CN102615323A - 一种数控机床以及一种铣刀和一种月牙横肋加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铣刀，包括刀体和刀头，在刀头的刃部靠近刀体的部分为对月牙横肋根部进行倒角加工的圆弧状凸起的扩张部。通过扩张部的形状结构，当扩张部与月牙横肋的根部相接触后随着刀头对月牙横肋的进一步深入加工，扩张部对月牙横肋的根部进行切削，从而使月牙横肋的根部形成圆弧形的倒角结构。本发明通过其结构设计能够在对月牙横肋的主体部进行加工时对倒角进行加工。本发明还提供了一种数控机床，安装有上述铣刀，保证了对每一个月牙横肋的加工质量与形状保持一致。本发明还提供了一种月牙横肋加工方法，通过步骤1)安装铣刀；步骤2)调整刀头；步骤3)进行横肋加工，能够实现针对月牙横肋的切削操作。

Description

一种数控机床以及一种铣刀和一种月牙横肋加工方法

技术领域

本发明涉及螺纹钢轧辊加工技术领域，特别涉及一种数控机床以及一种铣刀和一种月牙横肋加工方法。 

背景技术

螺纹钢轧辊是表面带肋的钢筋，亦称带肋钢筋，通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。 

在直径36以上大规格螺纹钢轧辊中要求横肋根部需要圆滑倒角，否则螺纹钢轧辊在弯曲使用中容易出现应力集中，造成反弯裂纹而使螺纹钢轧辊报废无法投用。为了消除大规格螺纹钢轧辊月牙横肋弯曲产生裂纹的问题，国内各厂家普遍采用手持电动指状硬质合金旋转锉手工修磨的方式，采用手工修磨不仅加工繁琐，工作效率低，而且在修磨过程中所产生的噪声粉尘震动严重危害着操作人员的健康。由于硬质合金旋转锉与横肋根部是平面接触，属于直线倒角，无法实现圆弧倒角，仍然存在应力集中隐患。 

综上所述，如何实现解决对大规格螺纹钢轧辊月牙横肋根部倒角加工所存在的加工效率低和无法实现圆弧倒角的问题，成为了本领域技术人员问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供了一种数控机床以及一种铣刀和一种月牙横肋加工方法，该铣刀对螺纹钢轧辊月牙横肋一次加工即可完成月牙横肋的削铣和月牙横肋的根部圆弧成型的工艺操作，从而解决对大规格螺纹钢轧辊月牙横肋根部倒角加工所存在的加工效率低和无法实现圆弧倒角的问题。本发明提供的数控机床安装有上述铣刀，并采用本发明所提供的月牙横肋加工方法对月牙横肋进行销铣加工， 能够提高操作人员的加工效率。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铣刀，用于对螺纹钢轧辊的月牙横肋的加工，包括刀体和刀头，所述刀头对所述螺纹钢轧辊月牙横肋进行销铣加工， 

所述刀头具有对所述月牙横肋的主体部进行加工的刃部，所述刃部靠近刀体的部分为对所述月牙横肋的根部进行倒角加工的圆弧状凸起的扩张部。 

优选地，与所述刀杆的轴线相垂直的平面为第一平面，所述刀头于所述第一平面内的截面形状为梯形。 

优选地，所述刀头的梯形截面的下底长度为R，所述扩张部的圆弧半径长度为0.4R。 

优选地，所述扩张部位于所述刀头靠近所述刀头的梯形截面的下底端。 

本发明还提供了一种数控机床，包括安装刀杆，所述安装刀杆的杆体上具有铣刀安装槽，所述铣刀安装槽中安装有上述铣刀，所述铣刀的刀体的轴线与所述安装刀杆的轴线相垂直。 

优选地，所述安装刀杆具有与所述铣刀安装槽相连通的通孔，所述通孔中设置有可移动地顶针，所述顶针压住所述铣刀。 

优选地，所述安装刀杆的端部设置有与所述顶针相抵接的施压转钮。 

优选地，所述顶针为42CrMo调质处理顶针。 

本发明还提供了一种月牙横肋加工方法，包括步骤： 

1)安装铣刀，将上述铣刀安装于上述数控机床上； 

2)调整刀头，将所述刀头的梯形截面的上底端朝下设置，并将所述刀头的梯形截面的高的延长线转至与所述安装刀杆的轴线之间的夹角为β角，所述β角为螺纹钢轧辊横肋的螺旋角； 

