CN203357030U - 高刚性刀杆支撑块结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高刚性刀杆支撑块结构，包括楔块状的支撑部，支撑部包括朝向工作侧的楔头面和楔头面两侧的楔面，楔头面设置有让刀槽和支撑槽，支撑槽的内壁的截面呈弧形，支撑槽的内壁至少一处截面的弧度大于180°，让刀槽的尺寸大于刀头的尺寸。本实用新型加装了支撑块结构，减少了刀杆受力形变的程度；此外，支撑槽的支撑圆弧大于半圆的设置，对刀杆提供了更加宽泛的支撑角度，防止加工月牙槽的两端区域时，不能提供支撑力造成刀杆变形导致精度较差，同时延长了刀杆和刀头的使用寿命。

Description

高刚性刀杆支撑块结构

技术领域

本实用新型涉及一种机械切削加工设备，尤其涉及机械切削加工设备的刀杆支撑块结构。

背景技术

为提高建筑用线材与混凝土的结合强度，需要在建筑螺纹钢线材表面加工月牙状凸起，一般采用具有辊槽的轧辊轧制，辊槽内壁还具有月牙槽。辊槽内壁的月牙槽一般采用特制的加工机床。

图1～2示出了现有技术中加工辊槽内壁的月牙槽的机床的部分结构示意图，刀杆1一端夹持在机床刀架的夹头5上，另一端由顶尖6顶牢，通过夹头5提供刀杆1的转矩，带动固定在刀杆1中部的刀头2旋转，切削加工轧辊的辊槽内壁，形成月牙槽。

图2为图1所示机床的部分结构的A向视图，为抵消刀杆1在切削加工加工中受到的侧向压力，防止刀杆1受力形变影响产品质量并影响刀杆1和刀头2的寿命，一般于刀杆1侧向设置有支撑块3，支撑块3设置有配合刀杆1的支撑槽4，并在支撑槽4对应刀头2处设置有让刀槽7，从而不影响刀头2的旋转。现有技术中，支撑槽4截面呈半圆形设置。一般低速轧机采用铸铁轧辊，月牙槽容易加工。

但高速线材轧机上，由于轧辊的材质为碳化钨，具有很高的硬度，铣削加工碳化钨轧辊的月牙槽成为行业内的难题。在辊槽的直径较小时，问题更加明显。由于轧辊上辊槽直径小，加工月牙槽的刀杆1直径更小，现有加工方法下，加工过程的受力使小直径的刀杆1容易变形，虽有支撑块3支撑，但由于支撑块3支撑槽4只能提供半圆以内的支撑力，如图9所示，有些加工区域（如月牙槽的两端）则不能提供良好的支撑作用，造成切削加工不稳定，所加工的月牙槽尺寸难以保证，并影响刀杆1和刀头2的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高刚性刀杆支撑块结构，解决上述现有技术问题中铣削加工高硬度和/或小直径轧辊的月牙槽的端部时，支撑块由于结构原因不能提供支撑力。

本实用新型提供了一种高刚性刀杆支撑块结构，包括楔块状的支撑部，支撑部包括朝向工作侧的楔头面和楔头面两侧的楔面，楔头面设置有让刀槽和支撑槽，支撑槽的内壁的截面呈弧形，支撑槽的内壁至少一处截面的弧度大于180°，让刀槽的尺寸大于刀头的尺寸。

本实用新型提供了高刚性刀杆支撑块结构，在刀杆直径较小，刚性较差的情况下，加装了支撑块结构，减少了刀杆受力形变的程度；此外，支撑槽的支撑圆弧大于半圆的设置，对刀杆提供了更加宽泛的支撑角度，防止加工月牙槽的两端区域时，不能提供支撑力造成刀杆变形导致精度较差，同时延长了刀杆和刀头的使用寿命。

在一些实施方式中，楔头面在长度方向上由两侧向中部凹陷。上述设置，可增大刀头处的楔头面与刀头的落差，增大轧辊与刀头的可配合范围。

在一些实施方式中，楔头面为平滑曲面。凹陷的一种较好的实施方式，这种方式中，可优先设置为弧面，保证支撑圆弧从长度方向由两侧向中部均匀缩小。

在一些实施方式中，楔面向内凹陷。进一步减少刀头附近支撑部的尺寸，进一步增大轧辊与刀头的可配合范围。

在一些实施方式中，楔面的凹陷部分为平滑曲面。凹陷的一种较好的实施方式，这种方式中，可优先设置为弧面，进一步保证支撑圆弧从长度方向由两侧向中部均匀缩小。

在一些实施方式中，支撑部分体设置，包括两个半支撑部，两个半支撑部将支撑槽分成两个半支撑槽。由于本实用新型与现有技术的结构有所不同，装刀的方式也有所不同，分体设置的情况下，可先将两个半支撑部分开后将刀杆放入，再将两个半支撑部分合起来，并采用后续的方式固定。操作简单，加工方便。

