型鋼軋輥孔型清根刀具的研制及應(yīng)用

■ 石橫特鋼集團(tuán)有限公司 （山東肥城 271612） 吳德寶

在數(shù)控軋輥車(chē)床上車(chē)削型鋼軋輥孔型時(shí)，為提高效率，盡量采用較大直徑刀片來(lái)加工，受編程時(shí)刀具半徑補(bǔ)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(xiàn)象（見(jiàn)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(chē)孔型后更換數(shù)控尖刀片或小直徑圓刀片，利用專(zhuān)門(mén)的清根程序，車(chē)掉這些切削殘留。

國(guó)內(nèi)大部分?jǐn)?shù)控軋輥無(wú)自動(dòng)對(duì)刀儀，只能采取人工試切的方法對(duì)刀，稍有不慎，對(duì)刀時(shí)會(huì)劃傷已加工孔型表面或在孔型過(guò)渡位置產(chǎn)生臺(tái)階，影響軋輥加工質(zhì)量，導(dǎo)致軋材表面質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。這種加工方法，編程復(fù)雜，除加工孔型所需主程序外，清根時(shí)還需多次調(diào)用清根程序，找正對(duì)刀時(shí)間長(zhǎng)，加工精度無(wú)法得到有效保證。

1.解決方案

針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們成立攻關(guān)小組，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，成功解決了這一難題。我們采取分步加工的方法：利用數(shù)控軋輥車(chē)床加工出孔型基本輪廓尺寸，然后借鑒成型車(chē)刀加工法，制作專(zhuān)門(mén)的清根刀來(lái)加工尖角或小R圓弧部位。為保證清根時(shí)加工精度，成型刀具由線(xiàn)切割機(jī)床割出，同時(shí)制作出刀具對(duì)中樣板。

加工時(shí)，將樣板卡在軋輥基準(zhǔn)面上，移動(dòng)機(jī)床刀架，將清根刀靠在找正樣板上，隨后撤走樣板，根據(jù)機(jī)床上數(shù)顯刻度值，沿機(jī)床X軸慢慢移動(dòng)清根刀進(jìn)行切削（見(jiàn)圖2）。

在清根刀具接近軋輥理論尺寸位置時(shí)，注意觀察表面是否平滑，否則應(yīng)輕輕微移動(dòng)Z軸，減小加工臺(tái)階現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)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(shù)控加工時(shí)切削殘留

圖2 清切刀具清根加工

（1）焊（粘）接式清根刀。根據(jù)成型車(chē)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(guò)程中發(fā)現(xiàn)，存在以下問(wèn)題：刀桿外形尺寸50mm×50mm×350mm，因質(zhì)量大，刀片磨鈍后修磨困難；一旦刀片損壞，只能整體報(bào)廢，制作成本高；硬質(zhì)合金刀片焊接后硬度降低、崩刃及開(kāi)裂現(xiàn)象嚴(yán)重。

針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們對(duì)該刀具制作工藝進(jìn)一步優(yōu)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(shí)，只需更換對(duì)應(yīng)尺寸的小刀桿即可。其次，針對(duì)焊接后合金刀片不耐用的現(xiàn)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(shí)用螺釘固定。采用這種方式，刀具壽命提高3倍以上（見(jiàn)圖3）。

（2）機(jī)夾式清根刀。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)夾刀具，通用性強(qiáng)，更換刀片簡(jiǎn)單、方便。因此，我們又逐步制作出非標(biāo)機(jī)夾式清根刀（見(jiàn)圖4）。

首先，按照相同類(lèi)型或尺寸相近的清根孔型制作出機(jī)夾式刀桿，要求清根刀桿上具有相同的定位槽，以滿(mǎn)足不同尺寸的清根刀片。其次，優(yōu)化設(shè)計(jì)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(tǒng)一尺寸，以減少配對(duì)清根刀桿的數(shù)量；同時(shí)，刀片上打上待加工孔型及配用刀桿標(biāo)識(shí)。使用時(shí)，首先根據(jù)孔型選用刀片及刀桿，兩者裝配后，用找正樣板找正，便可進(jìn)行清根切削工作。

圖3 分體式清切刀具的組成

圖4 機(jī)夾式清切刀具的組成