專利名稱：一種數控機床以及一種銑刀和一種月牙橫肋加工方法
技術領域：
本發明涉及螺紋鋼軋輥加工技術領域，特別涉及一種數控機床以及一種銑刀和一種月牙橫肋加工方法。
背景技術：
螺紋鋼軋輥是表面帶肋的鋼筋，亦稱帶肋鋼筋，通常帶有2道縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋。橫肋的外形為螺旋形、人字形、月牙形3種。在直徑36以上大規格螺紋鋼軋輥中要求橫肋根部需要圓滑倒角，否則螺紋鋼軋輥在彎曲使用中容易出現應力集中，造成反彎裂紋而使螺紋鋼軋輥報廢無法投用。為了消除大規格螺紋鋼軋輥月牙橫肋彎曲產生裂紋的問題，國內各廠家普遍采用手持電動指狀硬質合金旋轉銼手工修磨的方式，采用手工修磨不僅加工繁瑣，工作效率低，而且在修磨過程中所產生的噪聲粉塵震動嚴重危害著操作人員的健康。由于硬質合金旋轉銼與橫肋根部是平面接觸，屬于直線倒角，無法實現圓弧倒角，仍然存在應力集中隱患。綜上所述，如何實現解決對大規格螺紋鋼軋輥月牙橫肋根部倒角加工所存在的加工效率低和無法實現圓弧倒角的問題，成為了本領域技術人員問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題為提供了一種數控機床以及一種銑刀和一種月牙橫肋加工方法，該銑刀對螺紋鋼軋輥月牙橫肋一次加工即可完成月牙橫肋的削銑和月牙橫肋的根部圓弧成型的工藝操作，從而解決對大規格螺紋鋼軋輥月牙橫肋根部倒角加工所存在的加工效率低和無法實現圓弧倒角的問題。本發明提供的數控機床安裝有上述銑刀，并采用本發明所提供的月牙橫肋加工方法對月牙橫肋進行銷銑加工，能夠提高操作人員的加工效率。為解決上述技術問題，本發明提供了一種銑刀，用于對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋的加工，包括刀體和刀頭，所述刀頭對所述螺紋鋼軋輥月牙橫肋進行銷銑加工，所述刀頭具有對所述月牙橫肋的主體部進行加工的刃部，所述刃部靠近刀體的部分為對所述月牙橫肋的根部進行倒角加工的圓弧狀凸起的擴張部。優選地，與所述刀桿的軸線相垂直的平面為第一平面，所述刀頭于所述第一平面內的截面形狀為梯形。優選地，所述刀頭的梯形截面的下底長度為R，所述擴張部的圓弧半徑長度為O. 4R。優選地，所述擴張部位于所述刀頭靠近所述刀頭的梯形截面的下底端。本發明還提供了一種數控機床，包括安裝刀桿，所述安裝刀桿的桿體上具有銑刀安裝槽，所述銑刀安裝槽中安裝有上述銑刀，所述銑刀的刀體的軸線與所述安裝刀桿的軸線相垂直。優選地，所述安裝刀桿具有與所述銑刀安裝槽相連通的通孔，所述通孔中設置有可移動地頂針，所述頂針壓住所述銑刀。優選地，所述安裝刀桿的端部設置有與所述頂針相抵接的施壓轉鈕。優選地,所述頂針為42CrMo調質處理頂針。本發明還提供了一種月牙橫肋加工方法，包括步驟
I)安裝銑刀，將上述銑刀安裝于上述數控機床上；2)調整刀頭，將所述刀頭的梯形截面的上底端朝下設置，并將所述刀頭的梯形截面的高的延長線轉至與所述安裝刀桿的軸線之間的夾角為β角，所述β角為螺紋鋼軋輥橫肋的螺旋角；3)進行橫肋加工，當所述刀體圍繞所述安裝刀桿水平旋轉一周，被加工的螺紋鋼軋輥旋轉并沿水平圓周方向移動一個橫肋間距，同時，所述安裝刀桿帶動所述刀體前進一個進刀量。優選地，所述螺紋鋼軋輥安裝于所述數控機床的旋轉機構上，所述數控機床的旋轉機構為轉速可調旋轉機構。本發明提供了一種銑刀，用于對螺紋鋼軋輥月牙橫肋的加工。