3)进行横肋加工，当所述刀体围绕所述安装刀杆水平旋转一周，被加工的螺纹钢轧辊旋转并沿水平圆周方向移动一个横肋间距，同时，所述安装刀杆带动所述刀体前进一个进刀量。 

优选地，所述螺纹钢轧辊安装于所述数控机床的旋转机构上，所述数控机床的旋转机构为转速可调旋转机构。 

本发明提供了一种铣刀，用于对螺纹钢轧辊月牙横肋的加工。铣刀是一种用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等，包括刀体和刀头。在本发明中，刀头用于对螺纹钢轧辊月牙横肋进行削铣加工。本领域技术人员可知，铣刀的刀头上具有对工件表面进行切削用的刀刃，本发明所提供的铣刀同样具有对月牙横肋的主体部进行加工的刃部。为了能够在对月牙横肋的主体部进行加工时，还能够同时完成月牙横肋根部的倒角加工，本发明做出了如下的结构改进：在刀头的刃部靠近刀体的部分为对月牙横肋的根部进行倒角加工的圆弧状凸起的扩张部。通过该结构设计能够在刀头对螺纹钢轧辊的月牙横肋的主体部进行加工时，刀头上的扩张部与月牙横肋的根部相接触。扩张部为圆弧状凸起，通过扩张部的形状结构，当其与月牙横肋的根部相接触后随着刀头对月牙横肋的进一步深入加工扩张部对月牙横肋的根部进行切削，从而使月牙横肋的根部形成圆弧形的倒角结构。本发明所提供的铣刀，通过其结构设计能够保证加工出的倒角为圆弧形的光滑倒角，并且由于采用扩张部这种模具型刀具进行加工，能够保证铣刀每次加工出的倒角形状保持一致，不仅提高了大规格螺纹钢轧辊月牙横肋根部倒角加工的工作效率，还能够保证产品的质量。 

本发明还提供了一种数控机床，包括安装刀杆，安装刀杆的杆体上具有铣刀安装槽，铣刀安装槽中安装有上述铣刀。采用数控机床并安装上述能够对螺纹钢轧辊上每一个月牙横肋在特定程序进行铣加工，从而保证了对每一个月牙横肋的加工质量、形状等保持一致，在保证了高加工质量的前提下，还提高了螺纹钢轧辊的外观质量。 

本发明还提供了一种月牙横肋加工方法，包括：步骤1)安装铣刀，上述铣刀安装到上述数控机床上；步骤2)调整刀头，将刀头的梯形截面的上底端朝下设置，并将刀头的梯形截面的高的延长线转至与安装刀杆的轴线之间的夹角为β角，β角为螺纹钢轧辊横肋的螺旋 角；步骤3)进行横肋加工，当刀体围绕安装刀杆旋转一周，被加工的螺纹钢轧辊旋转并移动一个横肋间距。同时轧辊每被加工一周，安装刀杆带动刀体前进一个进刀量。螺纹钢轧辊上的月牙横肋在一般情况下都与螺纹钢轧辊主体具有一定的螺纹夹角，在步骤2)中，刀头采用该安装方式，是为了能够使加工用的刃部能够直对加工部件，从而能够最大程度地应用刀头上的刃部对工件进行加工。步骤3)进行横肋加工，通过使用数控机床同步完成刀体、安装刀杆和螺纹钢轧辊之间的工作，能够实现针对月牙横肋形状的操作。 

