CN108176959B - 一种碎边剪刀座的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碎边剪刀座的加工方法，属于刀座加工领域。本发明的过程为：步骤1、锻造加工坯料，然后退火处理；步骤2、在车床进行车削加工，形成截面为正方形的矩形体毛坯；以矩形体的侧面为基准定位，加工中心孔；步骤3、以所加工中心孔确定基准轴线，在四个侧面加工刀具槽；步骤4、对所加工矩形体进行调质处理，然后依次精加工中心孔和刀具槽；步骤5、精铣刀具槽，并对矩形体毛坯两端面点平面孔定位，然后钻孔加工；步骤6、以中心轴为基准，加工出外圆面，然后磨削加工。本发明采用矩形体坯料进行加工，其中心以及定位基准容易限定，能够直接利用普通车床进行加工，降低了加工难度，而且达到较高的加工精度。

Description

一种碎边剪刀座的加工方法

技术领域

本发明涉及刀座技术领域，更具体地说，涉及一种碎边剪刀座的加工方法。

背景技术

碎边剪是中厚板轧制生产线的核心设备，在中厚板生产线中可以替代滚切式双边剪。对于中小型钢铁企业的中厚板生产线，使用碎边剪可为企业带来可观的经济效益。碎边剪在中厚板生产线中位于圆盘剪之后，其作用是把圆盘剪剪下来的带钢费边连续切碎，以便将费边运离作业线，有利于废边收集和回收。

碎边剪在使用时是由一对刀具相互配合达到剪切破碎作用，要求刀座具有较高的精度，否则在两个刀具配合时磨损较快。但由于刀具在刀座上呈现一定的螺旋状，其对应的刀具槽口也具有一定的螺旋形，加工时定位存在一定的难度。

对于目前所使用的五轴、六轴的数控加工中心，其自由度较高，可以较为方便的进行该刀座的加工，但是对于普通的车床和三轴加工中心，则在进行基准定位时存在较大难度，工序较为复杂，很难保证加工精度，导致刀具误差较大。

如中国专利公开了一种碎边剪刀轴系统(申请号：201110381381.9)，用于金属带卷纵向连续切边后废边的剪断。主轴前端装有刀头体，中部装有传动齿轮，尾端装有侧隙调整机构，刀头体上开有六道斜度刀槽，分别通过压紧块将刀片、垫片三压紧在斜刀槽内，刀头体内孔为锥孔；传动齿轮与主轴采用圆柱面结合的键定位结构，传动齿轮的侧面装有用于消除齿轮传动间隙的垫片一；与主轴相对的调整丝杆上旋有丝母一与丝母二，垫片二置于丝母一与丝母二之间；主轴的后端装有双列圆锥滚子轴承。该专利方案只是说明了刀头的安装位置，对于其刀座的加工并没有说明。而且其刀头结构比较简单，刀座加工相对较为容易。

中国专利公开了一种碎边剪剪刃修磨方法(201710481047.8)，包括步骤：标记碎边剪的各个刀头的安装位置；标记各个剪刃的安装位置，且安装在同一刀头的同一安装位置的剪刃的标记相同；测量相互啮合的每对剪刃的侧间隙值和重叠间隙值；根据间隙值和重叠间隙值对各个剪刃进行修磨。该方案是对剪刃的修磨，从起附图中也能够看刀到做到形状，但是若基于普通车床，很难实现该工件的加工。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中普通机床难以加工高精度的碎边剪刀座的不足，提供了一种碎边剪刀座的加工方法，本发明采用矩形体坯料进行加工，其中心以及定位基准容易限定，能够直接利用普通车床进行加工，降低了加工难度，而且达到较高的加工精度。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种碎边剪刀座的加工方法，其过程为：

步骤1、锻造加工坯料，经过三墩三拔的锻打处理，形成矩形体，然后退火处理；

步骤2、在车床进行车削加工，形成截面为正方形的矩形体毛坯；以矩形体的侧面为基准定位，加工中心孔；

步骤3、以所加工中心孔确定基准轴线，在四个侧面加工刀具槽，并预留余量；

步骤4、对所加工矩形体进行调质处理，然后按照步骤2、3顺序依次加工中心孔和刀具槽；

步骤5、精铣刀具槽，并在数控加工中心平台上对矩形体毛坯两端面点平面孔定位，然后钻孔加工；

步骤6、以中心轴为基准，加工出外圆面，然后磨削加工。

作为本发明更进一步的改进，步骤3中加工刀具槽时，使刀具槽偏置；经过步骤5的精铣后，刀具槽一侧壁在垂直于轴的中截面处距离矩形体轴向中截面的宽度与安装刀具时所使用垫板厚度相同。

