專利名稱：一種銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軋輥加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種銑床。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域中，螺紋鋼已經(jīng)成為鋼筋混凝土建筑中不可或缺的建筑材料，其被廣泛應(yīng)用于房屋、橋梁和道路等建筑工程中。普通鑄鐵螺紋鋼軋輥的硬度一般為HRC57-65，不論對其車削還是橫肋銑削(橫肋銑削包括加工橫肋槽和軋制標(biāo)識)，常規(guī)合金鋼、高速鋼材料的銑刀都能夠勝任，但是由于普通鑄鐵軋輥硬度低，耐磨性差，在生產(chǎn)過程中，螺紋鋼的過鋼量相對較小(例如012規(guī)格的螺紋鋼單槽過鋼量只有80噸左右)，因此軋機需要頻繁調(diào)整換輥換槽，以保證螺紋鋼的正常生產(chǎn)，可是螺紋鋼頻繁的換輥換槽又會使其外形尺寸波動大，質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了螺 紋鋼的正常生產(chǎn)。要想解決上述問題，就必須提高加工螺紋鋼的軋輥的耐磨性，人們普遍采用的提高耐磨性的方法就是在仍然使用螺紋鋼擺頭橫肋銑床(三軸聯(lián)動精密數(shù)控機床，采用絲杠傳動和步進(jìn)電機驅(qū)動，基于PC的通用數(shù)控系統(tǒng)GMT-008控制，定位精度為0. 00Imm)的前提下，換用高速鋼甚至碳化鎢等高硬度材料來制造軋輥，經(jīng)使用表明，高速鋼軋輥單槽過鋼量比鑄鐵軋輥提高3-4倍，碳化鎢軋輥可達(dá)10倍以上，因此使用高硬度材料制造的軋輥(如圖I所示)更加受到人們的青睞，但是，使用高硬度材料制造軋輥也帶來了一個較大的問題制造加工困難，因為高硬度材料本身較硬(高速鋼軋輥表面硬度超過了 HRC85)，在使用螺紋鋼擺頭橫肋銑床制造加工軋輥的過程中，對其進(jìn)行車削、橫肋銑削時所用的刀具就只能選擇硬度更高的復(fù)合氮化硼銑刀，但是由于在實際的加工過程中，復(fù)合氮化硼銑刀安裝強度和韌性都不足，只得降低加工時的吃刀量，不僅影響了加工效率，更嚴(yán)重的是，由于部分國產(chǎn)高速鋼軋輥硬度偏析不均勻，內(nèi)部存在雜質(zhì)等質(zhì)量缺陷，使用價格極為昂貴的復(fù)合氮化硼銑刀，稍有不慎就有可能造成復(fù)合氮化硼統(tǒng)刀的損壞報廢，大幅提高了加工成本。綜上所述，如何提供一種銑床，以實現(xiàn)降低軋輥加工成本，提高加工效率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種銑床，以解決加工高硬度材料軋輥時加工成本較高的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種銑床，用于加工高硬度軋輥，包括銑刀座和控制銑床自動工作的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述銑刀座上的電動機；設(shè)置在所述電動機上，與所述控制系統(tǒng)相連，可對所述高硬度軋輥放電以熔融加工所述高硬度軋輥的放電電極，所述放電電極的截面形狀與所述高硬度軋輥的橫肋槽形狀相對應(yīng)；與所述高硬度軋輥絕緣的，用于夾持所述高硬度軋輥的軋輥卡盤和設(shè)置所述軋輥卡盤的尾座；和向所述放電電極與所述軋輥的間隙噴灑絕緣介質(zhì)的介質(zhì)輸送裝置。優(yōu)選的，上述銑床中，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有介質(zhì)輸送裝置啟停開關(guān)、電動機工作開關(guān)、銑刀座快速找正回升模塊、定時抬刀高度和間隔控制模塊、定時抬刀信號指示模塊和液體壓力檢測模塊。