CN110560765A - 一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于岩土锚固技术领域，公开了一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，包括以下步骤：在卧式铣床的工作台上均匀间隔安装多个分度盘，在工作台一端安装激光找正仪；打开所述激光找正仪找正工件上预加工的第一道合金槽的位置；数字控制系统控制铣刀从左向右依次在工件上铣削出第一道合金槽；待第一道合金槽均铣削完成后，数字控制系统控制每个分度盘回转，重复上一组动作使铣刀从右向左依次在工件上铣削出第二道合金槽；十字合金槽铣削完成后，数字控制系统控制铣刀返回初始位置。本发明采用多工位装夹系统，装夹系统沿轴线均匀分布，一次装夹可加工多个工件，大大提高加工效率，降低了单件工件的加工成本。

Description

一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法

技术领域

本发明属于岩土锚固技术领域，具体涉及一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法。

背景技术

自钻式锚固系统通过一次性钻头实现钻孔，中空锚杆既做钻杆又做注浆管，无需抽出钻杆就可实现钻孔和注浆过程，使水泥浆体将地层和锚杆体牢固粘接和锚固，实现加固地层和提高地层承载力的目的，具有一次完成钻、注、锚固的特点，广泛应用于国内外铁路、隧道施工、采矿业和建筑基坑支护的施工过程中，是破碎、软弱围岩、土壤地基原位加固最理想的实现方式。因而，自钻式锚固系统具有快速、简便和经济适用的特点。

十字合金钎头是用在锚杆头部具有钻进功能的关键部件，是自钻式锚固系统中普遍使用的钎头之一，其材质一般为优质合金碳钢，在其顶部加工出十字凹槽的形状，利用感应钎焊在十字凹槽内焊接硬质合金条。该十字凹槽通常采用卧式铣床加工，在卧式铣床工作台上放置手动卡盘或者设计简易工装进行装夹，从而进行铣削加工。现有十字合金钎头加工工艺由于受卧式铣床的工作台大小限制，一次性加工数量少，批量加工时效率低，使单件成本高，特别是加工大直径（130mm以上）钎头时缺点更为突出，导致十字合金钎头的产量极其有限；十字合金钎头卧铣加工时需要手动转动零件，操作不便，效率低且不能完全保证转位到位；由于十字合金钎头的特有结构，加工前需要对工件进行找正，而原加工方式是采用，人眼视线误差易造成质量问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中加工效率低、人工操作不便及人工目视找正易造成误差的技术问题，提供一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，大大提高加工效率，降低了人工操作强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，包括以下步骤：

步骤A：在卧式铣床的工作台上均匀间隔安装多个分度盘，通过联接盘将卡盘锁紧在分度盘上，在工作台一端安装激光找正仪；在每个所述卡盘中固定待加工工件；

步骤B：打开所述激光找正仪找正待加工工件上预加工的第一道合金槽的位置，使每个待加工工件上预加工的第一道合金槽的中心线与铣刀的中心线重合；

步骤C：启动卧式铣床的数字控制系统，所述数字控制系统控制铣刀的转动、铣刀的升降及工作台的水平移动使铣刀从左向右依次在待加工工件上铣削出第一道合金槽；

步骤D：待所有待加工工件的第一道合金槽均铣削完成后，数字控制系统控制每个分度盘回转使每个待加工工件上预加工的第二道合金槽的中心线与铣刀的中心线重合，重复上一组动作使铣刀从右向左依次在待加工工件上铣削出第二道合金槽；

步骤E：十字合金槽铣削完成后，数字控制系统控制铣刀返回初始位置。

进一步地，所述数字控制系统包括：工作台控制模块、铣刀控制模块和分度盘控制模块；所述工作台驱动模块用于控制工作台的水平移动；所述铣刀控制模块用于控制铣刀的转动和升降；所述分度盘控制模块用于控制分度盘的回转并带动联接盘、卡盘及待加工工件的同步回转。

进一步地，所述卡盘为四爪自定心卡盘，其包括圆柱台和四个阶梯状卡件，所述圆柱台中心开设有中心孔、底面开设有定位盲孔，所述阶梯状卡件周向布设在圆柱台上侧面，每个阶梯状卡件靠近中心孔的一侧面为圆弧面。

