不锈钢离心泵技术及参数（精选6篇）
不锈钢离心泵技术及参数 第1篇
不锈钢离心泵技术及参数
一、不锈钢离心泵产品概述
不锈钢离心泵吸取了国内外先进技术而设计制造的非自吸立式多级离心泵。更换非常方便。采用标准立式电机和快装式机械密封。
不锈钢离心泵的过流部分均采用不锈钢(304316材料制成。以其高效节能、质量可靠、使用范围广等特点，可适用于轻度腐蚀性介质。
二、不锈钢离心泵产品特征：
1．采用优良的水力模型和先进的制造工艺。可提高泵运行的可靠性及输送介质的温度。2．由于轴封采用材料为硬质合金及氟橡胶的机械密封。使得泵可适用于轻度腐蚀性介质。
3．离心泵的过流部分采用不锈钢板冲压焊接而成。检修方便。
4．整体结构紧凑、体积小、重量轻、噪声低、节能效果显著。可直接用于管路当中。5．泵的进水口与出水口位于泵座同一水平线上营销软件。用户可方便地根据需要配备电机。
6．采用标准电机。对泵干转、缺相、过载等进行有效保护。7．可根据用户需要配备智能保护器。
三、不锈钢离心泵产品用途：
供水：水厂过滤与输送、水厂分区送水、主管增压、高层建筑增压。工业增压：流程水系统、清洗系统、高压冲洗系统、消防系统。
工业液体输送：冷却和空调系统、锅炉给水和冷凝系统、机床配套、酸性和碱性介质输送。
水处理：超滤系统、反渗透系统、蒸馏系统、分离器营销软件和游泳池的水处理系统。灌溉：农田灌溉、喷灌、滴灌。
四、不锈钢离心泵输送介质：
1稀薄、清洁、不含固体颗粒或纤维的非易燃易爆介质。2诸如矿泉水、软化水、纯水、清油和其他轻化工介质。可应用于抽送轻度腐蚀性介质。3离心泵主要材料为不锈钢。
五、不锈钢离心泵技术参数：
流量：4.2-504m3/h 扬程：24-240m 功率：1.5-450kw 转速：1480r/min
口径：φ40-φ250 温度范围：0-+90℃;工作压力：≤2.4Mpa
不锈钢离心泵技术及参数 第2篇
设计进水水质：
污染因子 | 化学需氧量CODCr(mg/L) | 金属离子含量 Ni Cr Cu（mg/L) | 悬浮物SS (mg/L) | 石油类 (mg/L) | PH |
数值 | ≤800 | ≤20 | ≤300 | ≤200 | 6~9 |
1、设计处理水量及出水水质
污染因子 | CODCr(mg/L) | Ni Cr Cu(mg/L) | SS(mg/L) | 石油类(mg/L) | PH |
数值 | ≤80 | ≤0.5（Cr6+≤0.1） | ≤30 | ≤5 | 6~9 |
1.1.设计处理水量
不锈钢工件清洗车间污水最高日排放量约10m3/d。主要污染物是含有油脂、悬浮物、清洗剂和中低浓度的重金属化合物，污水经过管道收集后汇入污水处理站进行处理。
设计水量： 10m3/d
运行时间： 10h
时变化系数： 1.2
设计小时处理量： 3.0m3/h
1.2.设计污水进水水质
参考同类水水质，确定本工程污水水质如下：
1.3.处理后水质要求
污水确保处理后出水水质指标达到《广东省水污染物排放限值》(DB 44/26-2001)标准
2、工艺流程及说明
2.1工艺流程
不锈钢工件清洗及冲洗废水等含有油脂、悬浮物、清洗剂和中低浓度的重金属化合物，排水时间相对集中等特点。根据此特点，本项目设计采用加药混凝沉淀+气浮+石英砂过滤的物化与活性炭的吸附处理工艺，使出水最终达到回用或达标排放。
计量泵投加混凝剂、还原剂、重捕剂
格栅与格网
达标排放
2.2主要处理单元及设备设计参数
（1）格栅井
油污水经沟渠汇总进入格栅井，由于进水中有可能含有大的固体悬浮物与杂物，因此需要设置一台手动格栅或格网，可以将这些固体垃圾先截留处理，防止后续潜污泵的堵塞。
构筑物说明
功能： 拦截大固体杂物与漂浮物
内净尺寸： 1900×600×1200mm
结构： 钢结构（内防腐）
污水进口中心标高： +0.50米（相对地坪±0.00）
内设备说明
人工平面格栅（不锈钢304）
数量 1片
栅隙 5-10mm
安装宽度 0.6m
安装深度 1.2m
（2）预沉（沉砂）隔油池
进水含有浮油以及泥沙，通过沉砂隔油池可以大量截留，以减少后续处理工序的负荷，同时进行泥砂沉降。
构筑物说明
尺寸： 2000×1500×1800mm
数量： 1座
结构： 钢结构（内防腐）
截留的砂粒及浮油定期抽吸外运集中处理。
（3）油污水调节池
由于维修场地等排水时间比较集中，所以需设置调节池调节水量水质，减少污水的负荷对后续设备的冲击，调节池停留时间按4h以上考虑。
构筑物说明
功能： 调节水质水量
尺寸： 1500×1000×1800mm
结构： 钢结构（内防腐）
内设备说明
污水提升泵（潜污泵）
数量： 2台（互用互备）
型号： F-05U
流量： 0-15m3/h
额定扬程： 2-10m
功率： 0.4kw
安装方式： 自耦安装
厂家： 南方泵业或同档产品
控制要求： 液位控制二次信号输出由PLC来自动控制
液位仪要求： 采用浮球控制器
浮球控制仪，数量：2只，规格：排水型，5m电缆，设立高低液位输出信号由PLC来完成对水泵自动控制
（4）混凝斜管沉淀池
由于流动机械主要工作是不锈钢工件清洗，污水中不仅含有机械油还含金属离子与金属氧化物残留，污水中也含有大量的清洗废液的颗粒及悬浮物，污水中悬浮物含量高，需要混凝沉淀达到去除悬浮物，去除金属化合物，澄清水质。
设备说明
混凝斜管沉淀池
规格尺寸： 2000×1400×2500
数量： 1套
处理量： 3m3/h
材质及防腐： SS304
斜管填料规格： Ф50×500,附：电动排泥球阀，规格：DN50，数量：2只
（5）混凝高效气浮装置
混凝高效气浮装置系统应包括与药剂混凝、溶气反应、固液分离、清水调节溢出。污水在其内通过药剂反应，废水中的乳化油、重金属、其他有机物以及微小的悬浮颗粒物在混凝剂的反应作用下形成较大的絮体，其比重小于水，溶气微小气泡将污水中的油污形成的矾花絮体黏附上浮至水面上，然后通过刮泥机将悬浮物刮入浮渣池。
设备说明
气浮装置
规格型号： YF-3.0，1500×1200×2000mm
最大产水量： 3.0 m3/h
数量： 1套
材质及防腐： SS304