作为本发明更进一步的改进，在步骤3中加工刀具槽时，将矩形体毛坯相对于车刀轴倾斜固定，倾斜角度与碎边刀安装时的倾斜角度相同。

作为本发明更进一步的改进，步骤4中，经过调质热处理后，先在刀具槽内加工垂直于刀具槽底面的螺纹孔，再重复步骤2、3进行精加工。

作为本发明更进一步的改进，步骤2中加工中心孔是时预留余量为2.5～4.5mm。

作为本发明更进一步的改进，在加工螺纹孔时，先钻孔，再攻螺纹。

作为本发明更进一步的改进，在步骤6磨削加工之后，在圆弧面上车出倾斜的避让孔，然后利用钻床在刀具槽侧壁钻孔，并加工出螺纹。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种碎边剪刀座的加工方法，采用矩形体坯料进行加工，其中心以及定位基准容易限定，能够直接利用普通车床进行加工。刀座上的刀具槽虽然为螺旋形，但是转化为矩形体之后，只是其上的一个斜槽，通过工装能够直接把矩形体的斜槽定位到与刀具轴平行方向，从而将曲线加工转换为直线加工。在加工后，将矩形体加工为圆柱体，车削掉多余部分，即可得到所要的圆柱形刀座，而且车削后的刀具槽在圆柱面上即为螺旋形，能够达到较高的加工精度。

(2)本发明在步骤2中限定加工中心孔预留余量为2.5～4.5mm，并且经过调质处理后，先钻孔，再精加工中心孔。由于钻孔深度较大，若是先加工中心孔，内壁与所要钻孔的孔底尺寸较小，容易导致中心孔局部组织发热过高而影响质量；而本方案通过工序上的调整，能够避免该问题的出现。

附图说明

图1为碎边剪刀座的加工流程示意图；

图2为初加工后的矩形体毛坯截面结构示意图；

图3为安装碎边刀后的刀座截面结构示意图；

图4为垫板的固定结构示意图；

图5为刀座的整体结构示意图。

示意图中的标号说明：101、矩形体；102、中心孔；103、刀具槽；201、圆柱形刀座；202、外挡板；203、避让孔；301、刀座压板；302、碎边刀；303、垫板；304、沉头螺钉。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种碎边剪刀座的加工方法，其过程为：

步骤1、锻造加工坯料，经过三墩三拔的锻打处理，形成矩形体，然后退火加工；

其具体锻打过程为：将毛坯加热到1090℃进行第一次墩粗、拔长锻打，锻造比为1.6，该锻造比为经过一次墩粗、拔长加工后的高度比；然后将毛坯加热到890℃，进行第二次墩粗、拔长锻打，锻造比为1.5；二次锻打后把工件加热到870℃，进行第三次锻墩粗、拔长锻打，锻造比为1.3；经过第三次锻打后工件基本锻造完成。

步骤2、在车床进行车削加工，分别加工其两个端面和四个侧面，形成截面为正方形的矩形体毛坯；以矩形体的侧面为基准定位，加工中心孔，预留余量为3mm。

步骤3、以所加工中心孔确定基准轴线，并以其为基准，在四个侧面加工刀具槽，并预留余量。加工时，将矩形体毛坯相对于车刀轴倾斜固定，倾斜角度与碎边刀安装时的倾斜角度相同。并且使刀具槽偏置，以保证碎边刀(302)的背面在中心线上。

步骤4、对所加工矩形体进行调质处理，先在刀具槽内加工垂直于刀具槽底面的螺纹孔，然后按照步骤2、3顺序依次加工中心孔和刀具槽。所述的螺纹孔可以是先加工盲孔，待加工后再进行攻螺纹操作。调质处理时，在880℃～1050℃淬火，在580℃～620℃回火，回火后硬度为HRC34～38，利于切削加工。

步骤5、精铣刀具槽，刀具槽一侧壁距离矩形体轴向中截面的宽度与安装刀具时所使用垫板厚度相同，即刀具槽一侧壁距离矩形体中心线的距离与安装刀具时所使用垫板厚度相同。在数控加工中心平台上对矩形体毛坯两端面点平面孔定位，然后钻孔加工，加工出两端的螺纹孔，用于安装外挡板。

步骤6、以中心轴为基准，加工出外圆面，然后磨削加工。最后在圆弧面上车出倾斜的避让孔，然后利用钻床在刀具槽侧壁钻孔，并加工出螺纹。

实施例2

本实施例的一种碎边剪刀座的加工方法，其过程为：

步骤1、锻造加工坯料，经过三墩三拔的锻打处理，形成矩形体坯料，然后退火加工；

其具体锻打过程为：将毛坯加热到1080℃进行第一次墩粗、拔长锻打，锻造比为1.6，该锻造比为经过一次墩粗、拔长加工后的高度比；然后将毛坯加热到880℃，进行第二次墩粗、拔长锻打，锻造比为1.5；二次锻打后把工件加热到870℃，进行第三次锻墩粗、拔长锻打，锻造比为1.3；经过第三次锻打后工件基本锻造完成。

