【壓縮機網(wǎng)】前言
活塞式往復壓縮機的產(chǎn)成離不開(kāi)機械加工，切削加工是機械加工中z*常見(jiàn)的一種加工方式。工人師傅反映在加工鋁活塞、銅襯套等零件時(shí)，切削過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生因積削瘤造成的零件損壞，尤其是石化企業(yè)在修復此類(lèi)零件時(shí)更容易出現這樣的問(wèn)題。分析積削瘤的形成原因以及如何避免形成積削瘤，對提高產(chǎn)品零件質(zhì)量，降低廢品率，減少成本等方面有著(zhù)重要意義。
一、積削瘤的形成原因
在機械加工的過(guò)程中，特別是利用車(chē)床加工零件時(shí)，由于車(chē)刀與被切削的金屬間的擠壓變形和強烈摩擦，使切屑與車(chē)刀前刀面產(chǎn)生很大的壓力（2000MPa～3000MPa）和很高的溫度（200℃～800℃以上）。當壓力和溫度條件適當時(shí)，由于切屑與車(chē)刀前刀面產(chǎn)生的非常大的摩擦力，當摩擦力值超過(guò)切屑內部的結合力時(shí)，切屑底層的一部分金屬就會(huì )發(fā)生“冷焊”，在車(chē)刀前靠近切屑的位置形成積削瘤。尤其是當加工鋁、銅類(lèi)有色金屬材料時(shí)，因為此類(lèi)有色金屬的抗拉強度較低（即內部結合力較?。?，更容易形成積削瘤。
二、影響積削瘤形成的主要原因
1.工件材質(zhì)
當工件屬于硬度低、塑性較大的材料時(shí)，由于在工件的切削加工過(guò)程中金屬變形較大，切屑與車(chē)刀前刀面的摩擦系數（大于1）和接觸區域長(cháng)度比較大，鋁和銅等有色金屬以及奧氏體不銹鋼就屬于這類(lèi)材料，切削過(guò)程中很容易產(chǎn)生積削瘤。當工件屬于硬度高、塑性小的材料時(shí)，例如碳素鋼和高合金鋼，產(chǎn)生積削瘤的可能性以及積削瘤的高度會(huì )減小。而當加工淬火鋼及其他脆性材料時(shí)，產(chǎn)生積削瘤的可能性就更小。通常情況下，加工脆性材料時(shí)幾乎不會(huì )產(chǎn)生積削瘤。
2.刀具前角
隨著(zhù)刀具前角的增大，切屑的變形逐漸減小，切屑與車(chē)刀前刀面的摩擦力、切削力和切削熱都大大減少，因此可以抑制積削瘤的產(chǎn)生，或者減小積削瘤的高度。根據有關(guān)資料的介紹，當刀具前角γ0＞40°時(shí)，產(chǎn)生積削瘤的可能性極小，甚至基本不會(huì )有積削瘤生成。
3.切削速度
切削速度主要是通過(guò)影響摩擦系數和切削溫度進(jìn)而影響積削瘤形成。在極低的切削速度條件下，當刀具沒(méi)有負倒角時(shí)，是不會(huì )產(chǎn)生積削瘤的。以中碳素鋼為例，當切削速度Vc＜2m/min時(shí)，幾乎不可能產(chǎn)生積削瘤。當切削速度Vc=2m/min～30m/min時(shí)，積削瘤從產(chǎn)生到生長(cháng)到z*大高度，此時(shí)的切削溫度可達到300℃左右，切屑與刀具間的摩擦系數達到z*大值，積削瘤也會(huì )達到z*大高度。理論研究和實(shí)踐都證明，當切削速度Vc＞30m/min時(shí)，隨著(zhù)切削速度的增大，切削溫度也會(huì )逐漸升高，而積削瘤的高度反而逐漸減小。高速切削時(shí)（Vc＞120m/min），切削溫度會(huì )升高到800℃以上，此時(shí)切屑底層的滑移抗力和摩擦系數顯著(zhù)降低，積削瘤也就隨之被消滅了。
