開溝機刀頭/銑刨機刀頭路面冷銑刨機是一種用于去除路面材料的養(yǎng)護機械，高速旋轉(zhuǎn)且布滿刀具的銑刨鼓采用逆銑的方式切除瀝青、水泥等混凝土路面。由于路面材料成分復(fù)雜、硬度高，刀具的劇烈磨損使其成為消耗最迅速的易損件，大大增加了施工費用。因此，加強對刀具的研究以及合理的使用具有重要的經(jīng)濟意義。
１．０刀具結(jié)構(gòu)及工藝
刀具典型結(jié)構(gòu)如圖１所示，主要有刀頭、刀座和基座組成。連接方式為：基座直接焊接在銑刨鼓上，刀座通過螺釘緊固在基座的槽里，而刀頭則通過漲簧插入刀座。刀頭由刀尖、刀柄、墊片和漲簧組成（如圖２）。
１．１刀頭






  由于要完成主要的切削任務(wù)，刀尖材料采用大顆粒的碳化鎢合金，并由軟性的鈷金屬將其連結(jié)在一起，硬度達到１４００ＨＶ以上，使其在高溫、高沖擊的情況下也擁有較好的抗折和耐磨性能。刀尖呈錐形，頂部直徑小，確保切入地面時的錐入性能，減少切削阻力；刀尖底部直徑大，提供對刀柄的保護。刀尖通過特別的銅釬焊連接在刀柄上，連接強度高，能承受施加在刀尖上，與刀柄成４５度方向的６噸力所產(chǎn)生的彎矩。
刀柄上下部分有著不同的力學(xué)性能，上半部要與路面和銑刨廢料產(chǎn)生磨擦，所以需要很高的硬度，下半部的桿插入刀座內(nèi)，需要能吸收銑刨過程中的沖擊，所以韌性好。這樣刀柄就需要具有雙重性能：耐磨且抗折。中間存在一個退刀槽，可以利用卸刀鉗將刀頭從刀座中拔出（有的刀頭沒有退刀槽，使用刀頭沖桿將其從后部沖出）。一些新型的刀頭，刀柄頭部還布有凹槽，增加了與地面摩擦過程中的旋轉(zhuǎn)性能，防止偏磨。
墊片是由優(yōu)質(zhì)彈簧鋼制成，形狀類似碟簧，呈倒錐狀。其用處有兩個：首先減小刀座的磨損。工作時旋轉(zhuǎn)的刀頭如果直接安裝在刀座上，勢必給刀座帶來嚴重磨損，而刀座的價格遠高于刀頭，所以要在這之間安裝一個墊片，讓刀頭旋轉(zhuǎn)時只與墊片發(fā)生摩擦，保護了刀座；其次，錐形的墊片與刀座的錐形定位面精確配合，保證工作時刀頭在刀座中處于良好的對中狀態(tài)，減少刀座孔的磨損。
漲簧由１．２ｍｍ優(yōu)質(zhì)彈簧鋼制成，裝入刀座后與刀座孔牢固張緊，且不會在銑刨過程中從刀座中脫出。銑刨過程中刀頭需要能旋轉(zhuǎn)，所以漲簧與刀柄之間有很大的徑向間隙。其軸向固定是依靠刀柄和漲簧的Ｒ形槽配合形成。
１．２刀座
老式銑刨機采用的是焊接刀座，因其不易更換，現(xiàn)在大都采用快換型刀座，通過緊定螺釘固定于基座內(nèi)。擰開螺釘，既可輕松拆下刀座。刀座安裝面積大，有效地保護了基座并且減小應(yīng)力。頂部開有兩道環(huán)型槽，作為磨耗標(biāo)志線，方便維護。
１．３基座
基座直接焊接在銑刨鼓上，除了安裝其他刀具外，還有一個十分重要的作用——螺旋輸料。寬大的基座在銑刨鼓上螺旋布置，形成了一道道的“螺旋葉片”。銑刨后的廢料就是依靠轉(zhuǎn)動的“螺旋葉片”，將其推到銑刨室的中間，再通過拋料板拋出。所以，基座的形狀和布置直接影響到銑刨鼓的堆料以及收料效果，需要引起特別注意。
２．０刀具的使用及維護
２．１刀具與作業(yè)方式
