深圳国际工业制造技术及设备展览会
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最大盾构机主轴承下线,精密加工还得靠CBN刀具

2023-11-13 14:32:04 来自: ITES深圳工业展 593

【导语】 全球最大的盾构机主轴承,平面度要求<20μm,精密加工难不倒中国工程师

10月,一条好消息令网友感到振奋。由中国铁建自主研制的直径8.61米盾构机主轴承在长沙下线,这是迄今全球直径最大单体最重的整体式盾构机主轴承,可用于驱动18米超大直径盾构机。

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直径8.61米盾构机主轴承

产品重达62吨,三层楼高,能够承受超万吨级载荷。

 

全产业链自主化的“最后一环”

近年来,随着中央企业不断攻坚克难,“大国重器”盾构机早已贴上了“中国制造”的标签。但国产盾构机全产业链自主化的“最后一环”,却是制约我国工业发展的“卡脖子”关键技术之一——盾构机主轴承。

盾构机主轴承作为盾构机的“心脏”部件,处于大型高端轴承的最顶端。它是整个盾构机中唯一在服役期间不能更换的部件,需要直面盾构机超重载、大偏载、频变载等极端恶劣工况考验,一体成型的构造一旦损坏,动辄上亿元的盾构机面临报废的危险,整个工程的成本也将成倍增长。

盾构机主轴承工作原理演示.gif

盾构机主轴承工作原理演示

在材料上,盾构机主轴承使用我国研制的高性能长寿命轴承钢。在工艺上,盾构机主轴承的制造属于精密制造,精度要求非常之高。比如说这台8.61米主轴承产品,在直径8米多的滚道内,平面度要小于20微米,相当于一张A4纸厚度的1/5,直线度要小于8微米,只有头发丝的1/10。

对此,中国铁建联合上下游企业、高等院校展开协同攻关,有效解决了直径8.61米超大尺寸维度下薄壁环变形控制、高精密大模数齿硬铣、复杂型面热处理等制造难题。最终实现了直径8.61米盾构机主轴承从无到有、从有到优的突破。

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轴承

国产超大直径盾构机主轴承顺利下线,曾经的“卡脖子”,如今成为“杀手锏”。据介绍,进口8.61米主轴承的价格约为1100万元人民币,实现自主生产后,产品价格可降低30%左右。中国盾构机整体生产成本大幅降低,在全球市场将更有话语权与竞争力。

 

CBN超硬刀具化解轴承钢加工难题

轴承是现代机械设备的重要零部件,普遍使用的材料是轴承钢GCr15。常见的轴承没有盾构机主轴承这么巨大,但是对轴承钢的加工同样有稳定性和表面质量的要求。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以轴承钢材料有高而均匀的硬度、耐磨性以及较高的弹性极限。能适应这种材料特性,并且兼具技术性与性价比的刀具非CBN刀具莫属。

CBN是立方氮化硼的简称,作为硬度仅次于金刚石的超硬材料,CBN刀具和金刚石刀具基本涵盖了目前市场上所有的超硬刀具种类。

CBN刀具和金刚石刀具由于其具有较高的硬度和耐磨性,都可以加工高硬度材料以及难切削复合材料,并且都能进行高速切削,获得较高的加工精度,提高加工效率,唯一不同的是两者适用的加工材质不同。

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2023 ITES现场

CBN刀具由于对铁系金属元素有较大的化学稳定性,因此主要适用于灰铸铁、耐磨铸铁、各种高硬度材料(如轴承钢)等黑色金属的切削加工。更多关于超硬刀具的前沿技术和解决方案,请锁定明年3月ITES深圳工业展,汇聚伊斯卡、佑能、NS、MST、BIG、DHF、株钻、富兰地、沃尔德等头部刀具企业的最新研发成果,一定让你大饱眼福!


CBN刀具代表品牌介绍

山特维克可乐满

针对镍基高温合金发动机零件进行了优化,推出CBN刀片CB7014。航空零件的精车加工是针对极难加工的ISO S材料下执行且极具挑战性的工序。使用CBN,表面速度可从传统的低参数几十米的线速度提升到200 m/min以上,从而提高生产率,并且仍然保持良好的表面完整性。

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伊斯卡

推出一系列具有高性能、高精度聚晶金刚石刀具(PCD)及钎焊立方氮化硼(CBN)刀尖的刀具。伊斯卡还推出一系列涂覆有先进金刚石涂层的具有各种几何形体的整体硬质合金刀具,以满足来自当今的金属胶合板、CFRP及复合材料工业领域的非常严苛的需求。

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NS

CBN系列中的人气产品SSR200,共172个规格尺寸,适用于加工各种形状。CBN超群的耐磨性能实现了对R角部的高效加工;整个切削刃为连续平滑的刀刃设计,实现高品质的加工表面精度;规格尺寸从φ0.1起,适用于~70HRC的高硬度钢加工。

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鑫金泉(沃尔德旗下子公司)

相比传统的只使用硬质合金刀具加工模具的方案,鑫金泉采用了CBN和PCD这两种超硬材料的刀具,能将模具的精度进一步提升,最高达到镜面效果,模具加工有更完备的刀具方案。

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