浮渣形式： 浮渣由刮渣机刮除。
溶气水泵
型号：25BXG2Z，流量：2 m3/h/0.4MPa，功率：1.5kw
刮渣机
规格型号： B-1500，BLD-59-0.55
数量： 1台
工作方式： 时间间隙运行，与溶气泵联动
（6）加药装置
加药装置是制备及投加混凝剂与中和剂的容器，由容器本体、计量泵、搅拌机组成，药剂制备由搅拌机搅拌融合成溶液，计量泵投加
设备说明
加药装置
规格型号： JY-Ⅱ
数量： 4套
溶液桶： Ф800
材质及防腐： Q235+δ=8mm（设备内部二粗二细玻璃钢FRP防腐）
计量泵（投加混凝剂PAC、FeSO4及重捕剂，去除镍、铬、铜等）
型号： KDV-82H，0-40L/H
功率： 0.2kW
数量： 3台
厂家： 米顿罗或同档产品
计量泵（投加絮凝剂PAM药剂）
型号： KDV-52H，0-25L/H
功率： 0.2kW
数量： 1台
厂家： 米顿罗或同档产品
污泥浓缩计量泵（投加絮凝剂PAM药剂）
型号： KDV-33L，0-174L/H
功率： 0.2kW
数量： 1台
厂家： 米顿罗或同档产品
搅拌机
型号： BLD-17-0.55
搅拌轴： 叶轮Ф200，Q235+衬塑防腐
功率： 0.55kw
数量： 4套
（7）中间水池
污水经气浮处理出水至中间水池，污水在中间水池得到过渡缓冲停留。中间水池装有液位浮球控制器
构筑物说明
功能： 停留缓冲
尺寸： 2500×1300×2200mm
结构： 钢结构（内防腐）
内附浮球控制仪，数量：2只，规格：排水型，5m电缆，设立高低液位输出信号由PLC来完成对过滤提升水泵自动控制。
（8）过滤系统
过滤系统由活性炭过滤器及石英砂过滤器组成，活性炭过滤器是以椰壳活性炭为滤料的主要是进一步去除清洗废水中残留的有机物、重金属、悬浮物的污水，并可去除水中的色度和异味。它正常过滤时，待滤水在过滤器内自上而下沿核活性炭滤料层过滤，去除污染物净化水质。随时间推移，滤料层吸附、截留的污物逐渐增多，滤层失去过滤能力，当达到一定的水头损失时进行反冲洗，通过清水与活性炭滤料反复搓洗，再通过搅拌机和流化床强有力的相结合的清洗作用后恢复过滤能力。石英砂过滤器是以石英砂为滤料的过滤器，主要工作原理与活性炭过滤器一样，其主要作用是去除污水中的悬浮物。（过滤系统中包括过滤提升泵、引水筒，反冲洗泵、活性炭过滤器及石英砂过滤器组成）
设备说明
过滤提升泵
型号： CDL4-4
流量： 1.5-4m3/h
扬程： 13-38m
功率： 0.75kw
数量： 2台（互用互备）
厂家： 南方泵业或同档产品
控制： 浮球液位信号输出由PLC进行自动控制
椰壳活性炭过滤器
规格型号： WLJ-800, φ800×1900
处理水量： 3m3/h
数量： 1台
材质及防腐： Q235δ=8mm+内部衬δ=3mm硫化橡胶
布水器： 不锈钢304筛管Ф100，筛隙0.8mm
收水器： ABS滤头，规格：1T/每个
滤料： 椰壳活性炭（规格1-2mm）
搅拌机规格型号: 直径Ф700，减速机型号：BLD-71-4
功率： N=4.0KW 数量：1套
活性炭过滤器上设立压力变送器（压力变化自动反冲洗滤料层，PLC自动控制），规格型号：WIDEPLUS，测量范围0～4kgf/cm2数量：1套
石英砂过滤器
规格型号： SM-800, φ800×1900
处理水量： 3m3/h
数量： 1台
材质及防腐： Q235δ=8mm+内部衬δ=3mm硫化橡胶
布水器： 不锈钢304筛管Ф100，筛隙0.5mm
收水器： ABS滤头，规格：1T/每个
滤料： 优质石英砂（规格0.5-1.25,1-2mm）
石英砂过滤器上设立压力变送器（压力变化自动反冲洗滤料层，PLC自动控制），规格型号：WIDEPLUS，测量范围0～4kgf/cm2数量：1套
反冲洗提升泵
型号： CDL8-4
流量： 5-12m3/h
扬程： 26-41m
功率： 1.5kw
数量： 1台
控制： 回用清水池低液位信号输出及过滤器压力输出由PLC进行自动控制
附：泵前配引水筒
规格：φ350×800mm，材质：Q235, 数量：1台
过滤器进出水管上电动阀门
规格型号： DN50，EK50
数量： 9只
功能： 通过对水位测量输出信号由PLC来完成对水泵自动控制。
（9）排放水池
过滤出水排放水池，满足过滤器反冲洗用水的需要。
构筑物说明
功能： 停留贮存作用
尺寸： 1500×1500×1200mm
结构： 钢筋砼结构，地埋式
内附浮球控制仪，数量：1只，规格：排水型，5m电缆，设立高低液位输出信号由PLC来完成对反冲洗泵自动控制。
（10）出水计量沟槽
构筑物说明
功能： 计量出水量
尺寸： 1000×500×1000mm
结构： 钢结构（内防腐）
设备说明
电磁流量计
规格型号： LDQ-100（潜水型）
测量范围： 0.5-20 m3/h
数量： 1台
二次表安装在设备房内
（12）污泥处理系统及油污泥池
油污泥池：贮存油浮渣及污泥，定期由泵提升污泥提升污泥压榨干化处理。
构筑物说明
功能： 存放浮渣及油污泥
尺寸： 2200×1000×1200mm
结构： 钢结构（内防腐，池内做斗集泥）
设备说明
污泥提升泵（潜污泵）
数量： 1台
型号： F-05U
流量： 0-15m3/h
额定扬程： 2-10m
功率： 0.4kw
安装方式： 移动式安装
板框式压滤机（液压压紧，自动保压）
型号： XAY12/630/UBK
过滤面积： 10m2
过滤压力: 0.6Mpa
功率： 1.5Kw
数量： 1台
附：压滤机操作平台，规格尺寸：3000×2200×1500mm
污泥浓缩装置
规格： Ф1500×2800mm
数量： 1套
材质及防腐： Q235+δ=8mm（设备内部二粗二细玻璃钢FRP防腐）
附：混合搅拌机，减速机型号：BLD-59-1.1，叶轮Ф350，Q235+衬塑防腐，数量：1台
螺杆泵
数量： 1台
型号： G35-1
流量： 4.5m3/h
最大出口压力： 0.6MPa
功率： 2.2kw
（13）电气控制系统
电气控制柜
功能：清洗废水电气控制系统是污水处理中所有机械设备的自动控制及手动操作，自动控制由西门子PLC（S7-200）来完成。