进一步地，所述联接盘位于圆柱台和分度盘之间，联接盘通过定位销分别与圆柱台和分度盘固定。

进一步地，多个所述分度盘之间的间距为350mm。

进一步地，所述分度盘为液压分度盘。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明加工方法采用多工位装夹系统，使工作台同时可以固定多个工件，装夹系统沿轴线均匀分布，一次装夹可加工多个工件，大大提高加工效率，降低了单件工件的加工成本；分度盘的设置可实现加工过程中工件的自动回转，降低了人工操作强度。本发明加工方法在工作台一端安装激光找正仪，定位精度高，可减少人工找正带来的误差，同时也减少了辅助生产时间；激光找正仪配合分度盘的回转功能，使得一次找正就可完成垂直合金槽的加工。

附图说明

图1为本发明加工方法中卧式铣床的整体示意图。

图2为本发明加工方法中卧式铣床的侧视示意图。

图3为本发明加工方法中卧式铣床的联接盘的示意图。

图4为本发明加工方法中卧式铣床的联接盘的俯视图。

图5为本发明加工方法中卧式铣床的联接盘的仰视图。

图6为本发明加工方法中卧式铣床的卡盘的示意图。

图7为本发明加工方法中卧式铣床的卡盘的仰视图。

图8为本发明加工方法中数字控制系统的模块结构及运行原理图。

图9为本发明加工方法中数字控制系统的设备电路控制原理图。

图10为本发明加工方法中数字控制系统的分度盘的液压系统控制原理图。

1为工作台，2为分度盘，3为激光找正仪，4为卡盘，5为联接盘，6为待加工工件，7为铣刀，8为铣床本体，101为数字控制系统，1011为工作台控制模块，1012为铣刀控制模块，1013为分度盘控制模块。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

本发明实施例中所用的铣床本体8采用型号为X6132型万能卧式铣床，但其一次只能固定一个十字合金钎头，且加工完第一道合金槽后需要手动回转工件才能进行第二道合金槽的加工，操作不便，加工效率低，另外，采用人工目视找正合金槽位置易产生误差造成质量问题。本发明针对以上不足，首先对卧式铣床的结构进行改进，如图1~7所示，在工作台1上通过安装板均匀间隔安装多个分度盘2，通过联接盘5将卡盘4锁紧在分度盘2上形成多工位装夹系统，以使工作台同时可以固定多个待加工工件6，装夹系统沿轴线均匀分布，一次装夹可加工多个工件，大大提高加工效率，分度盘2的设置可实现待加工工件6的自动回转，降低了人工操作强度；然后在工作台1一端安装激光找正仪3，定位精度高，以减少人工找正带来的误差，减少辅助时间；最后对卧式铣床的数字控制系统101进行改进，使数字控制系统101控制铣刀7的转动、铣刀7的升降及工作台1的水平移动，工作台1的水平移动实现了待加工工件6的不断进给。

实施例一

一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，包括以下步骤：

步骤A：在卧式铣床的工作台1上均匀间隔安装多个分度盘2，通过联接盘5将卡盘4锁紧在分度盘2上，在工作台1一端安装激光找正仪3；在每个所述卡盘4中固定待加工工件6。

步骤B：打开所述激光找正仪3找正待加工工件6上预加工的第一道合金槽的位置，使每个待加工工件6上预加工的第一道合金槽的中心线与铣刀7的中心线重合。

步骤C：启动卧式铣床的数字控制系统101，所述数字控制系统101控制铣刀7的转动、铣刀7的升降及工作台1的水平移动使铣刀7从左向右依次在待加工工件6上铣削出第一道合金槽。

步骤D：待所有待加工工件6的第一道合金槽均铣削完成后，数字控制系统101控制每个分度盘2回转使每个待加工工件6上预加工的第二道合金槽的中心线与铣刀7的中心线重合，重复上一组动作使铣刀7从右向左依次在待加工工件6上铣削出第二道合金槽。

步骤E：十字合金槽铣削完成后，数字控制系统101控制铣刀7返回初始位置。

本实施例以T76/150十字合金钎头为待加工工件6，如图1~2所示，工作台1上分布5个分度盘，分度盘2之间的间距为350mm，固定后工件与工件间距为200mm。

如图3~7所示，卡盘5为四爪自定心卡盘，其包括圆柱台501和四个阶梯状卡件502，所述圆柱台501中心开设有中心孔、底面开设有定位盲孔，所述阶梯状卡件502周向布设在圆柱台501上侧面，每个阶梯状卡件502靠近中心孔的一侧面为圆弧面。联接盘5位于圆柱台501和分度盘2之间，联接盘5通过定位销分别与圆柱台501和分度盘2固定。

