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淬硬钢导电加热切削技术基础研究

孙鹏  
【摘要】:导电加热切削技术是一种典型的复合加工工艺,它是在切削过程中利用刀具和工件构成回路,通以低压大电流,通过电流的热效应辅助提高切削温度,使切削区材料受热软化,降低材料的剪切抗力,使切削变得顺利。长期以来,导电加热切削一直被视为对付难加工材料的有效方法之一。 淬硬钢是典型的耐磨和难切削材料,广泛用于制造轴承、齿轮等对硬度和耐磨性要求较高的基础零部件。长期以来,淬硬钢的半精加工和精加工主要依靠磨削,但磨削存在效率低、成本高、耗能大、磨削液对环境污染大等问题。在一定条件下,可以用车削代替磨削,即所谓的硬车削。硬车削相比于磨削,具有加工效率高、绿色无污染和设备投资少等优点。 目前的硬车削技术对机床和刀具要求比较高,这使得该项技术的普及受到局限。根据我国机加工行业整体比较落后的现状,开发研究一种简便、易行的硬车削技术具有重要意义。本文提出了并研究了淬硬钢的导电加热切削的相关理论和技术问题,为硬车削技术的丰富发展和普及应用探索新路。首先建立了导电加热切削的实验装置,并对导电加热切削淬硬钢的一些切削规律进行了探索。随后通过分析各切削用量对表面粗糙度的影响规律,归纳了较优的参数组合。最后对表面粗糙度较好的试件做了加工硬化和残余应力的分析。实验结果表明:采用导电加热切削技术加工淬硬钢是可行的,不仅能获得相当于磨削的表面粗糙度,而且已加工表面无硬化或软化现象。 采用导电加热切削技术切削淬硬钢的特点在于:可以采用普通机床、硬质合金刀具对淬硬钢进行硬车削加工。该方法投入低,见效快,工艺简单,易于操作,应具有良好的应用前景。


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