附图说明

图1为本发明一种实施例中铣刀的结构示意图； 

图2为现有技术中螺纹钢轧辊的局部结构示意图； 

图3为图2中螺纹钢轧辊上的月牙横肋的剖视图； 

图4为本发明一种实施例中铣刀安装于安装刀杆上的结构示意图； 

图5为图4的局部侧视结构示意图； 

图6为本发明一种实施例中月牙横肋加工方法的流程图； 

图1至图5中部件名称与附图标记的对应关系为： 

刀体1； 

刀头2；刃部2a；扩张部2b； 

月牙横肋3；主体部3a；根部3b； 

安装刀杆4； 

顶针5； 

β为月牙横肋与螺纹钢轧辊轴线之间的螺旋角。 

具体实施方式

本发明的核心为一种数控机床以及一种铣刀和一种月牙横肋加工方法，该铣刀对螺纹钢轧辊月牙横肋一次加工即可完成月牙横肋的削铣和月牙横肋的根部圆弧成型的工艺操作，从而解决对大规格螺纹钢 轧辊月牙横肋的根部倒角加工所存在的加工效率低和无法实现圆弧倒角的问题。本发明提供的数控机床安装有上述铣刀，并采用本发明所提供的月牙横肋加工方法对月牙横肋进行削铣加工，能够提高操作人员的加工效率。 

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 

请参考图1、图2和图3，其中，图1为本发明一种实施例中铣刀的结构示意图；图2为现有技术中螺纹钢轧辊的局部结构示意图；图3为图2中螺纹钢轧辊上的月牙横肋的剖视图。 

本发明提供了一种铣刀，用于对螺纹钢轧辊的月牙横肋的加工。铣刀是一种用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等，包括刀体1和刀头2。在本发明中，刀头2用于对螺纹钢轧辊的月牙横肋3进行销铣加工。本领域技术人员可知，传统铣刀的刀头上具有对工件表面进行切削用的刀刃，本发明所提供的铣刀同样具有对月牙横肋3的主体部3a进行加工的刃部2a。为了能够在对月牙横肋3的主体部3a进行加工时，还能够同时完成月牙横肋3的根部3b的倒角加工，本发明做出了如下的结构改进：在刀头2的刃部2a靠近刀体1的部分为对月牙横肋3的根部3b进行倒角加工的圆弧状凸起的扩张部2b。通过该结构设计能够在刀头2对螺纹钢轧辊的月牙横肋3的主体部3a进行加工时，刀头2上的扩张部2b与月牙横肋3的根部3b相接触。扩张部2b为圆弧状凸起，通过扩张部2b的形状结构，当其与月牙横肋3的根部3b相接触后随着刀头2对月牙横肋3的进一步深入加工扩张部2b对月牙横肋3的根部3b进行切削，从而使月牙横肋3的根部3b形成圆弧形的倒角结构。本发明所提供的铣刀，通过其结构设计能够保证加工出的倒角为圆弧形的光滑倒角，并且由于采用扩张部2b这种模具型刀具进行加工，能够保证铣刀每次加工出的倒角形状保持一致，不仅提高了大规格螺纹钢轧辊月牙横肋3的根部3b倒角加工的工作效率，还能够保证产品的质量。 

具体地，刀体1的轴线相垂直的平面为第一平面，刀头2于第一平面内的截面形状为梯形截面。一般情况下，铣刀的刀体1需要夹具进行加装实现固定，刀头2才能够进行稳定地对加工工件进行切削。所以为了保证刀体1的稳定加装，刀体1会采取长方体状或者是圆柱状。在本发明中以与刀体1的轴线相垂直的平面作为一个截取的基准面(第一平面)对刀头2进行截面分析，刀头2于第一平面内的截面形状为梯形。采用梯形截面结构的刀头2能够使得刀头2的刃部2a对加工工件(月牙横肋3)进行加工时，刃部2a能够得到充分的利用。 

具体地，刀头2的梯形截面的下底长度为R，扩张部2b的圆弧半径长度为0.4R。该结构设计能够保证月牙横肋根部3b加工出的形状最优。 

基于上述实施例进行定义：将铣刀竖直放置，以水平面作为X-Y轴系平面，铣刀的轴线则为Z轴。有上述实施例可知，刀头2在X-Y轴系平面内的截面形状为梯形。刀头2在X-Y轴系平面内的梯形形状具有上底(长度较小的一个底端)和下底(长度较大的一个底端)，则在本发明的一个具体实施方式中，扩张部2b位于刀头2靠近刀头2的梯形截面的下底端。 