如图8所示，数字控制系统101包括：工作台控制模块1011、铣刀控制模块1012和分度盘控制模块1013；所述工作台驱动模块1011用于控制工作台1的水平移动；所述铣刀控制模块1012用于控制铣刀7的转动和升降；所述分度盘控制模块1013用于控制分度盘2的回转并带动联接盘5、卡盘4及待加工工件6的同步回转。设备电路控制原理如图9所示，铣刀7的转动由铣刀电机（YE3-132M-4，河北大广机电制造有限公司）带动，铣刀7的升降由主轴电机（PLF120-5-S2-P2，宁波迪卡数控科技有限公司）带动，工作台1的水平移动由工作台电机（PLF120-5-S2-P2，宁波迪卡数控科技有限公司）带动，分度盘2的回转由液压电机（YE3-132M-4，河北大广机电制造有限公司）带动。

本实施例中分度盘2为液压分度盘，具体可采用深圳金万年电子有限公司生产的250T型液压回转分度盘，系统压力为14MPa，其液压系统控制原理如图10所示，在数字控制系统101控制下液压电机启动，继而液压泵开始工作；当电磁铁YV1端带电，油液通过调速阀与液压锁进入液压油缸左端，液压杆伸出，使回转分度盘内部棘轮转动90°，联结盘5、卡盘5和待加工工件6一起同步回转90°，当电磁铁YV2端带电，油液通过调速阀与液压锁进入液压油缸右端，液压杆退回；电磁铁断电后，三位四通电磁换向阀处于空位，油液自循环，液压油缸无动作。

利用激光找正仪3的激光束校正待加工工件6的第一道合金槽位置，保证5个待加工工件6预加工的第一道合金槽的中心线与铣刀7的中心线重合，数字控制系统101启动开始从左向右对工件进行第一道合金槽的铣削。第一道合金槽铣削完成后工作台1回到初始位置，在液压系统的控制下，五工位分度盘2同步进行回转90°，回转到第二道合金槽的预加工位置，在数字控制系统101控制下重复上述动作从右向左对工件进行第二道合金槽的铣削。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：在卧式铣床的工作台（1）上均匀间隔安装多个分度盘（2），通过联接盘（5）将卡盘（4）锁紧在分度盘（2）上，在工作台（1）一端安装激光找正仪（3）；在每个所述卡盘（4）中固定待加工工件（6）；

步骤B：打开所述激光找正仪（3）找正待加工工件（6）上预加工的第一道合金槽的位置，使每个待加工工件（6）上预加工的第一道合金槽的中心线与铣刀（7）的中心线重合；

步骤C：启动卧式铣床的数字控制系统（101），所述数字控制系统（101）控制铣刀（7）的转动、铣刀（7）的升降及工作台（1）的水平移动使铣刀（7）从左向右依次在待加工工件（6）上铣削出第一道合金槽；

步骤D：待所有待加工工件（6）的第一道合金槽均铣削完成后，数字控制系统（101）控制每个分度盘（2）回转使每个待加工工件（6）上预加工的第二道合金槽的中心线与铣刀（7）的中心线重合，重复上一组动作使铣刀（7）从右向左依次在待加工工件（6）上铣削出第二道合金槽；

步骤E：十字合金槽铣削完成后，数字控制系统（101）控制铣刀（7）返回初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，其特征在于，所述数字控制系统（101）包括：工作台控制模块（1011）、铣刀控制模块（1012）和分度盘控制模块（1013）；所述工作台驱动模块（1011）用于控制工作台（1）的水平移动；所述铣刀控制模块（1012）用于控制铣刀（7）的转动和升降；所述分度盘控制模块（1013）用于控制分度盘（2）的回转并带动联接盘（5）、卡盘（4）及待加工工件（6）的同步回转。

3.根据权利要求1所述的一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，其特征在于，所述卡盘（5）为四爪自定心卡盘，其包括圆柱台（501）和四个阶梯状卡件（502），所述圆柱台（501）中心开设有中心孔、底面开设有定位盲孔，所述阶梯状卡件（502）周向布设在圆柱台（501）上侧面，每个阶梯状卡件（502）靠近中心孔的一侧面为圆弧面。

4.根据权利要求3所述的一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，其特征在于，所述联接盘（5）位于圆柱台（501）和分度盘（2）之间，联接盘（5）通过定位销分别与圆柱台（501）和分度盘（2）固定。

5.根据权利要求1所述的一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，其特征在于，多个所述分度盘（2）之间的间距为350mm。

6.根据权利要求1所述的一种十字合金钎头合金槽的高效铣削加工方法，其特征在于，所述分度盘（2）为液压分度盘。