下渣漿泵零部件葉輪(圖一)和泵軸(圖二)的的加工工藝。

葉輪的加工工藝:粗車進口端口環和前板面—精車前口環與內孔(保證同心度要求)—插鍵槽(保證鍵槽對稱度)—鑽葉輪平衡孔(保證大小均勻分佈)—檢驗(平衡試驗)—檢驗入庫。

泵軸的加工工藝:粗車—熱處理(調質)—半精車—精加工—銑鍵槽—磨外圓—檢驗入庫。

其中泵葉輪是渣漿泵中唯一的做工部件,常採用Cr26作為主要材料。葉輪有5-12個葉片,採用車床加工時較難加工,原因在於一:是Cr26(高鉻鑄鐵)經過鑄造之後硬度高,並且大型鑄造件常出現鑄造缺陷,如白口,硬質點等;二是葉輪屬於斷續切削,這就給加工又增加了難度。

如何選擇刀具加工渣漿泵

如何選擇刀具加工渣漿泵

三、加工渣漿泵零部件如何選擇刀具

目前市場上有三種刀具可加工渣漿泵零部件:硬質合金刀具,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具。個人認為立方氮化硼刀具較適合加工渣漿泵零部件。

由於渣漿泵零部件鑄造或經過熱處理後的硬度高,使其加工不易。機械製造商最早採用硬質合金刀具來加工渣漿泵零部件,但硬質合金刀具由於自身刀體硬度不夠,加工渣漿泵零部件尤其是大型鑄件表面高低不平,存在鑄造缺陷,加工過程中導致硬質合金刀具磨損快,一個工件加工不完就要換刀,影響加工效率,刀具費用高。

之後採用陶瓷刀具,陶瓷刀具的特點就不再次解釋,所以陶瓷刀具不適合加工渣漿泵零部件,如選擇陶瓷刀具,必須在不需要考慮公司整體效益的情況下,精加工選擇小進給量的加工渣漿泵零部件。

以上兩種刀具均不能很好的解決渣漿泵難加工的問題,之後研製出立方氮化硼刀具,雖說立方氮化硼刀具的脆性是不爭的事實,但相較於陶瓷刀具還是比較抗衝擊的,但開始也是主要適用於精加工工序中。直到後來我國研製的非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-K1,使粗加工渣漿泵零件變成現實。從硬度上來講:華菱超硬BN-K1=傳統立方氮化硼刀具>陶瓷刀具>硬質合金刀具;從韌性上來講:華菱超硬BN-K1>傳統立方氮化硼刀具>硬質合金刀具>陶瓷刀具;

我國非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-K1的優勢:與硬質合金刀具相比硬度高,耐磨性好;與陶瓷刀具和傳統立方氮化硼刀具相比抗衝擊性強,可斷續切削加工渣漿泵零部件葉輪。

下面就簡單介紹一下我國非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-K1加工渣漿泵零部件葉輪的案例。

四、非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-K1加工渣漿泵零部件葉輪的案例(如下圖)

加工材料:高鉻鑄鐵Cr26;

加工工序:車削外圓,端面;

刀具牌號:BN-K1;

切削參數:vc=75m/min,ap=2.5-5mm,f=0.1mm/r;

加工方式:斷續切削;乾式切削。

加工效果:在車削葉輪時由於葉輪有5-12個葉片,所以葉輪每轉一週刀具要承受5次-12次衝擊。BN-K1立方氮化硼刀具斷續切削過程中沒有產生斷裂破碎,並且在非金屬粘合劑立方氮化硼刀具BN-K1的切削速度高於陶瓷刀具的同時,單刃壽命是陶瓷刀具的7倍,充分展現了非金屬粘合劑立方氮化硼刀具的抗衝擊性,不僅降低了刀具的使用成本,車削效率也提高了。

如何選擇刀具加工渣漿泵

如何選擇刀具加工渣漿泵

五、結論

隨著現代技術的不斷髮展,機械製造商都在努力使工件獲得更好的使用壽命,就如渣漿泵行業也都採用更耐磨耐腐蝕的高鉻鑄鐵材質作為主要材料,這對刀具行業來說是無形中的壓力,面對以上情況,刀具行業也就只能努力研製出高質量高性能高效率的刀具材料,才能順應時代的發展。

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