请参考图4和图5，其中，图4为本发明一种实施例中铣刀安装于安装刀杆上的结构示意图；图5为图4的局部侧视结构示意图。 

本发明还提供了一种数控机床，包括安装刀杆4，安装刀杆4安装刀具后能够在数控机床的电脑控制系统的控制下根据既定程序进行工件的加工。安装刀杆4的杆体上具有铣刀安装槽，铣刀安装槽用于安装铣刀，铣刀的具体安装方式为：铣刀的刀体1的轴线与安装刀杆4的轴线相垂直。当采用上述铣刀时本发明所提供的数控机床能够对螺纹钢轧辊的月牙横肋3进行加工，通过铣刀的特殊结构设计本发明所提供的数控机床能够同时完成螺纹钢轧辊的月牙横肋3的主体部3a和月牙横肋根部3b的同时加工。采用数控机床加工，由于铣刀受电脑控制，从而保证了对每一个月牙横肋3的加工质量、形状等保持一致，在保证了高加工质量的前提下，还提高了螺纹钢轧辊的外观质量。 

具体地，为了将铣刀固定安装与铣刀安装槽中，安装刀杆4的杆体上具有与铣刀安装槽相连通的通孔，通孔中设置有可移动地顶针5，顶针5压住所述铣刀。当铣刀插入到铣刀安装槽中时，顶针5能够压住铣刀，从而固定铣刀，保证铣刀在对工件进行加工时刀头2不发生晃动或者偏移。 

基于上述实施例，本发明采用如下方式对顶针5进行调节：安装刀杆4的端部设置有与顶针5相抵接的施压转钮。施压转钮通过旋转运动实现沿安装刀杆4的杆体上下移动，由于顶针5与施压转钮相抵接，当施压转钮向下移动时能够对顶针5施加压力，通过顶针5紧紧压住铣刀；当施压转钮向上移动时，顶针5放松即可将铣刀从铣刀安装槽中取出。当然，对顶针5施加压力的方式还可以采取如：螺母旋入安装刀杆4中并与顶针5相抵的方式，当转动螺母时能够实现螺母对顶针5的施压与放松操作。 

为了保证顶针5具有较高的刚性，本发明将顶针5采用42CrMo调质处理顶针，42CrMo调质处理的顶针具有较高的结构强度，能够对铣刀施加较大的压力，从而确保铣刀的稳固安装。 

请参考图6，图6为本发明一种实施例中月牙横肋加工方法的流程图。 

本发明还提供了一种月牙横肋3加工方法，包括：步骤1)安装铣刀，上述铣刀安装到上述数控机床上；步骤2)调整刀头，将刀头2的梯形截面的上底端朝下设置，并将刀头2的梯形截面的高的延长线转至与安装刀杆4的轴线之间的夹角为β角，β角为螺纹钢轧辊横肋的螺旋角；步骤3)进行横肋加工，当刀体1围绕安装刀杆4水平旋转一周，被加工的螺纹钢轧辊旋转并沿水平方向移动一个横肋间距，同时轧辊每被加工一周，安装刀杆4带动刀体1前进一个进刀量。螺纹钢轧辊上的月牙横肋3在一般情况下都与螺纹钢轧辊主体具有一定的螺纹夹角，在步骤2)中，刀头2采用该安装方式，是为了能够使加工用的刃部2a能够直对加工部件，从而最大程度地应用刀头上的刃部2a对工件进行加工。步骤3)进行横肋加工，通过使用数控机床同 步完成刀体1、安装刀杆4和螺纹钢轧辊之间的工作，能够实现针对月牙横肋3形状的操作。 