步骤2、在车床进行车削加工，分别加工其两个端面和四个侧面，形成截面为正方形的矩形体101，如图2所示；以矩形体101的侧面为基准定位，加工中心孔102，预留余量为3.5mm。

步骤3、以所加工中心孔确定基准轴线，并以其为基准，在四个侧面加工刀具槽，并预留余量。加工时，将矩形体101相对于车刀轴倾斜固定，倾斜角度与碎边刀302安装时的倾斜角度相同。并且使刀具槽偏置，以保证碎边刀302的背面在中心线上。

步骤4、对所加工矩形体101进行调质处理，先加热至900℃，保温2.5小时，然后淬火，并在600℃回火，保温4小时，回火后硬度为HRC35，利于切削加工。先在刀具槽103内加工垂直于刀具槽103底面的通孔，再攻螺纹，然后按照步骤2、3顺序依次精加工中心孔102和刀具槽103。

步骤5、精铣刀具槽103，使刀具槽103一侧壁距离矩形体轴向中截面的宽度与安装刀具时所使用垫板厚度相同，即刀具槽一侧壁距离矩形体中心线的距离与安装刀具时所使用垫板厚度相同，则安装碎边刀302之后，相对的两个刀背位于同一径向线上。在数控加工中心平台上对矩形体101两端面点平面孔定位，然后钻孔加工，加工出两端的螺纹孔，用于安装外挡板。

步骤6、以中心轴为基准，加工出外圆面，然后磨削加工，形成圆柱形刀座201。最后在圆弧面上车出倾斜的避让孔203，该避让孔作为工艺孔，便于对刀具槽侧壁钻孔，利用侧壁槽上的螺纹孔，能够结合沉头螺钉304将垫板303固定在圆柱形刀座201上，如图3、图4所示。加工后，在两端安装外挡板202，并用刀座压板301把碎边刀302压紧在垫板303上，实现碎边刀302的安装，整体结构如图5所示。

在常规加工时，多是直接利用圆柱形毛坯直接加工刀座，工序上更简单。但本发明所要加工的刀座上的刀具槽为螺旋形，在普通车床和三轴加工中心上很难直接定位，加工时精度也无法保证。而本发明采用矩形体坯料进行加工，其中心以及定位基准容易限定，能够直接利用普通车床进行加工。刀座上的刀具槽虽然为螺旋形，但是转化为矩形体之后，只是其上的一个斜槽，通过工装能够直接把矩形体的斜槽定位到与刀具轴平行方向，从而将曲线加工转换为直线加工。在加工后，将矩形体加工为圆柱体，车削掉多余部分，即可得到所要的圆柱形刀座，而且车削后的刀具槽在圆柱面上即为螺旋形。

此外，本发明在步骤2中限定加工中心孔预留余量为2.5～4.5mm，并且经过调质处理后，先钻孔，再精加工中心孔。由于钻孔深度较大，若是先加工中心孔，内壁与所要钻孔的孔底尺寸较小，容易导致中心孔局部组织发热过高而影响质量。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于，其过程为：

步骤1、锻造加工坯料，经过三墩三拔的锻打处理，形成矩形体，然后退火处理；

步骤2、在车床进行车削加工，形成截面为正方形的矩形体毛坯；以矩形体的侧面为基准定位，加工中心孔；

步骤3、以所加工中心孔确定基准轴线，在四个侧面加工刀具槽，并预留余量；

步骤4、对所加工矩形体进行调质处理，然后按照步骤2、3顺序依次加工中心孔和刀具槽；

步骤5、精铣刀具槽，并在数控加工中心平台上对矩形体毛坯两端面点平面孔定位，然后钻孔加工；

步骤6、以所加工中心孔的中心轴为基准，加工出外圆面，然后磨削加工。

2.根据权利要求1所述的一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于：步骤3中加工刀具槽时，使刀具槽偏置；经过步骤5的精铣后，刀具槽一侧壁在垂直于矩形体的轴向中截面方向距离轴向中截面的宽度与安装刀具时所使用垫板厚度相同。

3.根据权利要求1所述的一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于：在步骤3中加工刀具槽时，将矩形体毛坯相对于车刀轴倾斜固定，倾斜角度与碎边刀安装时的倾斜角度相同。

4.根据权利要求1所述的一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于：步骤4中，经过调质热处理后，先在刀具槽内加工垂直于刀具槽底面的螺纹孔，再重复步骤2、3进行精加工。

5.根据权利要求4所述的一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于：步骤2中加工中心孔时预留余量为2.5～4.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于：在加工螺纹孔时，先钻孔，再攻螺纹。

7.根据权利要求1所述的一种碎边剪刀座的加工方法，其特征在于：在步骤6磨削加工之后，在圆弧面上车出倾斜的避让孔，然后利用钻床在刀具槽侧壁钻孔，并加工出螺纹。