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张 成 谢 堃
（山东煤田地质局钻探设备维修中心,山东 泰安 271000）
摘 要：矿物开发过程中一直对安全性问题提出严格的要求.在矿物的勘探、矿井的掘进、矿山机械的加工与维修等方面进行技术方面的创新研究至关重要.文章主要从矿山机械的加工维修过程中面临的问题及创新方面进行研讨,并尝试通过新技术进行机械运行过程中的精度控制.
关键词：矿山机械；加工维修；精度控制；陶铸刀具；刀具材质；超声波探伤技术；无损探伤无损检测
中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：1009-2374-（2011）19-0076-02
一、矿山机械的加工技术创新
(一)矿山机械的加工特点
矿山机械设备在高负荷状态工作时,随机性的载荷作用于零件外部工作表面,造成零件表面的磨损,降低工作运行精度.因此矿山机械设备要求机械零件的材质具有高硬度、高耐磨性能.高锰钢具有材质坚韧、强度高、耐磨性能好等特点,高锰钢材质制造的零件在矿山设备中大量采用.但是高锰钢材质在加工过程中容易产生严重的加工硬化现象,长期以来被视为切削加工的禁区.尤其是高锰钢铸件需要进行水韧处理,使铸件在机械切削加工过程中产生严重的加工硬化现象,工件被加工表面硬度在加工过程中不断提高,给切削加工带来了很大的难度.并且随着工件加工硬化的产生,刀具磨损加剧,刀具的使用寿命和耐用度在加工过程中快速降低.而且不可避免的还将产生“让刀”现象,导致零件的表面粗糙度难以达到技术要求,降低了机械设备的精度,降低了加工效率.
(二)刀具材质的发展及选用
刀具的发展经历了碳素工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等几个阶段.资料显示,随着刀具材料的改进,切削过程允许的切削加工速度每隔10年提高1倍.现代化的切削加工提高加工效率最有效的方法仍然是采用高速切削加工.这就要求刀具的材质具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐热性能.由硬质合金加工而成的刀具由于加工过程中刀具顶端快速、多次、周期性磨削零部件加工表面而快速的失去刀具的论文范文加工性能,在大型矿山机械等大直径、大表面机加工中难以实现精确、快速、高质亮的完成加工任务.传统的刀具已无法满足现阶段刀具性能的需求,研制更好性能的刀具材质具有重要意义.
(三)陶瓷刀具
陶瓷刀具的的优良切削性能缘于陶瓷刀具材料的力学性能.陶瓷刀具的特性如下：（1）硬度高.一般硬质合金刀具的硬度为HRA90～93,而陶瓷刀具的硬度在HRA92～95之间.随着硬度的提高,刀具的耐磨性能有了较大的提高,耐用度和使用寿命相比于合金刀具提高许多倍.是加工HRC50～65高硬度工件、淬硬钢、冷硬铸铁等材料的最佳刀具；（2）耐磨性好.耐磨性是机械加工过程中刀具抵抗工件的磨粒磨损和机械摩擦的能力.提高耐磨性能对于加工零件的精度控制有着很重要的意义.（3）红硬性好.红硬性是衡量刀具材料在高速切削中产生大量切削热时的重要技术指标,陶瓷刀具具有较好的红硬性.
(四)超硬度材料刀具
为了恢复刀具的加工能力通常通过磨削修复刀具,虽然如此,由于刀具材料的磨损,不能保证被加工工件表面的精度和加工效率.现如今运用以人工超硬度材料加工而成的刀具（如人造金刚石便可以有效地解决这种加工工艺问题,并实现了高效率、高精度控制）.
二、矿山机械的维修与养护
随着科学技术的发展,机械产品正朝着大型化和自动化方向发展,在生产实践中,以产品可靠性为中心的设备维修与安装技术越来越显得重要和不可缺少.在机电设备日益密集化的今天,需要大量专业人员对设备进行安装、维护和修理,并制定合理的经济的维修方案,以保证设备高效、安全、可靠的运行.