優(yōu)選的，上述銑床中，所述控制系統(tǒng)能夠?qū)⒎烹婇g隙的電壓信號反饋給控制所述銑刀座主軸X位置的控制模塊以控制所述放電電極穩(wěn)定放電。優(yōu)選的，上述銑床中，與所述放電電極和軋輥連通的電源為復(fù)式晶體管脈沖電源。優(yōu)選的，上述銑床中，所述放電電極和軋輥分別通過電極工件與電源相連通。優(yōu)選的，上述銑床中，所述放電電極為紫銅電極。優(yōu)選的，上述銑床中，還包括連接所述電動機和所述放電電極的可導(dǎo)電石墨上電塊。優(yōu)選的，上述銑床中，所述電動機的供電電源為變頻電源。優(yōu)選的，上述銑床中，所述介質(zhì)輸送裝置為大流量供油泵?，F(xiàn)對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的銑床中，將現(xiàn)有的螺紋鋼擺頭橫肋銑床的銑刀座、控制系統(tǒng)、軋輥卡盤和尾座分別進(jìn)行了改進(jìn)，銑刀座上不再安裝復(fù)合氮化硼銑刀，而是安裝了電動機和放電電極，并將軋輥卡盤和尾座做了絕緣化處理，使得放電電極對軋輥放電時不會對螺紋鋼擺頭橫肋纟先床的其他部分造成影響。采用電火花對軋輥進(jìn)行加工時，利用脈沖電源，電源的一極接放電電極，另一極接軋輥，兩極均浸入由介質(zhì)輸送裝置噴灑的液體介質(zhì)中，加工時放電電極在控制系統(tǒng)的控制下，始終與軋輥維持一個很小的放電間隙，放電電極放電時，電火花會將兩極間最近點的液體介質(zhì)擊穿，形成放電通道，由于放電通道的截面積很小，且放電時間極短，致使能量高度集中，放電區(qū)域產(chǎn)生的瞬時高溫足以使軋輥的材料熔化甚至蒸發(fā)，以致形成一個小凹坑。在上述第一次放電結(jié)束之后，經(jīng)過很短的間隔時間，第二次放電又會在另一極間最近點發(fā)生，如此高頻率(每秒鐘幾千上萬次)地循環(huán)下去，由于放電電極的截面形狀與螺紋鋼橫肋的截面形狀相對應(yīng)，所以放電電極在控制系統(tǒng)的控制下，最終在軋輥上加工出與螺紋鋼橫肋形狀相對應(yīng)的凹槽。本發(fā)明提供的銑床中，將復(fù)合氮化硼銑刀改為放電電極，由電火花無接觸加工替代原有的復(fù)合氮化硼銑刀硬加工，由于放電產(chǎn)生的電火花可以加工任何導(dǎo)電材質(zhì)，其不會受到工件強度和形狀的影響，放電頻率也較高，可以較快的加工高硬度材料，所以避免了使用復(fù)合氮化硼銑刀而造成的成本升高問題，加工效率也得到了顯著的提聞。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附I為采用高硬度材料制造的軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的銑床的放電電極加工軋輥的工作示意圖。以上圖I-圖2中高硬度軋輥I、電動機2、放電電極3、介質(zhì)輸送裝置4、石墨上電塊5。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種銑床，實現(xiàn)了降低軋輥加工成本，提高加工效率的目的。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例提供的銑床，用于加工高硬度軋輥1，包括銑刀座和控制系統(tǒng)，還包括設(shè)置在銑刀座上的電動機2 ;設(shè)置在電動機2上，與控制系統(tǒng)連通，可對高硬度軋輥I放電以熔融加工高硬度軋輥I的放電電極3，放電電極3的截面形狀與高硬度軋輥I的橫肋槽形狀相對應(yīng)；與高硬度軋輥I絕緣的，用于夾持高硬度軋輥I的高硬度軋輥I卡盤和設(shè)置高硬度軋棍I卡盤的尾座；向放電電極3與高硬度軋輥I的間隙噴灑絕緣介質(zhì)的介質(zhì)輸送裝置4。