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型鋼軋輥孔型清根刀具的研制及應用

2018-07-27 09:10:06石橫特鋼集團有限公司山東肥城271612吳德寶
金屬加工(冷加工) 2018年7期

■ 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

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