型鋼軋輥孔型清根刀具的研制及應用

■ 石橫特鋼集團有限公司 （山東肥城 271612） 吳德寶

在數控軋輥車床上車削型鋼軋輥孔型時，為提高效率，盡量采用較大直徑刀片來加工，受編程時刀具半徑補償作用的影響，軋輥孔型部分尖角尺寸及小R圓弧（中型型鋼中指＜R5mm的圓弧）位置存在切削殘留現象（見圖1）。

這些切削殘留的存在，是不符合圖樣加工要求的，通常在精車孔型后更換數控尖刀片或小直徑圓刀片，利用專門的清根程序，車掉這些切削殘留。

國內大部分數控軋輥無自動對刀儀，只能采取人工試切的方法對刀，稍有不慎，對刀時會劃傷已加工孔型表面或在孔型過渡位置產生臺階，影響軋輥加工質量，導致軋材表面質量問題的產生。這種加工方法，編程復雜，除加工孔型所需主程序外，清根時還需多次調用清根程序，找正對刀時間長，加工精度無法得到有效保證。

1.解決方案

針對這種現狀，我們成立攻關小組，經過多次試驗，成功解決了這一難題。我們采取分步加工的方法：利用數控軋輥車床加工出孔型基本輪廓尺寸，然后借鑒成型車刀加工法，制作專門的清根刀來加工尖角或小R圓弧部位。為保證清根時加工精度，成型刀具由線切割機床割出，同時制作出刀具對中樣板。

加工時，將樣板卡在軋輥基準面上，移動機床刀架，將清根刀靠在找正樣板上，隨后撤走樣板，根據機床上數顯刻度值，沿機床X軸慢慢移動清根刀進行切削（見圖2）。

在清根刀具接近軋輥理論尺寸位置時，注意觀察表面是否平滑，否則應輕輕微移動Z軸，減小加工臺階現象的出現，同時防止清根刀劃傷已加工表面。通常，2～5min便可完成一處尖角或R弧的清根工作。

2.清根刀具的制作

圖1 數控加工時切削殘留

圖2 清切刀具清根加工

（1）焊（粘）接式清根刀。根據成型車刀的制作方法，我們首先制作了整體式清根成型刀具。在使用過程中發現，存在以下問題：刀桿外形尺寸50mm×50mm×350mm，因質量大，刀片磨鈍后修磨困難；一旦刀片損壞，只能整體報廢，制作成本高；硬質合金刀片焊接后硬度降低、崩刃及開裂現象嚴重。

針對這種現狀，我們對該刀具制作工藝進一步優化。首先，將由整體式刀具改為分體式刀具。該刀具由支撐刀桿、可換小刀桿兩部組成，支撐刀桿上可以安裝任意尺寸的小刀桿。在不同孔型需要清根時，只需更換對應尺寸的小刀桿即可。其次，針對焊接后合金刀片不耐用的現狀，采用粘接方式，將合金刀片用特殊膠水粘在小刀桿上，同時用螺釘固定。采用這種方式，刀具壽命提高3倍以上（見圖3）。

（2）機夾式清根刀。標準數控機夾刀具，通用性強，更換刀片簡單、方便。因此，我們又逐步制作出非標機夾式清根刀（見圖4）。

首先，按照相同類型或尺寸相近的清根孔型制作出機夾式刀桿，要求清根刀桿上具有相同的定位槽，以滿足不同尺寸的清根刀片。其次，優化設計清根刀片，其切削尺寸按孔型制作，定位尺寸按刀桿定位槽制定統一尺寸，以減少配對清根刀桿的數量；同時，刀片上打上待加工孔型及配用刀桿標識。使用時，首先根據孔型選用刀片及刀桿，兩者裝配后，用找正樣板找正，便可進行清根切削工作。

圖3 分體式清切刀具的組成

圖4 機夾式清切刀具的組成