本實施例提供的銑床的工作過程如下本發(fā)明提供的銑床中，將現(xiàn)有的螺紋鋼擺頭橫肋銑床的銑刀座、控制系統(tǒng)、高硬度軋輥I卡盤和尾座分別進(jìn)行了改進(jìn)，銑刀座上不再安裝復(fù)合氮化硼銑刀，而是安裝了電動機2和放電電極3，并將高硬度軋輥I卡盤和尾座做了絕緣化處理，使得放電電極3對高硬度軋輥I放電時不會對螺紋鋼擺頭橫肋銑床的其他部分造成影響。采用電火花對高硬度軋輥I進(jìn)行加工時，利用脈沖電源，電源的一極接放電電極3，另一極接高硬度軋輥I，兩極均浸入由介質(zhì)輸送裝置4噴灑的液體介質(zhì)中，加工時放電電極3在控制系統(tǒng)的控制下，始終與高硬度軋輥I維持一個很小的放電間隙(0.01mm
0.05_)，放電電極3放電時，電火花會將兩極間最近點的液體介質(zhì)擊穿，形成放電通道，由于放電通道的截面積很小，且放電時間極短，致使能量高度集中(IOW / mm 107W / mm),放電區(qū)域產(chǎn)生的瞬時高溫足以使高硬度軋輥I的材料熔化甚至蒸發(fā)，以致形成一個小凹坑。第一次放電結(jié)束之后，經(jīng)過很短的間隔時間，第二次放電又會在另一極間最近點發(fā)生，如此高頻率(每秒鐘幾千上萬次)地循環(huán)下去，由于放電電極3的截面形狀與螺紋鋼橫肋的截面形狀相對應(yīng)，所以放電電極3在控制系統(tǒng)的控制下，最終在高硬度軋輥I上加工出螺紋鋼橫肋的凹槽。通過上述工作過程可以得出，本實施例提供的銑刀，將復(fù)合氮化硼銑刀改為放電電極3，由電火花無接觸加工替代原有的復(fù)合氮化硼銑刀硬加工，由于放電產(chǎn)生的電火花可以加工任何導(dǎo)電材質(zhì)，其不會受到工件強度和形狀的影響，放電頻率也較高，可以較快的加工高硬度材料，所以避免了使用復(fù)合氮化硼銑刀而造成的成本升高的問題，加工效率也得到了顯著的提高。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本實施例提供的銑床中，控制系統(tǒng)還包括介質(zhì)輸送裝置4啟停開關(guān)、電動機2工作開關(guān)、銑刀座快速找正回升模塊、定時抬刀高度和間隔控制模塊、定時抬刀信號指示模塊和液體壓力檢測模塊。本實施例提供的銑床是在螺紋鋼擺頭橫肋銑床的基礎(chǔ)上升級改造而成，螺紋鋼擺頭橫肋銑床是三軸聯(lián)動精密數(shù)控機床采用絲杠傳動和步進(jìn)電機驅(qū)動，如圖2所示，X軸為銑刀進(jìn)退方向，Y軸為高硬度軋輥I旋轉(zhuǎn)方向；Z軸為銑刀擺頭方向，由通用數(shù)控系統(tǒng)GMT-008集中控制，在控制系統(tǒng)中增設(shè)控制上述功能的數(shù)控程序，可以很方便的實現(xiàn)，不僅減小了對螺紋鋼擺頭橫肋銑床的改動程度，節(jié)省了改造成本，降低了操作難度，還使得本實施例提供的技術(shù)方案的通用性更高。具體的，控制系統(tǒng)能夠?qū)⒎烹婇g隙的電壓信號反饋給控制銑刀座主軸X位置的控制模塊以控制放電電極3穩(wěn)定放電。在改造螺紋鋼擺頭橫肋銑床的過程中，在改造擺頭銑刀座的控制電路時，將放電間隙的電壓信號輸送到控制系統(tǒng)的信號檢測環(huán)節(jié)進(jìn)行分壓和積分，再輸入比較環(huán)節(jié)，把間隙信號電壓和給定電壓進(jìn)行比較，達(dá)到控制放電間隙電壓的平衡 點，然后將高于或低于平衡點的電壓信號變成正向或負(fù)向的輸出信號，與X軸步進(jìn)電機的負(fù)反饋信號進(jìn)行比較放大，最終實現(xiàn)提高速度剛性，穩(wěn)定放電加工的目的。