规格： 800×600×1800mm
数量： 2套
柜内电气元件（空开、接触器、热继电器）：施耐德品牌
☆电气控制设备
室内控制柜钢板制成，封闭防尘结构，内装排风扇和照明灯。包括操作方式选择开关、各装置的起动/停止按钮开关及指示灯、紧急停止按钮开关、灯检查按钮开关、数字显示仪表、主电源和电灯电源开关及指示灯、主电源电压、电流表。控制柜防护等级IP40。箱内安装有操作按钮开关、控制选择开关和辅助设备。
利用PLC对系统实现程序控制的同时，PLC要求具有系统故障诊断功能。控制系统内PLC主机和存储器带有失电保护，并留有存储器容量10%的余量。I/O模块留有所需I/O数量10%的余量。
所设置的电磁流量计应满足就地、远传、连锁控制的要求，电磁流量计具有瞬时和累计流量显示功能。
阀的控制方式，投标人参考招标人提供的图纸，在满足招标人提出的全面自动控制功能要求的前提下，最终确定系统中各类阀的控制方式
防腐措施
（1）、不锈钢部件加工完后对其进行酸洗、钝化处理
（2）、碳钢、铸件部件表面除锈后，按设计标准设备内部采用硫化橡胶衬胶外部环氧树脂油漆进行防腐。
（3）、污水管、污泥管等工艺管道主要采用经防腐处理的U-PVC工程塑料管，加药管采用UPVC管，使用寿命长，且并于安装维修和保养。管径根据计算确定。
基于离心泵参数优化设计及分析 第3篇
原有离心泵在设计结构上存有一定的缺陷因素, 无论是在扬程方面还是在电机运行功率方面都难以达到实际要求。而现有模式中通过对离心泵参数的优化设计, 不但解决了扬程短、功率小的缺陷, 而且在离心泵叶轮设计结构上也有了一定的突破, 提高了设备的运行效率。
1 离心泵叶片设计优化
近年来, 国内针对离心泵叶片设计的研究有了一定的突破, 其中针对叶片安放角、叶片数量以及叶片出口宽度等进行了优化设计分析, 叶片安放角指的是叶轮叶片进口与出口之间的夹角, 若出口与进口的夹角越大, 运行时产生的流体压强便越大;设计优化过程中对叶片安放角采用极限最大值算法, 数值取无穷大时, 该极限值会趋于0;取0时, 该极限值会趋于无穷大;取定某一值时, 便会趋于一个特定的数值, 该数值便为叶片安放角的角度, 即
叶片数的优化设计需要根据叶轮的半径进行制定, 假设在模拟过程中, 设定叶轮半径维数变量为n, 则在优化设计过程中需要进行2n次的流场计算, 才能得到较为合理的叶数值。针对叶片出口宽度方面的优化设计, 叶片宽度根据叶片包角和叶片数量进行选定, 设定叶片的包角为&、比转数为ns、z为叶片数, 一般包角&的取值在90-120°, 比转数固定, 根据参数代换便可求出叶片出口宽度。这种方案在现如今离心泵优化设计中较为普遍, 并取得了较好的试验成果。
2 离心泵参数优化设计
2.1 离心叶轮CAD参数优化设计
离心叶轮CAD设计采用的是三维模式, 但是由于传统设定的设计参数较为复杂, 所以给叶轮流动结构的设计加大了难度。如图1所示, 在叶轮流体半径设计中, 通过改变外侧半径Rc以及流道中线的长度增大离心叶轮过水断面的面积F, 但是随着长度L的增加, 该面积便会趋于一定峰值。因此, 在现有技术中一般通过改变叶轮前后的轴面曲线实现流道中线长度参数的变化, 以此控制过水断面的面积。作者对前后轴面制定了参数方程:, 其中i为轴面流线的曲率, 曲率越小叶轮轴体运行的压强便越大。n为离心叶轮控制曲线的阶数, f为离心泵曲面向径、u为离心叶轮动态参数。在对动态方程进行求解时, 在求解过程中需要对动态方程进行导数进行分析, 查看曲线的变化规律。求出一、二次变化方程为:
Gm (m) m=0=n (m1-m0) , Gum (u) u=0=n (n-1) (m0-2m1+m2) , 得出一阶结果为C1和C2, 二阶结果Q1和Q2。在分析CAD变化曲线时, (0, Q1) 为上升阶段, (Q1, Q2) 为下降阶段, (Q2, +∞) 为上升阶段, 便可得知在 (0, Q1) 与 (Q1, Q2) 曲线变化时, C1为曲线的最大值。 (Q1, Q2) 与 (Q2, +∞) 曲线变化时, C2为曲线的最小值。
2.2 离心泵内流参数优化设计
该优化设计类型运用了流体力学的优化设计类型, 涡壳内流道处于截面内部, 具体分布如图2所示, 在优化内流参数中, 需要对叶轮内流道及涡壳内流道的动量方程进行求解, 分别求出不同状态下平均运动及脉动运动的参数值。经过动量方程转化, 得出最后平均流动解析式, 离心泵内流参数便可根据解析式进行相关数据的套用, 完成内部参数的优化。
2.3 离心叶轮响应曲面参数优化设计
响应曲面参数的设计是优化离心叶轮的水利性能, 从而提高设备的利用率。在原来的二维图形设计时, 工程师难以计算曲面的测量值, 造成叶轮水力结构布局不完善。在优化设计结构中, 需要测量离心泵的轴向、叶片包角以及叶轮宽度, 保证轴垂面与叶片之间处于同一平行线, 叶片包角范围34-38°, 上叶片与下叶片宽度差值±4cm, 以利于捕捉轴面截线的中心。然后通过计算机三维立体模拟的方式, 进行响应曲面的绘制, CAD制图系统自动计算轴截面与工作面之间的夹角。在优化旋转曲面求取交叉曲线的设计流程中, 需要定位叶轮重心轮廓线的坐标, 这样在优化结构中才能对叶轮的轴截面、轴垂面、工作面以及交叉单进行定位选取, 提高离心叶轮的水利性能。
3 离心泵CAD结构组成模块
3.1 组成模块结构
离心泵CAD结构组成模块由三部分构成, 分别是:叶轮水力结构模块、叶轮轴面内流道模块以及叶轮三维立体建模结构模块, 离心泵叶轮水力结构模块涉及离心泵的扬程、运行功率、电机转速、水流量等。叶轮轴面内流道模块主要计算流道中线各点的坐标值, 保证各个程序的运行处于稳定状态。叶轮三维立体建模结构模块, 能够优化前后盖板的三维立体结构, 完善立体旋转剖面图。
3.2 组成模块功能
叶轮水力结构模块主要功能是完成对流量、扬程、转数、叶轮进口直径、轴功率以及叶轮出口宽度的计算, 若离心泵的扬程在200m, 转子速率1300rad/min, 叶轮进口直径为18cm, 则配置的轴功率为11k W, 叶轮出口宽度25cm。叶轮内流道模块能够设定中线各点的坐标值, 设定的坐标值是以流道中线的端点为起始点。叶轮三维立体建模结构模块是通过数据排布阵列完成叶轮三维立体图的旋转。
