壓路機(jī)振動(dòng)輪外圓及內(nèi)孔加工工藝

1.

序言

壓路機(jī)是路面施工機(jī)械集群中的重要裝備，其中振動(dòng)壓路機(jī)又分為單鋼輪壓路機(jī)和雙鋼輪壓路機(jī)。用于瀝青面層壓實(shí)的雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)輪的加工要素多、精度要求高、加工工序長(zhǎng)并且加工工藝對(duì)裝備投入的影響較大，這里重點(diǎn)介紹雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)輪的內(nèi)孔和外圓加工方法以及工序流程的分析和選擇。

2.

雙鋼輪壓路機(jī)特點(diǎn)及振動(dòng)輪制造現(xiàn)狀

2.1雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)輪的特點(diǎn)雙鋼輪壓路機(jī)（見(jiàn)圖1）是路面壓實(shí)的最后一道工序的常用設(shè)備，當(dāng)壓路機(jī)振動(dòng)輪與路面充分接觸時(shí)是最理想的狀態(tài)，這樣會(huì)獲得較好平整度和密實(shí)度的路面層，可以延長(zhǎng)路面的使用壽命。圖1雙鋼輪壓路機(jī)及振動(dòng)輪雙鋼輪壓路機(jī)的技術(shù)參數(shù)較多，包括整機(jī)質(zhì)量、激振力和振動(dòng)頻率等，見(jiàn)表1。振動(dòng)輪內(nèi)孔和外圓的加工質(zhì)量以及合理的匹配技術(shù)參數(shù)，對(duì)壓實(shí)效果具有重要影響。表1某品牌13t典型雙鋼輪壓路機(jī)參數(shù)2.2目前振動(dòng)輪主要采用的加工工藝方法壓路機(jī)振動(dòng)輪需要經(jīng)過(guò)圓筒的卷制、焊接、鏜孔、車端面（雙鋼輪還需要車外圓）、鉆孔和攻螺紋等一系列工序完成加工，目前振動(dòng)輪主要采用先鏜內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，采用心軸工裝裝夾，然后車削外圓的工藝方法。由于壓路機(jī)振動(dòng)輪需要外圓與內(nèi)孔同心，在鏜孔找正過(guò)程需要花費(fèi)大量的時(shí)間。鏜孔加工時(shí)以外圓為基準(zhǔn)，外圓的圓度和找正點(diǎn)數(shù)的多少?zèng)Q定了鏜孔中心線是否能和外圓的母線平行，如出現(xiàn)找正偏差或輪圈圓度超差，經(jīng)過(guò)車外圓后就出現(xiàn)輪圈壁厚不均勻的情況，進(jìn)而影響振動(dòng)輪壓實(shí)的效果。

3.

振動(dòng)輪加工特性分析

由于振動(dòng)輪的封口板內(nèi)孔加工位置距離端面超過(guò)500mm，振動(dòng)輪內(nèi)部是空心結(jié)構(gòu)且壁厚一般≤20mm，造成振動(dòng)輪剛性較差，因此在焊接后會(huì)出現(xiàn)收縮變形，導(dǎo)致了加工過(guò)程中加工余量不均勻，存在生產(chǎn)效率低和表面質(zhì)量差等問(wèn)題，并且難以控制。影響雙鋼輪輪圈加工壁厚的主要因素有兩種：一是受力因素，由于輪圈內(nèi)部支撐距離端面較遠(yuǎn)且壁厚較薄，在車外圓受到外力的作用下，會(huì)出現(xiàn)局部變形；二是振動(dòng)因素，在車削振動(dòng)輪外圓時(shí)，作用在外圓上的徑向切削力，在振動(dòng)輪圓度較差的情況下刀具會(huì)出現(xiàn)跳動(dòng)，導(dǎo)致振動(dòng)輪表面質(zhì)量差。

4.