在一些实施方式中，本实用新型还包括上压紧板、下压紧板和支座，半支撑部各固定一安装部，上压紧板和下压紧板朝向支撑槽的一侧分别从上下两个方向夹紧固定两个安装部，远离支撑槽的一侧固定于支座。本实用新型还提供了上述容易安装的结构，上述结构，可根据使用情况，很方便地试调或修理本实用新型提供的高刚性刀杆支撑块结构。

附图说明

图1为现有技术中轧辊月牙槽的机床的部分结构示意图；

图2为图1示出的支撑块的A向视图；

图3为本实用新型一实施方式的高刚性刀杆支撑块结构的结构示意图；

图4为图3示出的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部的B向视图；

图5为图4示出的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部的楔头面的投影图；

图6为本实用新型一实施方式的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部与机床相关部件配合的结构示意图；

图7为图6示出的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部与刀杆部分在D-D处的截面图；

图8为图6示出的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部在加工月牙槽端部时的受力分析图；

图9为图2示出的支撑块在加工月牙槽端部时的受力分析图；

图10为图6示出的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部与刀杆部分在E-E处的截面图。

具体实施方式

如图3～5所示，本实用新型公开了一种高刚性刀杆支撑块结构，包括楔块状的支撑部81，支撑部81包括朝向工作侧的楔头面82和楔头面82两侧的楔面83，楔头面82设置有让刀槽7和支撑槽84，支撑槽84的内壁的截面呈弧形，图中点化线表示弧形支撑槽84的轴线，上述截面为垂直于图3所示的B方向的截面，B方向为工作中刀杆轴线的方向，至少一处上述截面下的弧形支撑槽84的内壁的弧度大于180°，图7、10为上述两种不同位置的截面图。让刀槽7的尺寸大于刀头2的尺寸。

本实用新型在刀杆1直径较小，刚性较差的情况下，加装了支撑块结构，减少了刀杆1受力形变的程度。支撑块结构的支撑槽84具有两个重要影响因素，一为各处支撑圆弧，即垂直于图3所示的B方向的各个截面上的圆弧弧度，此参数可评价支撑槽84各处对刀杆1的支撑情况；二为最大支撑圆弧，即支撑块结构在B方向投影下获得的最大圆弧的弧度，此参数可表示支撑槽84对刀杆1的最大的支撑圆弧。支撑槽84的内壁至少一处截面的弧度大于180°，也即，支撑槽84的最大支撑圆弧大于180°。

本实用新型的支撑槽84的最大支撑圆弧大于180°的设置，可对刀杆1提供更加宽泛的支撑角度，防止加工月牙槽的两端区域时，支撑圆弧提供的支撑力不稳定造成刀杆1变形导致精度较差，并延长了刀杆1和刀头2的使用寿命。

让刀槽7的位置对应刀头2的位置设置，即，安装后让刀槽7处于刀头2的位置；让刀槽7的尺寸大于刀头2的尺寸，可使刀头2进出让刀槽7的过程中没有阻碍，方便刀头2在加工过程中的旋转运动。让刀槽7的尺寸大于刀头2的尺寸以可实现上述效果为准，并不对让刀槽7的形状有所限制。

支撑部81呈楔块状，楔块状支撑部81是指支撑部81在图3所示的B方向的投影呈楔形，并不对本实用新型支撑部81的各面形状有限定作用。上述投影的小头侧对应本实用新型的楔头面82处，大头侧固定有后续提到的安装部88。通过将支撑槽84设置于小头侧的楔头面82，增加了轧辊10与刀头2可配合范围。方便加工。这种设置下，加工过程中，楔头面82的支撑槽84插装刀杆1，待加工轧辊位于小头侧，小头侧为朝向工作侧。

如图3所示，楔头面82在长度方向上由两侧向中部凹陷。上述设置，进一步增大了轧辊10与刀头2可配合范围。优选为楔头面82为平滑曲面。保证支撑圆弧从长度方向由两侧向中部均匀缩小（楔头面82的长度方向，即图3示处的B方向）。本实施例中楔头面82设置为弧面，让刀槽7位于楔头面82在长度方向的中部，最大程度减小刀头2处的支撑槽84的尺寸。

如图4～5所示，楔面83向内凹陷，优选为楔面83的凹陷部分为平滑曲面，由于楔面83的内凹对楔头面82的各处宽度大小也具有影响。因此可进一步增大了轧辊10与刀头2可配合范围。

