輥輪車削加工刀具及切削用量的選擇

　　輥輪是軋鋼機(jī)上的主要零件，它在實(shí)際使用過程中由于受到一定的沖擊，而且表面被高速、高溫紅鋼摩擦，要求其表面具有良好的耐磨性，同時(shí)也須有足夠的韌性，以防止受沖擊而破碎。

　　鑒于輥輪的特殊用途，決定了它的材質(zhì)必須具備：

　　1、高速耐磨性;

　　2、足夠的紅硬性;

　　3、足夠的強(qiáng)度和韌性。

　　在實(shí)際使用過程中，近似白口鑄鐵較為合適。但由于此材質(zhì)一般為鑄態(tài)使用，就不可避免地存在鑄造缺陷，且硬度可達(dá)50～60HRC，加上輥輪(如附圖所示)同軸度要求較高，這給車削加工帶來了極大的困難。

附圖 輥輪

　　一、合理選擇刀具牌號(hào)

　　輥輪材質(zhì)的強(qiáng)度、硬度已達(dá)到普通硬質(zhì)合金刀具(YT)的強(qiáng)度和硬度，故普通刀具根本無法正常切削，雖然可以通過調(diào)質(zhì)處理適當(dāng)降低硬度，便于切削加工，但成本太大，周期較長(zhǎng)，因此還是選擇了鑄態(tài)直接加工。通過對(duì)各種高硬度刀具(包括陶瓷刀具和進(jìn)口刀具)進(jìn)行試切加工和反復(fù)比較，最后選定了硬度和耐磨性均符合切削要求且價(jià)格相對(duì)較低的YS8牌號(hào)車刀進(jìn)行車削加工。當(dāng)然對(duì)于使用后需修復(fù)的輥輪，由于在使用過程相當(dāng)于一次次地冷作硬化和淬火，硬度特高，YS8也無法切削的情況下，我們采用陶瓷刀片進(jìn)行修復(fù)加工。

　　二、合理選擇刀具幾何角度和切削用量

　　因?yàn)槊�坯中有相�?dāng)?shù)腃r，Mo等元素，其塑性好，強(qiáng)度、硬度高，變形抗力大，切削力比普通鋼材高2～3倍，切削熱也隨之增加，導(dǎo)熱率低，散熱困難，切削區(qū)溫度極高，極易損壞刀具。加之毛坯是鑄件，存在著諸如表面硬皮、氣孔、砂眼、加工余量不均勻、材料硬度不均勻等缺陷，這樣必然導(dǎo)致加工的不穩(wěn)定性增大，刀具使用壽命降低，生產(chǎn)成本提高，生產(chǎn)效率降低。針對(duì)這些因素，我們通過合理選擇切削參數(shù)來改善切削加工過程。

　　1、粗加工

　　粗加工時(shí)其加工表面余量不均勻，毛坯表面有硬皮，因此應(yīng)選盡可能大的切削深度，而切削深度越大，其產(chǎn)生的切削熱量就越高，刀具承受的切削力就越大，為使刀具能承受足夠的壓應(yīng)力，采用負(fù)前角和負(fù)刃傾角(0°～-5°)來增加刀具的剛性;后角一般在6°～8°之間，主偏角在10°～30°之間，副偏角在10°～15°之間。因毛坯硬度高，散熱性差，故在粗車時(shí)還是采用了低速(80r/min)，小進(jìn)給量(0.15mm/r)來適當(dāng)降低切削力，切削深度選在2～3mm之間。

　　2、精加工

　　因?yàn)榍邢魃疃容^小，切削力較小，切削熱量小，為了提高表面質(zhì)量，采用較大前角，后角取大值10°，盡可能減少刀具與工件的摩擦和擠壓，以提高工件表面加工質(zhì)量，主偏角在10°～30°之間;副偏角在5°～10°之間，為了避免切屑流出劃傷已加工的表面，采用正的刃傾角取0°～5°之間，采用較高的主軸轉(zhuǎn)速(120r/min)，小的切削深度(0.2～0.3mm)和小的進(jìn)給量0.1mm/r。

　　3、圓弧面加工

　　車削外圓、內(nèi)孔及總長(zhǎng)時(shí)，在普通車床上加工較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但圓弧面在普通車床上加工尺寸就不易保證，所以輥輪的圓弧面由數(shù)控車床來完成。針對(duì)毛坯余量不均，材質(zhì)硬，編程時(shí)通過增加走刀次數(shù)，設(shè)定低主軸轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給量。針對(duì)砂眼、氣孔易使刀頭崩刃的情況，編程時(shí)每走一刀前設(shè)置程序起點(diǎn)，避免每次走刀崩刃后加工程序“從頭開始”如此可節(jié)省大量時(shí)間，減少“無用功”來提高生產(chǎn)效率。