進(jìn)一步的，與放電電極3和高硬度軋輥I連通的電源為復(fù)式晶體管脈沖電源，更進(jìn)一步的，復(fù)式晶體管脈沖電源為JF-108S復(fù)式晶體管脈沖電源。JF-108S復(fù)式晶體管脈沖電源是電火花專用配套電源，電源輸入功率10. 5KW，最大加工電流90A，最高加工生產(chǎn)率大于600mm3/分鐘，以加工①12規(guī)格螺紋鋼橫肋為例,橫肋深I(lǐng). Omm,槽寬2. Imm,頂寬0. 7mm,最大截面積2. 4mm2,則每秒鐘完成4. 2mm/s,相當(dāng)于球墨鑄鐵普通軋輥I加工的速度，完成一圈軋槽需要70分鐘，與復(fù)合氮化硼銑刀相當(dāng)，但價格低廉，可實現(xiàn)無損連續(xù)加工，并且可以無人值守。當(dāng)然，在不影響本實施例提供的銑刀正常工作的前提下，與放電電極3和高硬度軋輥I連通的電源還可以為其他類型的電源。優(yōu)選的，放電電極3和高硬度軋輥I分別通過電極工件與電源相連通。具體的，放電電極3為紫銅電極。紫銅電極作為電火花加工中的放電電極3，與其他電極相比具有顯著優(yōu)點，例如純度高，組織細(xì)密，含氧量極低，無氣孔、沙眼、裂紋、雜質(zhì)，導(dǎo)電性能較好，電蝕出的模具表面光潔度高，而且價格也更加的實惠。在放電電極3與電動機2之間還設(shè)置有石墨上電塊5。石墨上電塊5安裝在電動機2上，在隨著電動機2旋轉(zhuǎn)的同時可以實現(xiàn)導(dǎo)電，為放電電極3放電提供必需的電流。為了進(jìn)一步完善技術(shù)方案，本實施例提供的銑床中，電動機2的供電電源為變頻電源。采用變頻電源供電，由于電源的頻率不斷的變化，所以在其變化的過程中，可以方便調(diào)整紫銅電極的旋轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)電極均勻損耗，確保加工光潔度。具體的，介質(zhì)輸送裝置4為大流量供油泵。較大流量的供油泵由于流量的增大，可以更好的確保液面穩(wěn)定，沖渣順利。本實施例提供的銑床的具體操作過程如下I、加裝車好軋槽內(nèi)徑的成品高硬度軋輥1，首先進(jìn)行對槽，將放電電極3對正第一個軋槽中心線。手動進(jìn)給X軸，直到放電電極3輕觸軋槽底部并進(jìn)行零位標(biāo)定；2、通過控制系統(tǒng)啟動加工行走程序，打開供油泵給予煤油覆蓋；啟動放電電極3旋轉(zhuǎn)電機，選擇合適的旋轉(zhuǎn)速度；打開電火花電源，開始加工；觀察火花是否穩(wěn)定，是否被煤油覆蓋、沖渣正常，加工電流是否隨著Z向擺動，即周期性增大到中間后，再逐漸減小；3、加工完一個橫肋槽后，停機觀察所加工出的橫肋槽深度、側(cè)面光潔度、預(yù)留末端間隙大小等工藝指標(biāo)，正常后，開始執(zhí)行Y軸方向正常加工；中間需要刻字跳槽的，觀察跳槽程序是否正常；完成一周后，執(zhí)行標(biāo)識刻字程序，注意觀察筆畫是否偏斜正常；4、完全完成一圈軋槽后，手動退出X軸，手動搖動平移絲杠，觀察光柵尺對正下一個軋槽，執(zhí)行下一圈橫肋槽加工，直至全部完成整只高硬度軋輥I ;5、觀察橫肋側(cè)壁電火花加工變色層，是否均勻覆蓋，邊角無裂紋；刻槽較深處，是否積留渣屑。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.