[发明专利]一种控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法

说明书

本发明公开了一种控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：选取设备和对设备的调整：采用数控机床型号CS6140，调整刀具角度，刀具前角为0°，刀具后角为5°；步骤二：对船用柴油机滚轮加工：通过增加切削速度、进给量和切削深度获得不同的船用柴油机滚轮的表面残余应力，完成对船用柴油机滚轮的加工。本发明在加工参数上进行调整，以最优的加工参数达到控制残余应力的目的，从而达到最小化残余应力同时不增加成本的功效，同时本发明综合考虑了切削用量三要素，即切削速度、进给量和切削深度对工件残余应力的影响，更加全面精细的可以控制残余应力。

技术领域

本发明涉及船舶零件加工技术领域，尤其涉及一种控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法。

背景技术

滚轮是船用中高速大功率柴油机喷油泵及进、排气系统中的重要零件，工作时转速高达2000r/min，其能否可靠工作，直接关系到整个喷油及配气系统能否正常工作，直至整个柴油机能否安全运行。由于金属切削加工是一个伴随着高温、高压、高应变率的大变形过程，在已加工表面上会存在相当大的残余应力，而残余应力对零件的使用性能有着重要的影响。它会影响滚轮表面的静力强度、疲劳强度以及抗腐蚀性能，进而影响滚轮的使用寿命。

然而，传统的滚轮控制残余应力方法以热处理和自然时效为主，但是热处理会引入新的残余应力且热处理不当会造成回火脆性，自然时效又耗时太长。在现有技术中，也有通过控制进给量来控制工件表面残余应力的方法，然而工件往往由于在表层下存在一定的残余拉应力而出现裂纹，以至于疲劳失效。

因此，有必要提供一种全新的控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法，解决上述现有技术中存在的缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法。

本发明提供一种控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法，采用如下技术方案：

一种控制船用柴油机滚轮残余应力的加工方法，包括以下步骤：

步骤一：选取设备和对设备的调整：

采用数控机床型号CS6140，调整刀具角度，刀具前角为0°，刀具后角为5°；

步骤二：对船用柴油机滚轮加工：

通过增加切削速度、进给量和切削深度获得不同的船用柴油机滚轮的表面残余应力，完成对船用柴油机滚轮的加工。

步骤二中的增加切削速度、进给量和切削深度获得不同的船用柴油机滚轮的表面残余应力，具体方法为：

切削速度为45m/min时，滚轮表面残余应力为101MPa；

切削速度为75m/min时，滚轮表面残余应力为150MPa；

切削速度为100m/min时，滚轮表面残余应力为181MPa；

进给量为0.15mm/r时，滚轮表面残余应力为122MPa；

进给量为0.2mm/r时，滚轮表面残余应力为181MPa；

进给量为0.3mm/r时，滚轮表面残余应力为202MPa；

切削深度为0.2mm时，滚轮表面残余应力为162MPa；

切削深度为0.5mm时，滚轮表面残余应力为181MPa；

切削深度为0.8mm时，滚轮表面残余应力为196Mpa。

当切削速度为60m/min时、进给量为0.18mm/r时，和切削深度为0.2mm时，可以减少残余应力同时成本最低，应力控制在152MPa以下。