銑刀是一種用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具，主要用于在銑床上加工平面、臺階、溝槽、成形表面和切斷工件等，包括刀體和刀頭。在本發明中，刀頭用于對螺紋鋼軋輥月牙橫肋進行削銑加工。本領域技術人員可知，銑刀的刀頭上具有對工件表面進行切削用的刀刃，本發明所提供的銑刀同樣具有對月牙橫肋的主體部進行加工的刃部。為了能夠在對月牙橫肋的主體部進行加工時，還能夠同時完成月牙橫肋根部的倒角加工，本發明做出了如下的結構改進在刀頭的刃部靠近刀體的部分為對月牙橫肋的根部進行倒角加工的圓弧狀凸起的擴張部。通過該結構設計能夠在刀頭對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋的主體部進行加工時，刀頭上的擴張部與月牙橫肋的根部相接觸。擴張部為圓弧狀凸起，通過擴張部的形狀結構，當其與月牙橫肋的根部相接觸后隨著刀頭對月牙橫肋的進一步深入加工擴張部對月牙橫肋的根部進行切削，從而使月牙橫肋的根部形成圓弧形的倒角結構。本發明所提供的銑刀，通過其結構設計能夠保證加工出的倒角為圓弧形的光滑倒角，并且由于采用擴張部這種模具型刀具進行加工，能夠保證銑刀每次加工出的倒角形狀保持一致，不僅提高了大規格螺紋鋼軋輥月牙橫肋根部倒角加工的工作效率，還能夠保證產品的質量。本發明還提供了一種數控機床，包括安裝刀桿，安裝刀桿的桿體上具有銑刀安裝槽，銑刀安裝槽中安裝有上述銑刀。采用數控機床并安裝上述能夠對螺紋鋼軋輥上每一個月牙橫肋在特定程序進行銑加工，從而保證了對每一個月牙橫肋的加工質量、形狀等保持一致，在保證了高加工質量的前提下，還提高了螺紋鋼軋輥的外觀質量。本發明還提供了一種月牙橫肋加工方法，包括步驟I)安裝銑刀，上述銑刀安裝到上述數控機床上；步驟2)調整刀頭，將刀頭的梯形截面的上底端朝下設置，并將刀頭的梯形截面的高的延長線轉至與安裝刀桿的軸線之間的夾角為β角，β角為螺紋鋼軋輥橫肋的螺旋角；步驟3)進行橫肋加工，當刀體圍繞安裝刀桿旋轉一周，被加工的螺紋鋼軋輥旋轉并移動一個橫肋間距。同時軋輥每被加工一周，安裝刀桿帶動刀體前進一個進刀量。螺紋鋼軋輥上的月牙橫肋在一般情況下都與螺紋鋼軋輥主體具有一定的螺紋夾角，在步驟2)中，刀頭采用該安裝方式，是為了能夠使加工用的刃部能夠直對加工部件，從而能夠最大程度地應用刀頭上的刃部對工件進行加工。步驟3)進行橫肋加工，通過使用數控機床同步完成刀體、安裝刀桿和螺紋鋼軋輥之間的工作，能夠實現針對月牙橫肋形狀的操作。
圖I為本發明一種實施例中銑刀的結構示意圖；圖2為現有技術中螺紋鋼軋輥的局部結構示意圖；
圖3為圖2中螺紋鋼軋輥上的月牙橫肋的剖視圖；圖4為本發明一種實施例中銑刀安裝于安裝刀桿上的結構示意圖；圖5為圖4的局部側視結構示意圖；圖6為本發明一種實施例中月牙橫肋加工方法的流程圖；圖I至圖5中部件名稱與附圖標記的對應關系為刀體I ;刀頭2;刃部2a;擴張部2b;月牙橫肋3 ;主體部3a ;根部3b ;安裝刀桿4 ；頂針5 ；β為月牙橫肋與螺紋鋼軋輥軸線之間的螺旋角。
具體實施例方式本發明的核心為一種數控機床以及一種銑刀和一種月牙橫肋加工方法，該銑刀對螺紋鋼軋輥月牙橫肋一次加工即可完成月牙橫肋的削銑和月牙橫肋的根部圓弧成型的工藝操作，從而解決對大規格螺紋鋼軋輥月牙橫肋的根部倒角加工所存在的加工效率低和無法實現圓弧倒角的問題。本發明提供的數控機床安裝有上述銑刀，并采用本發明所提供的月牙橫肋加工方法對月牙橫肋進行削銑加工，能夠提高操作人員的加工效率。