4 结束语
通过对离心泵参数优化设计分析, 这种参数优化设计结构不但降低了离心泵的故障率, 而且还提高了设备的机械效率。这种CAD参数优化设计不单单适用于机械方面, 在当今电子行业也具有广泛的应用, 以此带动国内各个产业的经济发展。
摘要：为了解决离心泵扬程短、功率小的问题, 文章对离心泵的参数进行了优化分析, 其中包括:离心叶轮CAD参数优化设计、内流参数优化设计以及响应曲面参数优化设计。优化设计为得到高性能运行稳定的离心泵研发提供了保证, 也将会创造不可估计的社会效益和经济效益。
关键词：离心泵,优化设计,水断面,流体半径
参考文献
[1]张人会, 杨军虎.基于曲面迭代的离心泵数值叶片模型[J].机械工程学报, 2006, 42 (10) :70-72.
[2]钟绍湘.离心泵叶轮圆弧形轴面流线分点方法[J].流体机械, 2007, 37 (23) :19-20.
[3]姜小放.离心泵涡壳和叶轮的网格划分[J].煤矿机械, 2010, 31 (8) :14-15.
不锈钢离心泵技术及参数 第4篇
关键词： 金属选区激光熔化技术；316不锈钢；工艺参数；组织缺陷；致密度
中图分类号： TG148
Abstract： 316 stainless steel samples were printed by SLM technology. The structural defects under different SLM process parameters were studied by scanning electron microscopy （SEM）. Meanwhile， the densities were tested. The results indicate that the major structural defects of 316 stainless steel printed based on SLM technology are holes and cracks. Process parameters play a marked influence on the structural defect. With increasing the scanning power， the holes decreases obviously， and only few microcracks exist in the microstructure. Meanwhile， the density of the samples improves gradually. However， the defects including the holes and cracks increase significantly， and the density decreases gradually with the increase of scanning speed and scanning interval， The better process parameter of SLM technology is S=0.05 mm， P=450 W and v=1 500 mm/s～2 000 mm/s for 316 stainless steel， where few microcracks exist and the density of the sample reaches up to 95.62%.
Key words： SLM technology； 316 stainless steel； process parameter； structural defect； density
0 前言
目前，选区激光熔化（Selective Laser Melting， SLM）成形技术是快速成形及制造领域最具发展潜力的技术之一，是金属3D打印领域的重要制备方法。由德国Fraunhofer研究所于1995年首次提出，并于2002年研究成功。由于SLM的研究具有重要的科学与社会意义，日益成为国内外研究的热点，近几年来取得了长足的发展，对该技术进行研究的国家主要集中在德国、英国、日本、新加坡与比利时等[1]， 目前德国在该领域处于领先地位[2]。选区激光熔化借助计算机辅助设计与制造，基于“离散分层叠加”的原理，利用高能激光束将金属粉直接成形为致密的三维实体零件，成形过程不需要任何工装模具，也不受零件形状复杂程度的限制 [3-5]。采用SLM技术成形的近全致密高性能金属零件，尺寸精度可达0.1 mm，表面粗糙度达20～30 μm [1， 6-7]。
因此，SLM成形零件得到快速发展和应用，主要包括：机械领域的工具及模具、生物医疗领域的生物植入零件或替代零件、电子领域的散热器件、航空航天领域的超轻结构件、梯度功能复合材料等[8-9]。然而，基于SLM技术的3D打印工艺参数（如扫描间距、扫描功率和扫描速度等）直接影响激光的能量密度及每道之间的搭接率，甚至会引起熔敷金属的球化，并可能导致零件组织中出现孔洞和微裂纹缺陷，使工件不能完全致密。这将严重降低金属零部件的综合性能，并影响其实用性 [10-12]。为此，文中对比研究了SLM相关工艺参数对316不锈钢组织缺陷的影响，并确定了较佳的SLM工艺参数，为3D打印技术的产业化提供了技术支撑。
1 试验材料与方法
以316不锈钢粉末（如图1）为原材料，采用SLM-150型选区激光熔化设备3D快速成形技术制备了10 mm×10 mm的圆柱形试样，其中SLM工艺参数分别为扫描间距S=0.05～0.1 mm，功率P=300～450 W，扫描速度v=1 500～3 000 mm/s。针对某一参数分别选择三个不同值的试样来进行组织缺陷分析。经打磨和抛光的各试样用王水溶液腐蚀后，在JEOL JXA-8100型扫描电子显微镜（SEM）上进行组织缺陷观察。试样在乙醇中经超声波清洁后采用TG328B型分析天平称量质量，根据阿基米德法测定其实际密度，并计算得到致密度K。