簡單看來，作業(yè)效率是和銑刨深度、前進速度有關(guān)。大銑深，全速前進好象是產(chǎn)量最大的時候，實則不然。因為銑深加大了，前進速度必然要降低。某２Ｍ銑刨機的銑深和前進速度如圖３所示。此外，銑深大，前進速度小，則銑刨廢料的粒徑小，對刀具的磨損也就越嚴重，單把刀具的產(chǎn)量也就下降。圖４表示的是某型號刀頭的單把產(chǎn)量和銑深的關(guān)系。可見，有時候分層銑刨反而更經(jīng)濟。
２．２刀具的磨損
刀具，尤其是刀頭，使用壽命很低，在破碎地面的過程中，與地面和廢料產(chǎn)生劇烈摩擦，迅速磨損。瀝青混凝土路面是用高稠度瀝青為結(jié)合料，經(jīng)高溫加熱與各種礦物質(zhì)材料強制拌合、攤鋪、碾壓而成。瀝青混凝土路面材料是混合材料，能譜分析知其主要構(gòu)成元素是硅、鈣、鋁、碳、鉀、鐵等元素，其中含量較多的是硅和鈣。構(gòu)成的化學(xué)物質(zhì)主要有石英（ＳｉＯ）、方解石（ＣａＣＯ、白云石（ＣａＭｇ）（ＣＯ）、高嶺土（ＡｌＯ、２ＳｉＯ、２ＨＯ）等。各種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)形態(tài)及硬度見表１。
由表１可見，路面材料中含有硬度非常高的石英，硬度接近硬質(zhì)合金。圖５是硬質(zhì)合金刀尖（ＷＣ－Ｃｏ）磨損的掃描電鏡圖。有明顯的凹坑和有方向性劃痕，這就是石英等硬質(zhì)顆粒對合金刀尖產(chǎn)生的顆粒磨損。圖６是使用４５＃鋼制成的刀柄磨損后的掃描電鏡圖，靠近刀尖處有明顯的劃痕和犁溝。本應(yīng)由碳化鎢合金刀尖承當(dāng)?shù)那邢魅蝿?wù)，由于刀具的形狀、安裝位置以及惡劣的工況，造成刀柄部分與路面材料直接接觸，發(fā)生摩擦磨損。由于刀柄本身材料硬度較刀尖低，所以往往先被磨蝕。通過以上分析可知，刀具的合理磨損主要發(fā)生在刀尖和刀柄的上部。為了使刀頭磨損均勻，刀具在切入地面時，刀頭軸線不在刀尖軌跡平面內(nèi)，有一定的夾角，促使刀頭在切入地面的同時在刀座孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，均勻磨損。此種磨損狀況最大程度地延長了刀具的使用壽命。但是在實際施工過程中，刀頭往往不能達到理想的磨損狀態(tài)，產(chǎn)生以下非正常磨損，如圖８所示。
圖６４５＃鋼刀柄磨損后的掃描電鏡圖
刀柄過度磨損銑刨過軟的路面材料或銑刨室堆料過多時容易產(chǎn)生這種情況。刀尖硬度有足夠富余，連接刀尖的刀柄部分過度磨損，如不即時更換，磨損的刀柄不足以支撐刀尖切削而被折斷，進而開始磨損刀座，對機器造成更大傷害。出現(xiàn)這種情況應(yīng)立即檢查輸料帶轉(zhuǎn)速，如沒有問題，則要更換刀頭，使用刀尖底部直徑較大的刀頭，有效保護刀柄。
偏磨刀頭在銑刨過程中沒有旋轉(zhuǎn)，僅在一側(cè)產(chǎn)生磨損，則會造成偏磨。偏磨的成因比較復(fù)雜，可能有：灑水不夠，導(dǎo)致刀具過熱；刀座過度磨損；銑刨瀝青含量高的黏性材料；使用輕型刀頭；細小的銑刨廢料進入刀柄與漲簧之間等。偏磨的刀頭也需要立即更換。
刀尖崩裂在銑刨過程中突然遇到硬物，比如鋼筋、窨井蓋、大塊水泥等，刀尖易崩裂。崩裂后的刀頭極易磨損，應(yīng)立即更換。