為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖I、圖2和圖3，其中，圖I為本發明一種實施例中銑刀的結構示意圖；圖2為現有技術中螺紋鋼軋輥的局部結構示意圖；圖3為圖2中螺紋鋼軋輥上的月牙橫肋的首1J視圖。本發明提供了一種銑刀，用于對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋的加工。銑刀是一種用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具，主要用于在銑床上加工平面、臺階、溝槽、成形表面和切斷工件等，包括刀體I和刀頭2。在本發明中，刀頭2用于對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋3進行銷銑加工。本領域技術人員可知，傳統銑刀的刀頭上具有對工件表面進行切削用的刀刃，本發明所提供的銑刀同樣具有對月牙橫肋3的主體部3a進行加工的刃部2a。為了能夠在對月牙橫肋3的主體部3a進行加工時，還能夠同時完成月牙橫肋3的根部3b的倒角加工，本發明做出了如下的結構改進在刀頭2的刃部2a靠近刀體I的部分為對月牙橫肋3的根部3b進行倒角加工的圓弧狀凸起的擴張部2b。通過該結構設計能夠在刀頭2對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋3的主體部3a進行加工時，刀頭2上的擴張部2b與月牙橫肋3的根部3b相接觸。擴張部2b為圓弧狀凸起，通過擴張部2b的形狀結構，當其與月牙橫肋3的根部3b相接觸后隨著刀頭2對月牙橫肋3的進一步深入加工擴張部2b對月牙橫肋3的根部3b進行切削， 從而使月牙橫肋3的根部3b形成圓弧形的倒角結構。本發明所提供的銑刀，通過其結構設計能夠保證加工出的倒角為圓弧形的光滑倒角，并且由于采用擴張部2b這種模具型刀具進行加工，能夠保證銑刀每次加工出的倒角形狀保持一致，不僅提高了大規格螺紋鋼軋輥月牙橫肋3的根部3b倒角加工的工作效率，還能夠保證產品的質量。具體地，刀體I的軸線相垂直的平面為第一平面，刀頭2于第一平面內的截面形狀為梯形截面。一般情況下，銑刀的刀體I需要夾具進行加裝實現固定，刀頭2才能夠進行穩定地對加工工件進行切削。所以為了保證刀體I的穩定加裝，刀體I會采取長方體狀或者是圓柱狀。在本發明中以與刀體I的軸線相垂直的平面作為一個截取的基準面(第一平面)對刀頭2進行截面分析，刀頭2于第一平面內的截面形狀為梯形。采用梯形截面結構的刀頭2能夠使得刀頭2的刃部2a對加工工件(月牙橫肋3)進行加工時，刃部2a能夠得到充分的利用。具體地，刀頭2的梯形截面的下底長度為R，擴張部2b的圓弧半徑長度為O. 4R。該結構設計能夠保證月牙橫肋根部3b加工出的形狀最優。基于上述實施例進行定義將銑刀豎直放置，以水平面作為X-Y軸系平面，銑刀的軸線則為Z軸。有上述實施例可知，刀頭2在X-Y軸系平面內的截面形狀為梯形。刀頭2在X-Y軸系平面內的梯形形狀具有上底(長度較小的一個底端)和下底(長度較大的一個底端)，則在本發明的一個具體實施方式