2 结果与分析
2.1 工艺参数对试样缺陷的影响
在SLM成型过程中，由于316不锈钢粉的熔化、凝固和冷却速度极快。如果成型工艺参数控制不当，易在成型工件中形成孔洞和微裂纹缺陷（图2）。孔洞大小不尽相同，部分孔洞内部明显存在未熔化的粉末颗粒；微裂纹缺陷呈现不连续、无规律分布，裂纹长度一般为50～70 μm。
由孔洞形貌分析可知，孔洞来源可能有以下几种：①SLM功率不够或移动速度太快，金属粉末未完全熔敷就凝固；②熔融金属凝固补缩不及时而形成；③成型室内氧含量偏高，粉末熔化过程形成氧化物夹杂及气孔。
裂纹主要是由于在SLM快速成形过程中，激光逐层熔化的薄层快速凝固，激光熔化热和结晶潜热释放，这些均会导致3D打印制件内部产生高残余拉应力[13-14]。因此，当基材的抗拉强度小于残余拉应力时，就会产生微裂纹。残余应力通过裂纹扩展而释放，裂纹在最大应力集中处产生[14-15]。另外，由于SLM制件是通过逐层熔化金属粉成形的，制件边缘常伴有黏粉现象，因此外缘表面粗糙度较差，缺陷较多。同时，制件表面约束较小而自由度较大，为裂纹的产生和扩展提供了条件，因此裂纹一般起始于制件的边缘处。
2.1.1 扫描间距S
图3～图5分别为316不锈钢试样在不同扫描间距条件下的SEM照片。可见，扫描间距对试样组织缺陷有显著影响。不管功率是300 W，还是450 W，随着扫描间距的逐渐增大，孔洞及裂纹缺陷均逐渐增多，低功率时缺陷更明显。在P=300 W条件下，当S=0.05 mm时，试样组织中存在着少许较小的孔洞；当S提高至0.1 mm时，试样组织中孔洞数量明显增多，体积分数几乎占到15%～20%，且孔洞尺寸亦明显增大，达到100～200 μm，甚至多个孔洞会连接起来（如图3c所示）。在P=450 W条件下，当S=0.05 mm时，试样组织中已观察不到明显的孔洞但出现裂纹，结晶裂纹的产生说明热输入过大。当S提高至0.1 mm时，试样组织中出现了明显的孔洞（如图5c所示）。这是因为扫描间距过大会导致单道扫描线的搭接率降低，进而会出现未完全熔化的不连续现象，而形成孔洞。因此，在保证成型质量的前提下扫描间距适当减小，同时，兼顾成形效率，文中较优的扫描间距S为0.05 mm。
2.1.2 扫描功率P
由图3～图5可知，在相同的扫描间距和扫描速度条件下，随着扫描功率的逐渐增大，试样组织中缺陷明显得到改善：孔洞数量逐渐减少或只存在微小裂纹。在v=2 500 mm/s和S=0.1 mm条件下，随着P从300 W增至450 W，试样组织中原先诸多、较大孔洞已消失，只存在少许小孔洞（如图3c和5c所示）。在v=2 500 mm/s和S=0.05 mm条件下，随着P从300 W增至450 W，试样组织中原先小孔洞已不存在，只存在少许微小裂纹（如图3a和5a所示）。且当P为450 W时，不管扫描速度如何变化，试样表面宏观缺陷均明显减少。这是因为在SLM成形过程中，激光束能量起着重要的作用。为此，为了便于描述激光功率和激光速度的匹配性，考虑到激光光斑尺寸对能量密度的显著影响，定义[14]熔覆道所获得的热输入密度C为：
C=Pvd（1）
式中：P为激光功率；v为激光扫描速度；d为激光光斑尺寸（一般都为常数）；热输入密度取决于P/v之比，当扫描功率较大（P=450 W），扫描速度较低（1 500 mm/s）时，热输入较高，缺陷很少，但热输入过高时，易产生结晶裂纹。
2.1.3 扫描速度v
图6～图8分别为316不锈钢试样在不同扫描速度条件下的SEM照片。可见，随着扫描速度的增大，试样组织中缺陷整体有所增加。在P=450 W和S=0.05 mm条件下，随着v从1 500 mm/s增至3 000 mm/s，试样组织中原先的微裂纹已转变为少许孔洞（如图6所示）。在P=450 W和S=0.1 mm条件下，随着v从1 500 mm/s增至3 000 mm/s，试样组织中原先的少许小孔洞转变为较多、较大的孔洞（如图8所示）。结果表明，扫描间距较小时，虽然扫描速度增大，但单位面积的热能量仍能够使粉末充分熔化，以致不会形成孔洞，但扫描速度较低时，由于热输入过大，基体会出现组织过热而产生的微裂纹。反之，扫描间距较大时，随着扫描速度的增加，单位面积的热输入量已不足以完全熔化粉末，导致孔洞大量形成。
因此，扫描速度与激光功率作为激光热输入的重要参数，对成形质量有较大影响。
2.2 工艺参数对致密度的影响
表1为经不同SLM工艺参数打印的316不锈钢试样致密度。可见，随着扫描功率P的逐渐增大，试样的致密度逐渐提高，而在v=2 500 mm/s和S=0.05 mm条件下，试样的致密度K从P=300 W时的93.25%提高至P=450 W时的94.61%，提高幅度为1.5%。随着扫描间距的逐渐增大，试样的致密度总体呈降低趋势，值得注意的是，在高扫描功率（P=450 W）、低扫描速度（v<2 500 mm/s）时降低幅度很小。试样的致密度K从S=0.05 mm时的94.61%降至S=0.1 mm时的92.84%，降低幅度仅为1.9%；而在v=2 500 mm/s和功率降低到P=300 W条件下，试样的致密度K从S=0.05 mm时的93.25%降至S=0.1 mm时的81.81%，降低幅度高达12.3%。当P=450 W和S=0.05 mm条件下，扫描速度从1 500 mm/s变化到3 000 mm/s，试样的致密度K均达到94%以上；而在P=450 W和S=0.1 mm条件下，试样的致密度K从v=1 500 mm/s时的95.37%降至v=3 000 mm/s时的90.42%，降低幅度达到5.2%。结果说明，热输入密度高时，尽管扫描间距从0.05 mm变化到0.1 mm，但对致密度K影响不大，当激光功率降低或扫描速度提高即热输入减小时，致密度K下降明显，最大降低幅度达到12.3%（v=2 500 mm/s，P=300 W）。
通过对组织缺陷和致密度的综合分析，可以确定不锈钢材料的SLM优化工艺参数是S=0.05 mm，P=450 W和v=1 500 ～2 000 mm/s。
3 结论