所以在加工鋁活塞及銅襯套時(shí)，為防止積削瘤的產(chǎn)生進(jìn)而造成產(chǎn)品零件報廢，為降低加工件表面粗糙度，z*簡(jiǎn)單的加工方法就是在刀具耐熱性允許的范圍內采用高速切削，或采用低速切削（Vc＜5m/min），即可達到防止積削瘤產(chǎn)生，保證加工表面粗糙度的要求。加工硬度較高的材質(zhì)工件時(shí)，應采用高速切割，由于切削溫度很高，工件表面接近材料熔點(diǎn)，加工出的零件表面會(huì )非常光亮，很容易滿(mǎn)足粗糙度的要求。同時(shí)，不必擔心出現積削瘤的后果。
4.切削厚度
切削塑性材質(zhì)零件時(shí)，例如銅、鋁、奧氏體不銹鋼等，加工時(shí)的切削力、切屑與前刀面接觸長(cháng)度，都隨著(zhù)切削厚度的增加而增加，從而增大了產(chǎn)生積削瘤的可能性。因此，在精加工時(shí)，除選取較大的刀具前角、避開(kāi)會(huì )產(chǎn)生積削瘤的切削速度范圍外，還應采取減少進(jìn)給量或者減小刀具主偏角的方法來(lái)減小切削厚度，以期達到防止積削瘤形成的條件，保證零件的加工質(zhì)量。
三、積削瘤對切削加工的影響
積削瘤對切削加工來(lái)講，既有有利的一面，也有不利的一面，具體分析如下：
積削瘤的硬度比較大，通常比工件的材料硬度高1.5～2.5倍，因此積削瘤可以代替刀具的切削刃進(jìn)行切削加工，有助于保護刀具的切削刃，避免刀具的磨損。
由于積削瘤的形成增大了刀具的實(shí)際前角，減小了切削的變形，使切削力有較大幅度降低，所以積削瘤對于粗加工來(lái)說(shuō)是有利的。
在切削過(guò)程中，當形成積削瘤后，積削瘤會(huì )在工件表面上劃出溝痕，其碎渣會(huì )粘結或嵌入工件表面形成硬質(zhì)點(diǎn)，嚴重的會(huì )影響工件的加工精度和表面加工質(zhì)量。所以說(shuō)積削瘤對工件的精加工是非常不利的，往往會(huì )因為刀具上形成了積削瘤而使工件徹底報廢。
四、防止積削瘤形成的措施
綜上所述，總得來(lái)說(shuō)積削瘤是弊大于利，所以在機械加工的過(guò)程中，應盡可能避免積削瘤的形成。具體措施如下：
1.降低車(chē)刀前刀面的粗糙度
車(chē)刀經(jīng)砂輪磨制后，要用油石精磨，對刀具的前面、后面、前角、刃傾角、主偏角和副偏角、刀尖圓弧等用油石仔細精磨，這樣處理后的刀具不但可以防止積削瘤的形成，還能大大提高刀具的使用壽命，降低加工工件的表面粗糙度，提高工件的質(zhì)量。
2.增大刀具的前角
隨著(zhù)刀具前角的增大，切削變形量逐漸減少，切削力也就隨之減小，切削力減小使切削溫度也降低了，破壞了形成積削瘤的有利條件，從而避免形成積削瘤。
3.選擇合適的切削速度
采用高速切削或低速切削，避開(kāi)容易形成積削瘤的切削速度，可有效的防止積削瘤形成。
4.減小切削厚度
隨著(zhù)切削厚度的減少，切削力也逐漸減小，切削溫度降低，不易形成積削瘤。
5.對工件材料在粗加工過(guò)后進(jìn)行熱處理
對工件材料粗加工后進(jìn)行熱處理，提高工件材料的硬度值，材料的塑性減小，從而避免了形成積削瘤的條件。
6.應用抗粘性好的切削液
切削液可減少摩擦熱，大大降低了切削溫度，杜絕積削瘤的形成。例如選用含硫、氯的極壓切削液，可以很好地避免積削瘤產(chǎn)生。
來(lái)源：■文/沈陽(yáng)遠大壓縮機股份有限公司 楊天鑫 劉磊 孟松余 王龍