支撑部81分体设置，包括两个半支撑部85，两个半支撑部85将支撑槽84分成两个半支撑槽，每个半支撑槽的弧形小于半圆，由于本实用新型提出了一种具有几乎全周向支撑圆弧的支撑块结构，装刀的方式与以往有所不同，传统支撑块是半圆支撑圆弧，支撑块一体设置并不影响装刀，本实用新型提供的两个半支撑部85可先分开后将刀杆2放入，再将两个半支撑部分85合起来。如图3所示，本实用新型还包括上压紧板86、下压紧板87和支座9，半支撑部85各固定一安装部88，上压紧板86和下压紧板87朝向支撑槽84的一侧分别从上下两个方向夹紧固定两个安装部88，远离支撑槽84的一侧固定于支座9，支座9通过紧锁螺钉固定于机床的刀架上。上述安装方式操作简单，加工方便。

本实用新型优先采用如图3所示的两个大小相等的轴对称设置的半支撑部分85，两个半支撑部分85将支撑槽84均分为两个等大的半支撑槽，等大的半支撑槽具有相等的支撑圆弧。需要指出，本实用新型还可以采用一体设置的支撑部81，装刀方式采用抽拉式。

图6示处了本实用新型提供的高刚性刀杆支撑块结构的支撑部81与机床相关部件配合图，其D-D处（刀头2处）截面图如图7所示，为清晰表示，省略剖面线，图7中实线部分为截面图，虚线部分为支撑部81在B方向的投影，其α角即为本实用新型的最大支撑圆弧，本实用新型的最大支撑圆弧大于180°，因此可以提供的支撑角α明显大于现有技术的半圆支撑圆弧。

图8示出了本实用新型在轧辊10的辊槽11中加工的月牙槽端部时的受力分析图，虚线部分为最大支撑圆弧下的形状，刀头2在辊槽11切削时对辊槽11具有F1的作用力，F1的方向如图所示，同时，辊槽11即对刀杆1产生反作用力—F2。本实用新型的支撑槽84内壁的提供支撑圆弧可对刀杆1提供与F2反向并相等的支撑力—F3，进而抵消辊槽11对刀杆1的反作用力—F2对刀杆1的影响。

图9展示了现有技术中支撑块3在图8相同位置下的截面图，并对其作受力分析，其虚线部分也为最大支撑圆弧下的形状，同样虚线表示。由图中可知，由于现有技术的支撑块3的支撑圆弧为半圆，不能提供F3，抵消辊槽11对刀杆1的反作用力—F2，全靠刀杆1自身的机械刚性。当加工背景技术中提到的高硬度、小直径轧辊10时，刀杆1能够提供的机械刚性有限，容易发生刀杆1弯曲，影响刀杆1和刀头2的寿命，并影响加工的月牙槽的精度。

图10的实线部分为图6中E-E（不在让刀槽7的位置下）的截面图，由于刀头2不在此截面上，故在本图中以虚线表示；其他虚线部分示出现有技术下同样位置下的截面图。从图中可以看到，相对于现有技术，本实用新型通过楔面83内凹的设置，减小了E-E处楔头面82的宽度，从而增大了本实用新型轧辊10与刀头2可配合范围，即，刀头2可更加深入，更自由地于辊槽11内加工月牙槽，最小程度降低附近支撑块的形状对刀头2深入辊槽11的影响。此外，图中阴影部分为本实用新型与现有技术相比突出的部分，阴影部分又很好地利用了刀头2与辊槽11之间的预留空间，并运用此空间给予刀杆2更好的夹持力。

应当指出：本实用新型公开的保护的范围是支撑槽84的内壁至少一处截面的弧度大于180°，对于本领域人员来说，支撑槽84的支撑圆弧处处大大180°也应当视为本实用新型的保护范围。

以上所述仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，包括楔块状的支撑部（81），所述支撑部（81）包括朝向工作侧的楔头面（82）和所述楔头面（82）两侧的楔面（83），所述楔头面（82）设置有让刀槽（7）和支撑槽（84），所述支撑槽（84）的内壁的截面呈弧形，所述支撑槽（84）的内壁至少一处截面的弧度大于180°，所述让刀槽（7）的尺寸大于刀头（2）的尺寸。

2.根据权利要求1所述的高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，所述楔头面（82）在长度方向上由两侧向中部凹陷。

3.根据权利要求2所述的高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，所述楔头面（82）为平滑曲面。

4.根据权利要求1或2或3所述的高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，所述楔面（83）向内凹陷。

5.根据权利要求4所述的高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，所述楔面（83）的凹陷部分为平滑曲面。

6.根据权利要求1所述的高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，所述支撑部（81）分体设置，包括两个半支撑部（85），两个所述半支撑部（85）将支撑槽（84）分成两个半支撑槽。

7.根据权利要求6所述的高刚性刀杆支撑块结构，其特征在于，还包括上压紧板（86）、下压紧板（87）和支座（9），所述半支撑部（85）各固定一安装部（88），所述上压紧板（86）和下压紧板（87）朝向所述支撑槽（84）的一侧分别从上下两个方向夹紧固定两个所述安装部（88），远离所述支撑槽（84）的一侧固定于所述支座（9）。

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