（1）经SLM技术打印的316不锈钢组织缺陷主要表现为孔洞和裂纹。主要工艺参数（激光功率P、扫描速度v、扫描间距S）对其组织缺陷和致密度均存在着显著影响：随着扫描功率的逐渐增大，孔洞逐渐减少（当P=450 W时只存在极少量的微裂纹），试样的致密度逐渐提高；随着扫描间距的逐渐增大，孔洞及裂纹等缺陷明显增多，试样的致密度逐渐降低；当P=450 W时，扫描速度对试样缺陷影响变化不明显，试样整体呈现较少缺陷，特别是在扫描速度v=1 500 mm/s和2 000 mm/s时，只存在极少量的微裂纹，且致密度分别达到95.62%和94.61%。
（2）316不锈钢选区激光熔化较优的工艺参数为S=0.05 mm，P=450 W和v=1 500～2 000 mm/s，该条件下试样孔洞已基本消失，只存在极少量的微裂纹，试样致密度最高达95.62%。
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不锈钢离心泵项目可行性分析报告 第5篇
二、不锈钢离心泵项目产品工艺规划方案
(一)工艺设备选型
(二)工艺说明
(三)工艺流程
三、不锈钢离心泵项目产品营销规划方案
(一)营销战略规划
(二)营销模式
在商品经济环境中，企业要根据市场情况，制定合格的销售模式，争取扩大市场份额，稳定销售价格，提高产品竞争能力。因此，在可行性研究中，要对市场营销模式进行研究。
1、投资者分成
2、企业自销
3、国家部分收购
4、经销人情况分析
(三)促销策略
……
第五部分 不锈钢离心泵项目建设地与土建总规
一、不锈钢离心泵项目建设地
(一)不锈钢离心泵项目建设地地理位置
(二)不锈钢离心泵项目建设地自然情况
(三)不锈钢离心泵项目建设地资源情况
(四)不锈钢离心泵项目建设地经济情况
近年来，项目所在地多元产业经济迅速发展，第一产业基本稳定，工业经济发展势头强劲;新兴产业成为当地经济发展新的带动力量;餐饮娱乐、交通运输等第三产业蓬勃发展;一大批改制企业充满活力，民营经济发展发展步伐加快。重点调产工程扎实推进，经济多元化支柱产业结构正在形成，综合实力明显增强……
(五)不锈钢离心泵项目建设地人口情况
(六)不锈钢离心泵项目建设地交通运输
项目运作立当地，面向国内、国际两个市场，项目建设地交通运输条件优越，目前已形成铁路、公路、航空等立体方式的交通运输网。公路四通八达，境内有3条国道、2条省道，高速公路建设步伐进一步加快，将进一步改善当地的公路运输条件，逐渐优化的交通条件有利于项目产品销售物流环节效率的提升，使得产品能够及时投放到销售目标市场。
二、不锈钢离心泵项目土建总规
(一)项目厂址及厂房建设
1.厂址
2.厂房建设内容
3.厂房建设造价
(二)土建规划总平面布置图
(三)场内外运输
1.场外运输量及运输方式
2.场内运输量及运输方式
3.场内运输设施及设备
(四)项目土建及配套工程
1.项目占地
2.项目土建及配套工程内容
序号
建设项目
建筑结构
建筑方式
施工面积(m2)
1 办公楼 框架结构 多层建筑 9011
2 展厅 砖混结构 单层建筑 1802
3 公寓 砖混结构 多层建筑 37847
4 餐厅 砖混结构 多层建筑 2703
5 1号车间 轻钢结构 单层建筑 6308
6 2号车间 轻钢结构 单层建筑 7209
7 3号车间 轻钢结构 单层建筑 8110
8 后序处理、库房 轻钢砖混结构 单层建筑 7209
9 锅炉房及其它辅助实施 框架砖混结构 单层建筑 1802
10 小计 80200
11 绿化设施 5407
12 厂区硬化周围美化 4506
13 总施工面积(m2) 90112
(五)项目土建及配套工程造价
(六)项目其他辅助工程
1.供水工程
2.供电工程
3.供暖工程
4.通信工程
5.其他
第六部分 不锈钢离心泵项目不锈钢离心泵、节能与劳动安全方案
在项目建设中，必须贯彻执行国家有关环境保护、能源节约和职业安全卫生方面的法规、法律，对项目可能对环境造成的近期和远期影响，对影响劳动者健康和安全的因素，都要在可行性研究阶段进行分析，提出防治措施，并对其进行评价，推荐技术可行、经济，且布局合理，对环境的有害影响较小的最佳方案。按照国家现行规定，凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行环境影响报告书的审批制度，同时，在可行性研究报告中，对环境保护和劳动安全要有专门论述。
一、不锈钢离心泵项目环境保护方案
(一)项目环境保护设计依据
(二)项目环境保护措施
(三)项目环境保护评价
二、不锈钢离心泵项目资源利用及能耗分析
(一)项目资源利用及能耗标准
(二)项目资源利用及能耗分析
三、不锈钢离心泵项目节能方案
按照国家发改委的规定，节能需要单独列一章。按照国家发改委的相关规定，建筑面积在2万平方米以上的公共建筑项目、建筑面积在20万平方米以上的居住建筑项目以及其他年耗能吨标准煤以上的项目，项目建设方都必须出具《节能专篇》，作为项目节能评估和审查中的重要环节。项目立项必须取得节能审查批准意见后，项目方可立项。因此，对建设规模超过发改委规定要求的项目，《节能专篇》如同《环境评价报告》一样，是项目建设前置审核的必须环节。
(一)项目节能设计依据
(二)项目节能分析
四、不锈钢离心泵项目消防方案
(一)项目消防设计依据
(二)项目消防措施
(三)火灾报警系统
(四)灭火系统
(五)消防知识教育
五、不锈钢离心泵项目劳动安全卫生方案
(一)项目劳动安全设计依据
(二)项目劳动安全保护措施
第七部分 不锈钢离心泵项目组织和劳动定员
在可行性研究报告中，根据项目规模、项目组成和工艺流程，研究提出相应的企业组织机构，劳动定员总数及劳动力来源及相应的人员培训计划。
一、不锈钢离心泵项目组织
(一)组织形式
(二)工作制度
二、不锈钢离心泵项目劳动定员和人员培训
(一)劳动定员
(二)年总工资和职工年平均工资估算
(三)人员培训