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活塞式往復壓縮機的產(chǎn)成離不開(kāi)機械加工，切削加工是機械加工中z*常見(jiàn)的一種加工方式。工人師傅反映在加工鋁活塞、銅襯套等零件時(shí)，切削過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生因積削瘤造成的零件損壞，尤其是石化企業(yè)在修復此類(lèi)零件時(shí)更容易出現這樣的問(wèn)題。分析積削瘤的形成原因以及如何避免形成積削瘤，對提高產(chǎn)品零件質(zhì)量，降低廢品率，減少成本等方面有著(zhù)重要意義。
一、積削瘤的形成原因
在機械加工的過(guò)程中，特別是利用車(chē)床加工零件時(shí)，由于車(chē)刀與被切削的金屬間的擠壓變形和強烈摩擦，使切屑與車(chē)刀前刀面產(chǎn)生很大的壓力（2000MPa～3000MPa）和很高的溫度（200℃～800℃以上）。當壓力和溫度條件適當時(shí)，由于切屑與車(chē)刀前刀面產(chǎn)生的非常大的摩擦力，當摩擦力值超過(guò)切屑內部的結合力時(shí)，切屑底層的一部分金屬就會(huì )發(fā)生“冷焊”，在車(chē)刀前靠近切屑的位置形成積削瘤。尤其是當加工鋁、銅類(lèi)有色金屬材料時(shí)，因為此類(lèi)有色金屬的抗拉強度較低（即內部結合力較?。?，更容易形成積削瘤。
二、影響積削瘤形成的主要原因
1.工件材質(zhì)
當工件屬于硬度低、塑性較大的材料時(shí)，由于在工件的切削加工過(guò)程中金屬變形較大，切屑與車(chē)刀前刀面的摩擦系數（大于1）和接觸區域長(cháng)度比較大，鋁和銅等有色金屬以及奧氏體不銹鋼就屬于這類(lèi)材料，切削過(guò)程中很容易產(chǎn)生積削瘤。當工件屬于硬度高、塑性小的材料時(shí)，例如碳素鋼和高合金鋼，產(chǎn)生積削瘤的可能性以及積削瘤的高度會(huì )減小。而當加工淬火鋼及其他脆性材料時(shí)，產(chǎn)生積削瘤的可能性就更小。通常情況下，加工脆性材料時(shí)幾乎不會(huì )產(chǎn)生積削瘤。
2.刀具前角
隨著(zhù)刀具前角的增大，切屑的變形逐漸減小，切屑與車(chē)刀前刀面的摩擦力、切削力和切削熱都大大減少，因此可以抑制積削瘤的產(chǎn)生，或者減小積削瘤的高度。根據有關(guān)資料的介紹，當刀具前角γ0＞40°時(shí)，產(chǎn)生積削瘤的可能性極小，甚至基本不會(huì )有積削瘤生成。
3.切削速度
切削速度主要是通過(guò)影響摩擦系數和切削溫度進(jìn)而影響積削瘤形成。在極低的切削速度條件下，當刀具沒(méi)有負倒角時(shí)，是不會(huì )產(chǎn)生積削瘤的。以中碳素鋼為例，當切削速度Vc＜2m/min時(shí)，幾乎不可能產(chǎn)生積削瘤。當切削速度Vc=2m/min～30m/min時(shí)，積削瘤從產(chǎn)生到生長(cháng)到z*大高度，此時(shí)的切削溫度可達到300℃左右，切屑與刀具間的摩擦系數達到z*大值，積削瘤也會(huì )達到z*大高度。理論研究和實(shí)踐都證明，當切削速度Vc＞30m/min時(shí)，隨著(zhù)切削速度的增大，切削溫度也會(huì )逐漸升高，而積削瘤的高度反而逐漸減小。高速切削時(shí)（Vc＞120m/min），切削溫度會(huì )升高到800℃以上，此時(shí)切屑底層的滑移抗力和摩擦系數顯著(zhù)降低，積削瘤也就隨之被消滅了。