中，擴張部2b位于刀頭2靠近刀頭2的梯形截面的下底端。請參考圖4和圖5，其中，圖4為本發明一種實施例中銑刀安裝于安裝刀桿上的結構不意圖；圖5為圖4的局部側視結構意圖。本發明還提供了一種數控機床，包括安裝刀桿4，安裝刀桿4安裝刀具后能夠在數控機床的電腦控制系統的控制下根據既定程序進行工件的加工。安裝刀桿4的桿體上具有銑刀安裝槽，銑刀安裝槽用于安裝銑刀，銑刀的具體安裝方式為銑刀的刀體I的軸線與安裝刀桿4的軸線相垂直。當采用上述銑刀時本發明所提供的數控機床能夠對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋3進行加工，通過銑刀的特殊結構設計本發明所提供的數控機床能夠同時完成螺紋鋼軋輥的月牙橫肋3的主體部3a和月牙橫肋根部3b的同時加工。采用數控機床加工，由于銑刀受電腦控制，從而保證了對每一個月牙橫肋3的加工質量、形狀等保持一致，在保證了高加工質量的前提下，還提高了螺紋鋼軋輥的外觀質量。具體地，為了將統刀固定安裝與統刀安裝槽中，安裝刀桿4的桿體上具有與統刀安裝槽相連通的通孔，通孔中設置有可移動地頂針5，頂針5壓住所述銑刀。當銑刀插入到銑刀安裝槽中時，頂針5能夠壓住銑刀，從而固定銑刀，保證銑刀在對工件進行加工時刀頭2不發生晃動或者偏移。基于上述實施例，本發明采用如下方式對頂針5進行調節安裝刀桿4的端部設置有與頂針5相抵接的施壓轉鈕。施壓轉鈕通過旋轉運動實現沿安裝刀桿4的桿體上下移動，由于頂針5與施壓轉鈕相抵接，當施壓轉鈕向下移動時能夠對頂針5施加壓力，通過頂針5緊緊壓住銑刀；當施壓轉鈕向上移動時，頂針5放松即可將銑刀從銑刀安裝槽中取出。當然，對頂針5施加壓力的方式還可以采取如螺母旋入安裝刀桿4中并與頂針5相抵的方式，當轉動螺母時能夠實現螺母對頂針5的施壓與放松操作。為了保證頂針5具有較高的剛性，本發明將頂針5采用42CrMo調質處理頂針，42CrMo調質處理的頂針具有較高的結構強度，能夠對銑刀施加較大的壓力，從而確保銑刀的穩固安裝。
請參考圖6，圖6為本發明一種實施例中月牙橫肋加工方法的流程圖。本發明還提供了一種月牙橫肋3加工方法，包括步驟I)安裝銑刀，上述銑刀安裝到上述數控機床上；步驟2)調整刀頭，將刀頭2的梯形截面的上底端朝下設置，并將刀頭2的梯形截面的高的延長線轉至與安裝刀桿4的軸線之間的夾角為β角，β角為螺紋鋼軋輥橫肋的螺旋角；步驟3)進行橫肋加工，當刀體I圍繞安裝刀桿4水平旋轉一周，被加工的螺紋鋼軋輥旋轉并沿水平方向移動一個橫肋間距，同時軋輥每被加工一周，安裝刀桿4帶動刀體I前進一個進刀量。螺紋鋼軋輥上的月牙橫肋3在一般情況下都與螺紋鋼軋輥主體具有一定的螺紋夾角，在步驟2)中，刀頭2采用該安裝方式，是為了能夠使加工用的刃部2a能夠直對加工部件，從而最大程度地應用刀頭上的刃部2a對工件進行加工。步驟3)進行橫肋加工，通過使用數控機床同步完成刀體I、安裝刀桿4和螺紋鋼軋輥之間的工作，能夠實現針對月牙橫肋3形狀的操作。本領域技術人員可知，螺紋鋼軋輥上的月牙橫肋3的結構為一個具有空間結構的部分螺旋體。因此，對螺紋鋼軋輥上的月牙橫肋3進行加工時，需要銑刀具有X-Y-Z軸的三維方向上的移動。因此，步驟3)中假定安裝刀桿4豎直安裝并能夠前后移動，安裝刀桿4的移動方向為Y軸；則刀體I在圍繞安裝刀桿4進行水平旋轉的過程中具有與安裝刀桿4的前后移動方向相垂直的方向，該方向為X軸；同時螺紋鋼軋輥水平設置并能夠進行沿軸線方向的移動和圍繞其軸線的轉動，螺紋鋼軋輥的移動方向與X軸平行，則該旋轉方向具有與水平面相垂直的運動狀態可以將該運動狀態的方向為Z軸。在該運動狀態如果視為螺紋鋼軋輥不動，而銑刀在運動，則銑刀具有X-Y-Z軸三維運動分量，通過數控機床的程序設定，能夠實現對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋3的加工操作。為了實現螺紋鋼軋輥的可旋轉運動，螺紋鋼軋輥安裝于數控機床的旋轉機構上，數控機床的旋轉機構為轉速可調旋轉機構。通過對螺紋鋼軋輥的轉速調節，能夠實現銑刀加工的形狀，從而對不同型號的螺紋鋼軋輥進行月牙橫肋3的加工。