本项目采用“标准化培训”实施人员培训，所谓“标准化培训”指的是定岗前招聘、基本技能培训等由公司安排各部门技术骨干统一按照规定执行，力求使得员工熟悉公司业务和需要掌握的各项基本技能。经过标准化培训后，公司根据各人表现确定岗位，然后由各岗位的技术负责人针对岗位特有业务进行学徒式指导和培训。两种方式的结合既保证了员工定岗的准确性，也缩短了员工定岗后成为合格员工的时间，这对于节约人员培训成本和缩短培训时间都具有极好的效果。
第八部分 不锈钢离心泵项目实施进度安排
项目实施时期的进度安排也是可行性研究报告中的一个重要组成部分。所谓项目实施时期亦可称为投资时间，是指从正式确定建设项目到项目达到正常生产这段时间。这一时期包括项目实施准备，资金筹集安排，勘察设计和设备订货，施工准备，施工和生产准备，试运转直到竣工验收和交付使用等各工作阶段。这些阶段的各项投资活动和各个工作环节，有些是相互影响的，前后紧密衔接的，也有些是同时开展，相互交叉进行的。因此，在可行性研究阶段，需将项目实施时期各个阶段的各个工作环节进行统一规划，综合平衡，作出合理又切实可行的安排。
一、不锈钢离心泵项目实施的各阶段
(一)建立项目实施管理机构
(二)资金筹集安排
(三)技术获得与转让
(四)勘察设计和设备订货
(五)施工准备
(六)施工和生产准备
(七)竣工验收
二、不锈钢离心泵项目实施进度表
三、不锈钢离心泵项目实施费用
(一)建设单位管理费
(二)生产筹备费
(三)生产职工培训费
(四)办公和生活家具购置费
不锈钢离心泵技术及参数 第6篇
沉淀硬化不锈钢具有优异的强度、韧性及耐腐蚀性能,广泛应用于航空发动机、船舶、核反应堆、汽轮机等行业[1,2,3]。然而,它因具有较低的热导率、高的延伸率、高的高温强度和硬度等特性而成为一种典型的难加工材料,主要表现在切削力大、切削温度高、加工硬化严重、刀具易磨损等方面[4]。切削加工效率低成为制约沉淀硬化不锈钢应用的主要原因之一。
在零件粗加工中,大进给铣削是一种新的高金属切除率、高切削效率的加工方法,近年来越来越多地应用于难加工材料的粗加工中。国内外刀具厂商相继开发了大进给铣削刀具,如Sandvik Coromant公司的CoroMill 210系列[5]、Walter公司的Xtra·tec F4030系列[6]、Kennametal公司的KenFeed 2X系列[7]等。大进给铣削通过采用较小的主偏角、减薄切屑、加大切削刃和零件的接触线长度,使刃口受力更为分散;同时大进给铣削径向切削力、振动和主轴偏移相对较小,切削相对较稳定[8]。张俊[9]应用快进刀具铣削钛合金,铣削效率提高了150%,但是刀片使用寿命不理想。Liu等[10]提出一种小曲率叶片大进给高效铣削策略,该方法的加工效率比传统方法加工效率提高了2倍。徐杰[11]研究了大进给刀具切削钛合金的切削工艺,指出切削力主要受进给量和切削深度影响,切削速度对切削温度影响显著。Ji等[12]研究了PCD(polycrystalline diamond)刀具大进给铣削钛合金TC11时轴向前角、径向前角、刀尖圆角等对已加工表面粗糙度、切削力和磨损机理的影响规律。史琦等[13]研究了大进给刀具切削钛合金时的刀具磨损形态。陈冲等[14]研究了不同冷却方式对大进给刀具的影响,结果表明液氮冷却能更有效地减小切削力、降低切削温度和延长刀具寿命。Varghese等[15]以大进给铣削镍基合金的表面质量为目标进行了切削参数的优化。
尽管目前大进给刀具已经开始应用,然而文献中报道的多数应用于钛合金加工,针对沉淀硬化不锈钢的大进给刀具应用报道较少,且在刀具快进应用中,刀具寿命较短也是影响其推广应用的一个主要原因。本文针对沉淀硬化不锈钢的大进给铣削加工切削参数优化问题,采用单因素法和正交试验法开展刀具磨损试验,综合考虑刀具寿命和切削效率对切削加工参数进行优化,并结合刀具磨损形貌和切削关键物理场(力、应力、温度)有限元仿真结果对刀具的失效机理作出分析。
1 磨损试验
1.1 试验条件
本试验对马氏体沉淀硬化不锈钢(05Cr17Ni4Cu4Nb)进行大进给铣削加工,材料的化学成分和物理性能分别如表1、表2所示。试验所用块料长240mm,宽130mm,厚50mm。本试验在北京第一机床厂的XKA714C数控铣床上进行,最大主轴转速为3200r/min,最大功率为7.5kW。刀具采用Walter的Xtra·tec F4030系列粗加工铣刀。刀片材料为PVD涂层硬质合金可转位刀片WSM35S,涂层材料为TiAlN+Al2O3,刀片型号为P23696-1.0,前角为20°,主偏角为0~15°,最大切削深度为1.0mm。刀杆型号为F4030,轴向安装前角为-6°,径向安装前角为-12°,直径为32mm,每次安装三个刀片。铣削方式采用顺铣,空气冷却。
%
试验切削参数如下:切削速度vc为180~270m/min,每齿进给量fz为0.25~0.75mm,切削深度ap为0.4~1.0mm,径向切削宽度ae为22mm。试验设计如表3所示,1~9组采用L9(33)正交试验,10~14组根据切削结果进行单因素补充试验。大进给刀具在切削中磨损并不均匀,主要磨损发生在切深线附近[13]。因此,采用后刀面边缘磨损VN或者最大破损宽度作为磨损评价值。刀具在切削一段长度后,使用工具显微镜对后刀面的磨损进行测量,测量刀具达到磨钝标准(设定为VN=0.25mm)时所对应的使用寿命T,测量结果一同列入表3中。
1.2 磨损试验结果
利用数据分析软件SPSS 17.0对刀具寿命进行回归分析,建立刀具寿命T的泰勒公式预测模型:
对模型进行拟合精度检验可知,当α=0.05时,F(3,10)=4.8>2.81,Sig=0.026<0.05。因而,得到的刀具磨损预测型是显著的。
单因素试验结果如图1所示,刀具寿命随着切削速度的增大而迅速下降;随着每齿进给量的增大,刀具寿命先增长后迅速下降,在fz=0.5mm时取到极值;刀具使用寿命随切削深度的增大先增大后减小,在ap=0.8mm时取到极值。由刀具磨损预测模型和图1可知,切削速度对寿命影响最大,其次是切削深度和每齿进给量。
2 铣削过程有限元仿真
2.1 仿真条件