（一）超声波法对矿山机械进行无损探伤无损检测超声波探伤技术,就是利用超声波的高频率和短波长所决定的传播特性,来发现工件中隐蔽的、不可见的裂纹、孔洞等缺陷.大型矿山机械在经高强度、持久的交变力作用,极容易出现疲劳,这就要求矿山机械设备结构上不允许有太多太大的裂纹、空隙气孔和焊缝缺陷等,因此对设备的无损探伤和检测意义重大.目前检测效果精确可靠、方便易行的检测方法就是超声波检测.相比于其他的检测方法,超声波法检测具有方便、精确、无伤检测等优点.超声波用于无损探测缘于超声波具有以下特征：（1）超声波在介质中传播时,遇到界面即发生反射；（2）超声波频率高,指向性好；（3）超声波传播能量大,对各种材料穿透力强,无损探测能力强.
（二）龙门式三坐标测量机在矿山机械维修中的应用矿山机械的大型设备维修过程中,许多零部件的修复过程涉及到金属机加工、热处理、焊接、装配等工艺过程.而这就产生了由于加工后零部件塑性变形、弹性恢复或温度变化导致的热胀冷缩等原因带来的尺寸变化,给零件尺寸的检测和精度控制带来困难.为解决这个问题,我们可以借助龙门式三坐标测量机进行加工维修后的测量.龙门式三坐标法主要用于大型矿山机械设备的高精度测量,广泛地用于船舶、航空航天、大型机械等领域.
三、矿山机械设备加工的精度控制
高精度控制系统的关键技术涉及：运动控制、伺服控制、机械结构设计与材料选择、装配工艺以及系统的保护等多方面技术.并且对于一些大型的矿山机械设备零件,常具有尺寸大、毛坯易变形弯曲、焊接变形大以及不易实现工艺后机加工等特点,给工艺过程后的精度控制带来很论文范文烦,因此采用合理的工艺流程和工艺方法来保证零件的加工精度尤为重要.
(一)设备加工的焊接工艺
尽管根据设计人员的图样形位可以满足焊接的理论精度,但是为了达到更高的精度以提高工件的加工质量,应尽可能的减小焊接变形.焊接前需要进行焊件的清洁工作,即清除铁锈、油污、水分及氧化部位,焊丝使用前必须进行除锈、除油和除水处理,焊丝头部用砂纸打磨光滑.为了减小焊接过程中的飞溅程度,焊前常在焊缝两侧和焊论文范文喷嘴上喷涂防飞溅剂.还应注意的是对于特殊材料（如9%镍基合金钢）的焊接,熔点要低于常用的合金钢,因此在焊接时容易出现裂纹和弧坑,避免的主要措施是：打底焊时采用穿透法焊接,尽可能的把弧坑留在后面,以便在清根时这些裂纹、弧坑缺陷可以被清除掉.钢焊接时无法避免的是热量的交换,由此带来的精度偏差似乎在所难免.钢焊接时常出现裂纹、低温韧性降低和电弧偏吹三大问题,必须制定出合理的焊接工艺并严格执行,才能对精度的控制不造成影响.另外,由于钢焊接阶段的特殊性,其在精度的控制方面有着举足轻重的地位,提高焊接工人的专业素质尤为重要,只有这样才能保证焊接的合理、高效率、高质量.
刀具:国产BDM903精密数控电火花超硬刀具加工机床视频.flv
(二)精度控制的数据采集和计算机实现
计算机的普及势必将改变技术的发展方法和发展进程,其精细化、高速化对技术革新有着至关重要的推进作用.矿山设备在运行过程中要满足精确性能以保证安全的运行,采用计算机设备实时的进行数据的采集和处理,对不满足生产要求的生产过程予以相应的调控,这在矿山机械设备的精度控制方面意义重大.
(三)高精度位置控制系统
为满足矿山机械自动化生产的要求,在矿山机械设备中广泛使用位置调整和定位系统.这种用于位置控制的定位系统,大多数采用液压缸、调整丝杠、电机、减速器和编码器来实现动作、调整和定位.系统通过编码器实现与PLC的对接,占用空间小,控制精度高,维护起来也相对简单.
从以上几个部分的介绍可以看出,矿山机械设备的加工维修与精度控制这几个部分之间并不是独立存在的,各个环节相互影响、相互制约,为了实现设备的安全可靠无故障运行,从设备的加工制造到维护需贯穿一起,只有这样才能达到满意的效果.
总结：这篇刀具加工论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
刀具引用文献:
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