以上對本發明所提供的一種數控機床以及一種銑刀和一種月牙橫肋3加工方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種銑刀，用于對螺紋鋼軋輥的月牙橫肋的加工，包括刀體(I)和刀頭(2)，所述刀頭(2)對所述月牙橫肋(3)進行削銑加工，其特征在于，所述刀頭(2)具有對所述月牙橫肋(3)的主體部(3a)進行加工的刃部(2a)，所述刃部 (2a)靠近所述刀體(I)的部分為對所述月牙橫肋(3)的根部(3b)進行倒角加工的圓弧狀凸起的擴張部(2b)。
2.根據權利要求I所述銑刀，其特征在于，與所述刀體(I)的軸線相垂直的平面為第一平面，所述刀頭(2)于所述第一平面內的截面形狀為梯形。
3.根據權利要求2所述銑刀，其特征在于，所述刀頭(2)的梯形截面的下底長度為R， 所述擴張部(2b)的圓弧半徑長度為0.4R。
4.根據權利要求2所述銑刀，其特征在于，所述擴張部(2b)位于所述刀頭(2)靠近所述刀頭(2)的梯形截面的下底端。
5.一種數控機床，包括安裝刀桿(4)，其特征在于，所述安裝刀桿(4)的桿體上具有銑刀安裝槽，所述銑刀安裝槽中安裝有如權利要求I至3中任一項所述的銑刀，所述銑刀的刀體(I)的軸線與所述安裝刀桿(4)的軸線相垂直。
6.根據權利要求5所述數控機床，其特征在于，所述安裝刀桿(4)具有與所述銑刀安裝槽相連通的通孔，所述通孔中設置有可移動的頂針(5)，所述頂針(5)壓住所述銑刀。
7.根據權利要求6所述數控機床，其特征在于，所述安裝刀桿(4)的端部設置有與所述頂針(5)相抵接的施壓轉鈕。
8.根據權利要求6所述數控機床，其特征在于，所述頂針(5)為42CrMo調質處理頂針。
9.一種月牙橫肋加工方法，其特征在于，包括步驟1)安裝銑刀，將如權利要求I至4中任一項所述的銑刀安裝于如權利要求5至8中任一項所述的數控機床上；2)調整刀頭，將所述刀頭(2)的梯形截面的上底端朝下設置，并將所述刀頭(2)的梯形截面的高的延長線轉至與所述安裝刀桿(4)的軸線之間的夾角為P角，所述P角為螺紋鋼軋輥橫肋的螺旋角；3)進行橫肋加工，當所述刀體(I)圍繞所述安裝刀桿(4)水平旋轉一周，被加工的螺紋鋼軋輥旋轉并沿水平圓周方向移動一個橫肋間距，同時，所述安裝刀桿(4)帶動所述刀體 (I)前進一個進刀量。
10.根據權利要求9所述月牙橫肋加工方法，其特征在于，所述螺紋鋼軋輥安裝于所述數控機床的旋轉機構上，所述數控機床的旋轉機構為轉速可調旋轉機構。
全文摘要
本發明公開了一種銑刀，包括刀體和刀頭，在刀頭的刃部靠近刀體的部分為對月牙橫肋根部進行倒角加工的圓弧狀凸起的擴張部。通過擴張部的形狀結構，當擴張部與月牙橫肋的根部相接觸后隨著刀頭對月牙橫肋的進一步深入加工，擴張部對月牙橫肋的根部進行切削，從而使月牙橫肋的根部形成圓弧形的倒角結構。本發明通過其結構設計能夠在對月牙橫肋的主體部進行加工時對倒角進行加工。本發明還提供了一種數控機床，安裝有上述銑刀，保證了對每一個月牙橫肋的加工質量與形狀保持一致。本發明還提供了一種月牙橫肋加工方法，通過步驟1)安裝銑刀；步驟2)調整刀頭；步驟3)進行橫肋加工，能夠實現針對月牙橫肋的切削操作。
文檔編號B23C3/00GK102615323SQ20121000144
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者劉加寶, 劉明, 劉紅軍, 張健, 張樹萍, 李劍, 楊樂彬, 董毓強, 陳懷昌 申請人:山東鋼鐵股份有限公司