本文采用专业有限元切削仿真软件Third Wave AdvantEdge对沉淀硬化不锈钢的大进给铣削过程进行仿真,求解过程为热力耦合。刀具和工件材料采用软件的标准材料库,刀具材料为M类硬质合金。P23696-1.0刀片的三维建模使用Solidworks 2013,并以STEP文件形式导入Third Wave AdvantEdge。三维铣削的有限元模型如图2所示,根据试验条件设置刀片角度,刀具沿Z轴旋转,X轴负向为刀具进给方向。铣削方式设定与磨损试验相同,采用顺铣、空冷,仿真环境温度为25℃。切削力仿真采用三因素三水平单因素法,研究铣削力的变化规律。切削参数设定如下:切削速度vc为180~240m/min,每齿进给量fz为0.25~0.75mm,切削深度ap为0.4~0.8mm。
2.2 切削力仿真结果
有限元切削仿真得到的切削力结果如图3所示,由图3可知切削力的主要影响因素为每齿进给量,切削速度和切削深度影响较小。当切削速度由180m/min增大到240m/min时,轴向和径向切削力略微减小,进给方向切削力略微增大。当每齿进给量从0.25mm增大到0.75mm时,三向切削分力均随之迅速增大,且轴向力增大幅度最大。当切削深度增大时,进给方向和径向切削力先减小后略微增大,轴向切削力先增大后略微减小,但变化幅度也不大。在不同的切削参数情况下,轴向切削力为主切削力,其次为径向切削力,进给方向切削力最小。
2.3 温度和应力场仿真结果
选取切削速度vc=240m/min,进给量fz=0.5mm,切削深度ap=1.0mm时的切削刃温度场和应力场进行分析。切削刃的温度场、最大主应力场和最大主剪切应力场梯度分布分别如图4~图6所示。切削刃最高温度达1100℃,且分布在切削深度内侧一定距离的区域;切削刃最大主应力为压应力,达2000MPa;最大剪切应力达1800MPa,均发生在底刃较低位置处。切削温度、最大主应力和主剪切应力沿切削刃分布情况如图7所示。由图7可知,三组参数沿切削刃的变化规律较为一致,在高度为0.4mm、0.8mm附近出现峰值,且在切深线附近有较大的梯度变化。
3 分析与讨论
3.1 刀具失效分析
试验中,刀具的磨损形态主要为后刀面切深线附近的沟槽磨损,主要失效形式为破损。切削刃先在切深线内侧区域发生迅速磨损,磨损一定程度后发生崩刃,刀片失效过程如图8所示。后刀面沟槽磨损可能的原因之一是存在加工硬化层,不锈钢在铣削加工中硬化深度可达切削深度的1/3[4]。对磨损试验中组1的已加工表面进行测量,已加工表面的硬度为2~4HRC。由图3可知,切削力主要受进给量影响,且轴向力为主切削力,若增大进给量,迅速增大的切削力会使加工硬化程度更加严重。
切深线内侧区域上大的应力梯度和温度梯度也与沟槽磨损的形成密切相关。图9所示为刀具前刀面的磨损情况,可知刀具破损区域为切深线内侧,且破损区域与图7仿真结果中温度、最大剪切应力和最大主应力峰值区域十分相近。刀具切深线内侧区域可能是由于承受压缩力产生压缩破坏或者剪切破坏[16]。根据最大主应力理论,硬质合金材料在高温或者承受三向压应力时可能引起塑性变形,从而导致刀具失效[17]。同时,刀具材料在承受压缩载荷时,可能发生剪切断裂,断裂面与试件横截面成45°夹角,即剪切方向为最大剪应力方向[18]。在静加载剪切条件下,硬质合金的抗压强度高达6200MPa,而在冲击性剪切条件下,硬质合金的抗压强度降低到3000 MPa以下[19]。硬质合金的断裂韧性和疲劳寿命在温度、压应力和剪切应力的耦合作用下也显著降低[20?21]。因此,多种因素的综合作用导致刀具主要在该处发生崩刃,并不断向切深线内侧扩展。
vc=240m/min,fz=0.5mm,ap=1.0mm
3.2 切削参数优化
铣削刀具的材料去除率公式为
式中,Q为材料去除率;D为刀具直径;ae为切削宽度。
由刀具寿命公式可知,为了获得较长的刀具寿命,需要减小切削参数,然而,在延长刀具寿命的同时降低了材料去除率,牺牲了加工效率,提高了时间成本。因此,需要合理选取切削参数,同时获得较大的刀具寿命和材料去除率。我们可以通过正交试验获得的刀具寿命经验公式(式(1))及切削效率公式(式(2))来分析刀具寿命与切削效率的关系,从而获得比较理想的切削参数、刀具寿命及效率[1,22?23]。
由式(1)可知,刀具寿命主要受切削速度和切削深度影响,因而合理选择进给量,优化切削速度和切削深度可以更大地延长刀具寿命。由图1可知,刀具寿命在fz=0.5mm取到极值,当进给量继续增大时刀具寿命迅速缩短。虽然进给量对刀具寿命影响较小,然而切削力主要受进给量影响,当fz>0.5mm时,切削合力大于1200N,最大压应力和最大剪切应力均超过2000MPa,接近硬质合金的抗压强度,限制进给量的增大。因此,取进给量fz=0.5mm,根据刀具寿命经验公式及切削效率公式结果绘制的曲线,如图10所示。可以看出在效率不变的情况下,增大切削深度,降低切削速度,可以提高刀具寿命。进给量不变,切削速度和切削深度变化对切削力影响较小,降低切削速度有利于降低切削刃温度,同时增大切削深度使切削刃接触长度增大,应力减小,从而获得较长的刀具寿命。合理的切削效率为30~40cm3/min。该种硬质合金刀具铣削沉淀硬化不锈钢最佳切削用量为:切削速度140~180m/min、轴向切削深度0.6~1.0mm、进给量0.4~0.5 mm,建议切削参数下刀具寿命约为16~24min。
4 结论
(1)开展了涂层硬质合金刀具大进给铣削沉淀硬化不锈钢磨损试验,获得了刀具寿命经验公式。刀具寿命主要受切削速度影响,切削深度和进给量次之。
(2)大进给铣削沉淀硬化不锈钢时,刀具的磨损形态主要为后刀面切深线附近的沟槽磨损,主要失效形式为破损。硬质合金刀具的失效形貌与有限元仿真得到的温度、应力场具有一定的对应关系。机械应力和热应力的综合作用可能是刀具失效的主要原因。刀具应力场可用于定性地预测刀具的失效危险区域。
(3)结合物理场仿真及磨损试验结果,运用等寿命-效率响应曲面法对刀具进行切削参数优化。初步确定该种硬质合金刀具铣削沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb最佳切削用量为:切削速度140~180m/min、轴向切削深度0.6~1.0mm、每齿进给量0.4~0.5mm,在此切削参数范围内刀具寿命为16~24min。
