摘要：壓路機(jī)的振動輪屬重型機(jī)械，粗加工階段刀具的工作環(huán)境比較惡劣，輪圈材質(zhì)為Q345B，屬低合金高強(qiáng)度鋼，材料硬度高、難加工，經(jīng)多次生產(chǎn)實(shí)踐，改為使用可轉(zhuǎn)位車刀，較之以前的焊接式硬質(zhì)合金車刀，很好地解決了振動輪加工難和加工效率低的生產(chǎn)難題。

振動壓路機(jī)是國機(jī)重工（洛陽）有限公司的主導(dǎo)產(chǎn)品之一，筆者在該公司進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐過程中，與工程技術(shù)人員合作，針對振動輪的加工工藝提出了一些改進(jìn)性的建議，尤其是加工刀具的改進(jìn)，刀具由以前的焊接式硬質(zhì)合金車刀改為可轉(zhuǎn)位車刀，經(jīng)過多次生產(chǎn)驗(yàn)證，取得了不錯效果。

1. 振動輪的加工特點(diǎn)

振動壓路機(jī)是工程施工的重要設(shè)備之一，用來壓實(shí)各種土壤、瀝青混凝土等，多用于公路施工中路基、路面的壓實(shí)。振動輪為壓路機(jī)重要零件之一，其質(zhì)量達(dá)2t左右，輪圈材質(zhì)為Q345B，外型尺寸大、質(zhì)量大，屬于重型零件，切削時與普通零件相比，刀具的切削深度大、切削速度低、進(jìn)給速度慢，因此對刀具的性能提出了更高的要求。

2. 加工內(nèi)容

壓路機(jī)振動輪的加工如附圖所示，在重型臥式車床C6020B上，兩頂尖頂緊車床夾具與振動輪，粗車工件兩側(cè)的端面1、2及其倒角。

3. 改進(jìn)車削加工刀具

車床加工時常用的車刀種類有整體式焊接車刀、機(jī)夾式車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成形車刀等。之前在車削Q345B振動輪輪圈時，采用的是焊接式硬質(zhì)合金車刀，在車削振動輪端面及倒角時，刀具切削性能差，經(jīng)常出現(xiàn)車削噪聲大、難切削，極易出現(xiàn)車刀崩刃，有時需更換幾把車刀才能加工完成一個振動輪，使生產(chǎn)效率大幅降低，造成生產(chǎn)的瓶頸。經(jīng)過比較、選擇和多次實(shí)踐，決定采用可轉(zhuǎn)位車刀完成本工序的加工，因?yàn)樗軌蛟黾拥镀芰Ψ较虻膭偠?，以使得在增加切削速度和切削深度后，減少振動，有利于生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量的提高。

可轉(zhuǎn)位車刀是指使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀，刀具一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃繼續(xù)使用，直到刀片上所有的切削刃均已用鈍，刀片才報廢回收，更換新刀片后，車刀又可繼續(xù)工作。與硬質(zhì)合金焊接車刀相比較， 可轉(zhuǎn)位車刀有如下特點(diǎn)：①刀片不需經(jīng)過高溫焊接，缺陷及裂紋少，刀具壽命高，提高了生產(chǎn)效率。②不需操作工人進(jìn)行刃磨，減少了停機(jī)換刀等輔助時間。③刀桿可重復(fù)使用，有的刀片可由制造廠家回收再制，降低了刀具成本。④刀片具有良好的切削穩(wěn)定性能，剛性好、精度高，能進(jìn)行高速切削和強(qiáng)力切削。

4. 刀具材料及刀具角度的選擇

在金屬切削加工中， 刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)效率、工件的加工精度、已加工表面質(zhì)量、刀具的消耗及加工成本。正確選擇刀具材料是設(shè)計和選擇刀具的重要內(nèi)容之一，特別是針對某些難加工材料的切削，刀具材料的選擇顯得尤為重要。目前市面上常見的車刀材料有高速鋼、硬質(zhì)合金及一些高性能材料（如陶瓷、立方氮化硼及金剛石等），而硬質(zhì)合金車刀在強(qiáng)度、硬度、韌性及工藝性方面具有優(yōu)良的綜合性能，幾乎可用于任何常見材料的切削加工。