所以在加工鋁活塞及銅襯套時(shí)，為防止積削瘤的產(chǎn)生進(jìn)而造成產(chǎn)品零件報廢，為降低加工件表面粗糙度，z*簡(jiǎn)單的加工方法就是在刀具耐熱性允許的范圍內采用高速切削，或采用低速切削（Vc＜5m/min），即可達到防止積削瘤產(chǎn)生，保證加工表面粗糙度的要求。加工硬度較高的材質(zhì)工件時(shí)，應采用高速切割，由于切削溫度很高，工件表面接近材料熔點(diǎn)，加工出的零件表面會(huì )非常光亮，很容易滿(mǎn)足粗糙度的要求。同時(shí)，不必擔心出現積削瘤的后果。
4.切削厚度
切削塑性材質(zhì)零件時(shí)，例如銅、鋁、奧氏體不銹鋼等，加工時(shí)的切削力、切屑與前刀面接觸長(cháng)度，都隨著(zhù)切削厚度的增加而增加，從而增大了產(chǎn)生積削瘤的可能性。因此，在精加工時(shí)，除選取較大的刀具前角、避開(kāi)會(huì )產(chǎn)生積削瘤的切削速度范圍外，還應采取減少進(jìn)給量或者減小刀具主偏角的方法來(lái)減小切削厚度，以期達到防止積削瘤形成的條件，保證零件的加工質(zhì)量。
三、積削瘤對切削加工的影響
積削瘤對切削加工來(lái)講，既有有利的一面，也有不利的一面，具體分析如下：
積削瘤的硬度比較大，通常比工件的材料硬度高1.5～2.5倍，因此積削瘤可以代替刀具的切削刃進(jìn)行切削加工，有助于保護刀具的切削刃，避免刀具的磨損。
由于積削瘤的形成增大了刀具的實(shí)際前角，減小了切削的變形，使切削力有較大幅度降低，所以積削瘤對于粗加工來(lái)說(shuō)是有利的。
在切削過(guò)程中，當形成積削瘤后，積削瘤會(huì )在工件表面上劃出溝痕，其碎渣會(huì )粘結或嵌入工件表面形成硬質(zhì)點(diǎn)，嚴重的會(huì )影響工件的加工精度和表面加工質(zhì)量。所以說(shuō)積削瘤對工件的精加工是非常不利的，往往會(huì )因為刀具上形成了積削瘤而使工件徹底報廢。
四、防止積削瘤形成的措施
綜上所述，總得來(lái)說(shuō)積削瘤是弊大于利，所以在機械加工的過(guò)程中，應盡可能避免積削瘤的形成。具體措施如下：
1.降低車(chē)刀前刀面的粗糙度
車(chē)刀經(jīng)砂輪磨制后，要用油石精磨，對刀具的前面、后面、前角、刃傾角、主偏角和副偏角、刀尖圓弧等用油石仔細精磨，這樣處理后的刀具不但可以防止積削瘤的形成，還能大大提高刀具的使用壽命，降低加工工件的表面粗糙度，提高工件的質(zhì)量。
2.增大刀具的前角
隨著(zhù)刀具前角的增大，切削變形量逐漸減少，切削力也就隨之減小，切削力減小使切削溫度也降低了，破壞了形成積削瘤的有利條件，從而避免形成積削瘤。
3.選擇合適的切削速度
采用高速切削或低速切削，避開(kāi)容易形成積削瘤的切削速度，可有效的防止積削瘤形成。
4.減小切削厚度
隨著(zhù)切削厚度的減少，切削力也逐漸減小，切削溫度降低，不易形成積削瘤。
5.對工件材料在粗加工過(guò)后進(jìn)行熱處理
對工件材料粗加工后進(jìn)行熱處理，提高工件材料的硬度值，材料的塑性減小，從而避免了形成積削瘤的條件。
6.應用抗粘性好的切削液
切削液可減少摩擦熱，大大降低了切削溫度，杜絕積削瘤的形成。例如選用含硫、氯的極壓切削液，可以很好地避免積削瘤產(chǎn)生。
來(lái)源：■文/沈陽(yáng)遠大壓縮機股份有限公司 楊天鑫 劉磊 孟松余 王龍
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