輥輪是軋鋼機上的主要......



輥輪是軋鋼機上的主要零件，它在實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，決定了它的材質必須具備：①高速耐磨性；②足夠的紅硬性；③足夠的強度和韌性。在實際使用過程中，我們發現近似白口鑄鐵較為合適。但由于此材質一般為鑄態使用，就不可避免地存在鑄造缺陷，且硬度可達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
1 合理選擇刀具牌號
輥輪材質的強度、硬度已達到普通硬質合金刀具(YT)的強度和硬度，故普通刀具根本無法正常切削，雖然可以通過調質處理適當降低硬度，便于切削加工，但成本太大，周期較長，因此還是選擇了鑄態直接加工。通過對各種高硬度刀具(包括陶瓷刀具和進口刀具)進行試切加工和反復比較，最后選定了硬度和耐磨性均符合切削要求且價格相對較低的YS8牌號車刀進行車削加工。當然對于使用后需修復的輥輪，由于在使用過程相當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行修復加工。
2 合理選擇刀具幾何角度和切削用量
因為毛坯中有相當的Cr，Mo等元素，其塑性好，強度、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，導熱率低，散熱困難，切削區溫度極高，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，這樣必然導致加工的不穩定性增大，刀具使用壽命降低，生產成本提高，生產效率降低。針對這些因素，我們通過合理選擇切削參數來改善切削加工過程。
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粗加工 粗加工時其加工表面余量不均勻，毛坯表面有硬皮，因此應選盡可能大的切削深度，而切削深度越大，其產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力，采用負前角和負刃傾角(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，故在粗車時還是采用了低速(80r/min)，小進給量(0.15mm/r)來適當降低切削力，切削深度選在2～3mm之間。
精加工 因為切削深度較小，切削力較小，切削熱量小，為了提高表面質量，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，采用較高的主軸轉速(120r/min)，小的切削深度(0.2～0.3mm)和小的進給量0.1mm/r。
圓弧面加工 車削外圓、內孔及總長時，在普通車床上加工較經濟實惠，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控車床來完成。針對毛坯余量不均，材質硬，編程時通過增加走刀次數，設定低主軸轉速、小進給量。針對砂眼、氣孔易使刀頭崩刃的情況，編程時每走一刀前設置程序起點，避免每次走刀崩刃后加工程序“從頭開始”如此可節省大量時間，減少“無用功”來提高生產效率。
3 結束語
通過不斷反復地實踐和經驗積累，生產效率有了很大的提高，從開始時的每日5～6件到目前的每日15～16件，扣除成本和折舊每年為企業凈增利潤9萬余元，攻克了高硬度耐熱材料的車削加工難關。