涂層刀具是在強(qiáng)度和韌性較好的刀具基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆幾微米厚的高硬度、高耐磨性且難熔的金屬或非金屬化合物而獲得的。涂層刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱耐氧化、摩擦因數(shù)小及熱導(dǎo)率低等特性，切削時可比未涂層刀具提高刀具壽命3～5倍以上，可提高切削速度20%～70%，提高加工精度0.5～1級，降低刀具消耗費(fèi)用20%～50%。因此選擇涂層硬質(zhì)合金作為本工序加工的車刀材料。

由于在重型機(jī)械粗加工階段刀具的加工環(huán)境比較惡劣，經(jīng)過多次實(shí)踐，確定采用的車刀應(yīng)為0°～－5°的前角，0°～10°的后角，負(fù)的刃傾角以增大工作前角和楔角、提高切削刃的鋒利性和刀尖的強(qiáng)度，同時在主切削刃上可開有1mm左右的負(fù)倒棱及R2mm左右的刀尖圓弧，以提高切削刃的抗沖擊性。

5. 實(shí)際加工應(yīng)用情況

（1）加工刀具的使用。刀具：45°外圓可轉(zhuǎn)位車刀；刀片：德國瓦爾特SNMG 190612-NR8 WPP30，后角0°，修光刃經(jīng)刃磨，切削刃長度19mm，刀片厚度s=6.35mm，刀尖圓弧r=1.2mm，刀片槽型NR8（根據(jù)切削深度ap和進(jìn)給量f確定），刀片材質(zhì)WPP30為涂層硬質(zhì)合金（根據(jù)加工條件選定，符合ISO代碼HC-P30），刀片形狀為長方形；刀桿：一般的剛性鎖緊系統(tǒng)即可，選擇國產(chǎn)車刀刀桿，但由于刀桿的副后刀面在加工內(nèi)孔倒角時發(fā)生干涉，使用前磨去刀具的干涉部分。

（2）切削用量的選擇。由于工件在粗加工階段以去除余量為主要加工目的，而重型工件又因?yàn)榍邢饔嗔看?，相?yīng)產(chǎn)生的切削力大，因此應(yīng)選擇較低的切削速度和進(jìn)給量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇切削速度v為10～15m/min，進(jìn)給量f為0.5～1mm/r，切削深度ap為3～5mm，以保證加工后的表面粗糙度值

（3）首件試切削情況。第一刀：選擇進(jìn)給速度vf=8mm/min，轉(zhuǎn)速n=16r/min，切削深度ap=5mm，工件切削時發(fā)生振動，及時降低切削深度。第二刀：選擇進(jìn)給速度vf=11.2mm/min，轉(zhuǎn)速n=20r/min，切削深度ap=3mm，切削情況良好。第三刀：選擇進(jìn)給速度vf=8mm/min，轉(zhuǎn)速n=16r/min，切削深度ap=5mm，切削情況良好。第四刀：選擇進(jìn)給速度vf=8mm/min，轉(zhuǎn)速n=16r/min，切削深度ap=1mm，切削情況良好。這是工件最后的尺寸余量，但是小切深造成不斷屑，這也提醒操作人員在正常的切削過程中不宜選用較小的切深。

綜上所述，經(jīng)過反復(fù)生產(chǎn)加工的實(shí)踐證明，在進(jìn)行Q345B材質(zhì)壓路機(jī)振動輪的粗加工過程中，可轉(zhuǎn)位車刀較之前采用的焊接式硬質(zhì)合金車刀，刀具的剛性和耐磨性高，使用壽命長，加工過程中工件不易振動，不需頻繁對車刀進(jìn)行刃磨及更換，有效保證了加工效率及加工精度，很好地解決了振動輪加工難和加工效率低這一問題，最大限度地滿足了生產(chǎn)需要。