[发明专利]一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法

说明书

本发明公开了一种一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法，属于蠕墨铸铁制造技术领域。所采用的加工装置包括加工系统和冷却系统，加工系统包括刀架、安装于刀架上的刀杆以及安装于刀杆上的刀具；冷却系统包括氮贮存罐、液氮泵、液氮输送管、液氮喷淋器、喷淋器夹具。喷淋器夹具一端固定在刀架上，另一端连接液氮喷淋器，使得喷淋器随刀杆同时移动，保证喷淋器对准加工刀具的刀尖位置；液氮经由液氮泵抽取，通过输送管传输和喷淋器喷出，确保蠕铁加工的全程低温冷却。本发明解决了现有蠕墨铸铁切削质量无法保证、刀具磨损过快、切削液后处理成本高、加工效率低成本高等问题，该方法具有环保高效、加工效率高、加工质量好、成本低等优点，适合推广应用。

技术领域

本发明属于蠕墨铸铁制造技术领域，具体涉及一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法。

背景技术

蠕墨铸铁是一种介于灰铸铁和球墨铸铁之间的中介材料，其力学性能接近球墨铸铁，而其物理性能和高温下的性能与灰铸铁相似，有着更出色的耐热性、抗疲劳性和抗压性。因为这些独特的物理特性，蠕墨铸铁正逐步取代传统灰铸铁，而被广泛应用于新型轻量化大功率柴油发动机的铸造生产中。但随之而来的却是加工过程中，蠕墨铸铁的加工难问题。蠕墨铸铁的加工效率低、成本高严重阻碍了蠕墨铸铁的大规模生产。

相比于传统灰铸铁材料，虽然蠕墨铸铁具有更好的力学性能，但其加工性能却很差，加工效率也很低，并且与加工灰铸铁时相比，加工蠕墨铸铁零件时刀具寿命大幅下降。研究表明，当用蠕墨铸铁代替灰铸铁时，在高速连续切削条件下，刀具寿命降低10-20倍。而带来这种变化的一个主要原因就是，蠕墨铸铁的导热性较差，加工过程中的刀尖温度较高，造成刀具的磨损加剧。因此针对蠕墨铸铁加工过程中的冷却方法研究就具有了重大的应用价值。

目前，常用的冷却方法有切削液和MQL冷却。而切削液主要起到润滑和清洗作用，对刀尖温度的降低效果不明显。而MQL冷却虽然有较好的冷却效果，但其切削液的后处理却带来环保和成本上升等问题。

发明内容

为了在降低刀尖温度的同时，降低成本并解决环保问题，本发明提供了一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法，该方法使用环保，后处理简单，并可在有效降低刀尖温度的同时，保证加工质量，降低成本。本发明以环保高效低成本的方法，降低蠕墨铸铁加工过程中的刀尖温度，解决刀具磨损过快的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

一种蠕墨铸铁的低温冷却加工方法，所采用的加工装置包括加工系统和冷却系统；所述的加工系统包括刀架3、刀杆2和刀具4，刀杆2安装于刀架3上，刀具4安装于刀杆2上，待加工的工件1位于刀具4前方；所述的冷却系统包括液氮贮存罐5、液氮泵6、液氮输送管7、液氮喷淋器8、喷淋器夹具9；液氮泵6连接液氮贮存罐5，将液氮贮存罐5中的液氮10通过液氮输送管7导出，液氮喷淋器8连接在液氮输送管7前端，并通过喷淋器夹具9连固定在加工刀杆2上，使得液氮喷淋器8在加工过程中随刀杆2移动，并且保证液氮喷淋器8能够在加工过程中都对准加工刀具4的刀尖位置。加工开始后，液氮10经由液氮泵6抽取，通过液氮输送管7传输和液氮喷淋器8喷出，确保蠕墨铸铁加工的全程低温冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)液氮冷却大大降低了加工过程中刀尖的温度，并能在加工过程中保持刀尖处的持续低温，避免了持续加工带来的温度上升，使得刀尖能够在正常工作温度下稳定切削，充分降低了刀具磨损，减少了现场加工的调刀换到频率，提高加工效率；

(2)液氮在喷出后，迅速气化，在降温的同时，气流也会带走加工过程中的铁屑，不会在工件表面和刀尖处产生粘着，避免了对工件表面质量的影响，以及刀具的积屑瘤的产生和粘结磨损；

(3)液氮在喷出后会自然蒸发，无需进行后处理，减少了后续处理成本，且安全环保。

附图说明

图1为本发明所采用的加工装置的整体结构示意图。