先車外圓后鏜孔工藝方法研究及控制點(diǎn)

振動(dòng)輪的內(nèi)孔精度為IT6～I(xiàn)T8級(jí)，加工精度要求較高，且4組內(nèi)孔同軸度要求≤0.05mm，需要在高精度的數(shù)控鏜銑加工中心上鏜孔，采用先車外圓后鏜孔的方式，可以將支撐振動(dòng)輪的工裝支撐裝置做成固定式，接觸面相對(duì)于先鏜孔后車外圓，可調(diào)節(jié)的工裝更大，在鏜孔過(guò)程中不需要找正，且加工過(guò)程更平穩(wěn)，如圖2所示。圖2鏜孔工裝及固定示意4.1先車外圓后鏜孔的主要工藝流程先車外圓后鏜孔的主要工藝內(nèi)容和先鏜孔后車外圓基本一致，主要是將車外圓的工序調(diào)整到鏜孔前，以外圓作為鏜孔的基準(zhǔn)，主要工藝流程如下。1）用工裝將輪圈內(nèi)壁進(jìn)行均勻支撐，8個(gè)支撐點(diǎn)對(duì)稱逐步擰緊。2）粗、精車振動(dòng)輪外圓，外圓直徑（1300±1）mm，車端面并倒R過(guò)渡圓角。3）以輪圈外圓為基準(zhǔn)吊至鏜孔工裝固定，找正外圓上下中心位置，確認(rèn)左右對(duì)稱。4）分別鏜兩端內(nèi)孔φ320H7，φ210H7，孔口倒角1mm×45°。5）鉆兩端M16-6H螺紋底孔至φ14mm，攻螺紋并去毛刺。4.2先車外圓后鏜孔方法的控制點(diǎn)在先車外圓后鏜孔工藝方法優(yōu)化的研究中，結(jié)合加工過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，總結(jié)了如下控制點(diǎn)。內(nèi)孔支撐工裝采用多點(diǎn)支撐：由于振動(dòng)輪輪圈在經(jīng)過(guò)卷圓、焊接一系列工序后，輪圈會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則變形，且輪圈的壁厚較薄，如果支撐點(diǎn)較少，在車外圓時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法對(duì)輪圈圓度矯正或支撐力過(guò)大造成輪圈變形的問(wèn)題，最少需要設(shè)置8個(gè)支撐點(diǎn)，如有條件可以設(shè)置12個(gè)支撐點(diǎn)。車加工基準(zhǔn)的選擇：在車兩端面時(shí)，要注意以兩端封口板為基準(zhǔn)，在測(cè)量時(shí)盡量以內(nèi)孔位置作為測(cè)量起始點(diǎn)，可以防止在后道鏜孔工序锪止口時(shí)壁厚不均勻。鏜孔工序支撐點(diǎn)的選擇：在鏜孔時(shí)，振動(dòng)輪由于受到軸向力，如果裝夾不牢靠會(huì)出現(xiàn)軸向竄動(dòng)，因此需要用鏈條將振動(dòng)輪緊固，為了防止緊固造成輪圈變形，保證支撐點(diǎn)在壓緊點(diǎn)的工裝裝夾原則，鏜孔工裝的支撐點(diǎn)盡量靠近封口板位置，如圖2中鏈條捆綁位置指示。

5.

鏜和車先后加工順序的優(yōu)缺點(diǎn)分析

5.1加工資源需求分析雖然振動(dòng)輪的加工順序目前普遍采用先鏜內(nèi)孔后車外圓的方式，但其使用的設(shè)備和先車外圓后鏜內(nèi)孔的設(shè)備基本一致。鏜孔加工主要使用鏜銑加工中心或數(shù)控鏜銑床，如圖3a所示，對(duì)于一些自動(dòng)化程度較低的設(shè)備，需要采用大型Z3080搖臂鉆床以鏜孔的內(nèi)孔作為基準(zhǔn)，模鉆軸承座等零件的安裝孔；車外圓普遍采用落地車床，根據(jù)控制形式分為普通落地車床和數(shù)控落地車床，如圖3b所示。a）鏜銑加工中心b）落地車床圖3振動(dòng)輪鏜孔及車外圓設(shè)備5.2兩種加工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比先鏜孔后車外圓和先車外圓后鏜孔各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)鏜孔效率、車外圓效率和找正時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行比較，見(jiàn)表2。先車外圓后鏜孔的加工方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如對(duì)輪圈壁厚均勻性要求較高，且該機(jī)型的產(chǎn)量規(guī)模較大，較為適宜采用此方法。表2先鏜孔后車外圓與先車外圓后鏜孔比較

6.

結(jié)束語(yǔ)

振動(dòng)輪的兩種加工方法各有特點(diǎn)，從加工質(zhì)量對(duì)施工質(zhì)量的影響來(lái)看，兩種加工方法基本相當(dāng)，主要是對(duì)于整體設(shè)備投資較高的鏜銑加工中心