ー種銑床，用于加工高硬度軋輥(I)，包括銑刀座和控制銑床自動工作的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 設(shè)置在所述纟先刀座上的電動機(2)； 設(shè)置在所述電動機(2)上，與所述控制系統(tǒng)相連，可對所述高硬度軋輥(I)放電以熔融加工所述高硬度軋輥(I)的放電電極(3 )，所述放電電極(3 )的截面形狀與所述高硬度軋輥(I)的橫肋槽形狀相對應(yīng)； 與所述高硬度軋輥(I)絕緣的，用于夾持所述高硬度軋輥(I)的軋輥卡盤和設(shè)置所述軋棍卡盤的尾座；和 向所述放電電極(3)與所述軋輥(I)的間隙噴灑絕緣介質(zhì)的介質(zhì)輸送裝置(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑床，其特征在于，所述控制系統(tǒng)設(shè)置有介質(zhì)輸送裝置啟停開關(guān)、電動機工作開關(guān)、銑刀座快速找正回升模塊、定時抬刀高度和間隔控制模塊、定時抬刀信號指示模塊和液體壓カ檢測模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銑床，其特征在于，所述控制系統(tǒng)能夠?qū)⒎烹婇g隙的電壓信號反饋給控制所述銑刀座主軸X位置的控制模塊以控制所述放電電極穩(wěn)定放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑床，其特征在于，與所述放電電極(3)和軋輥(I)連通的電源為復(fù)式晶體管脈沖電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銑床，其特征在于，所述放電電極(3)和軋輥(I)分別通過電極エ件與電源相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銑床，其特征在于，所述放電電極(3)為紫銅電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑床，其特征在于，還包括連接所述電動機(2)和所述放電電極(3)的可導(dǎo)電石墨上電塊(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銑床，其特征在于，所述電動機的供電電源為變頻電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的銑床，其特征在于，所述介質(zhì)輸送裝置(4)為大流量供油泵。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種銑床，用于加工高硬度軋輥(1)，包括銑刀座和控制系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述銑刀座上的電動機(2)；設(shè)置在所述電動機(2)上，與所述控制系統(tǒng)相連，可對所述高硬度軋輥(1)放電的放電電極(3)，所述放電電極(3)的截面形狀與所述高硬度軋輥(1)的橫肋槽形狀相對應(yīng)；與所述高硬度軋輥(1)絕緣的軋輥卡盤和設(shè)置所述軋輥卡盤的尾座；和向所述放電電極(3)與所述軋輥(1)的間隙噴灑絕緣介質(zhì)的介質(zhì)輸送裝置(4)。本發(fā)明中，將復(fù)合氮化硼銑刀改為放電電極，由電火花無接觸加工替代原有的復(fù)合氮化硼銑刀硬加工，避免了使用復(fù)合氮化硼銑刀而造成的成本升高問題，加工效率也得到了顯著的提高。
文檔編號B23H9/00GK102653021SQ201210138308
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者劉加寶, 劉紅軍, 張健, 張淑萍, 李劍, 楊樂彬, 郭錕, 陳懷昌 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司