本领域技术人员可知，螺纹钢轧辊上的月牙横肋3的结构为一个具有空间结构的部分螺旋体。因此，对螺纹钢轧辊上的月牙横肋3进行加工时，需要铣刀具有X-Y-Z轴的三维方向上的移动。因此，步骤3)中假定安装刀杆4竖直安装并能够前后移动，安装刀杆4的移动方向为Y轴；则刀体1在围绕安装刀杆4进行水平旋转的过程中具有与安装刀杆4的前后移动方向相垂直的方向，该方向为X轴；同时螺纹钢轧辊水平设置并能够进行沿轴线方向的移动和围绕其轴线的转动，螺纹钢轧辊的移动方向与X轴平行，则该旋转方向具有与水平面相垂直的运动状态可以将该运动状态的方向为Z轴。在该运动状态如果视为螺纹钢轧辊不动，而铣刀在运动，则铣刀具有X-Y-Z轴三维运动分量，通过数控机床的程序设定，能够实现对螺纹钢轧辊的月牙横肋3的加工操作。 

为了实现螺纹钢轧辊的可旋转运动，螺纹钢轧辊安装于数控机床的旋转机构上，数控机床的旋转机构为转速可调旋转机构。通过对螺纹钢轧辊的转速调节，能够实现铣刀加工的形状，从而对不同型号的螺纹钢轧辊进行月牙横肋3的加工。 

以上对本发明所提供的一种数控机床以及一种铣刀和一种月牙横肋3加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种铣刀，用于对螺纹钢轧辊的月牙横肋的加工，包括刀体(1)和刀头(2)，所述刀头(2)对所述月牙横肋(3)进行削铣加工，其特征在于，

所述刀头(2)具有对所述月牙横肋(3)的主体部(3a)进行加工的刃部(2a)，所述刃部(2a)靠近所述刀体(1)的部分为对所述月牙横肋(3)的根部(3b)进行倒角加工的圆弧状凸起的扩张部(2b)。

2.根据权利要求1所述铣刀，其特征在于，与所述刀体(1)的轴线相垂直的平面为第一平面，所述刀头(2)于所述第一平面内的截面形状为梯形。

3.根据权利要求2所述铣刀，其特征在于，所述刀头(2)的梯形截面的下底长度为R，所述扩张部(2b)的圆弧半径长度为0.4R。

4.根据权利要求2所述铣刀，其特征在于，所述扩张部(2b)位于所述刀头(2)靠近所述刀头(2)的梯形截面的下底端。

5.一种数控机床，包括安装刀杆(4)，其特征在于，所述安装刀杆(4)的杆体上具有铣刀安装槽，所述铣刀安装槽中安装有如权利要求1至3中任一项所述的铣刀，所述铣刀的刀体(1)的轴线与所述安装刀杆(4)的轴线相垂直。

6.根据权利要求5所述数控机床，其特征在于，所述安装刀杆(4)具有与所述铣刀安装槽相连通的通孔，所述通孔中设置有可移动的顶针(5)，所述顶针(5)压住所述铣刀。

7.根据权利要求6所述数控机床，其特征在于，所述安装刀杆(4)的端部设置有与所述顶针(5)相抵接的施压转钮。

8.根据权利要求6所述数控机床，其特征在于，所述顶针(5)为42CrMo调质处理顶针。

9.一种月牙横肋加工方法，其特征在于，包括步骤：

1)安装铣刀，将如权利要求1至4中任一项所述的铣刀安装于如权利要求5至8中任一项所述的数控机床上；

2)调整刀头，将所述刀头(2)的梯形截面的上底端朝下设置，并将所述刀头(2)的梯形截面的高的延长线转至与所述安装刀杆(4)的轴线之间的夹角为β角，所述β角为螺纹钢轧辊横肋的螺旋角；

3)进行横肋加工，当所述刀体(1)围绕所述安装刀杆(4)水平旋转一周，被加工的螺纹钢轧辊旋转并沿水平圆周方向移动一个横肋间距，同时，所述安装刀杆(4)带动所述刀体(1)前进一个进刀量。

10.根据权利要求9所述月牙横肋加工方法，其特征在于，所述螺纹钢轧辊安装于所述数控机床的旋转机构上，所述数控机床的旋转机构为转速可调旋转机构。

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