型钢轧辊孔型清根刀具的研制及应用

■ 石横特钢集团有限公司 （山东肥城 271612） 吴德宝

在数控轧辊车床上车削型钢轧辊孔型时，为提高效率，尽量采用较大直径刀片来加工，受编程时刀具半径补偿作用的影响，轧辊孔型部分尖角尺寸及小R圆弧（中型型钢中指＜R5mm的圆弧）位置存在切削残留现象（见图1）。

这些切削残留的存在，是不符合图样加工要求的，通常在精车孔型后更换数控尖刀片或小直径圆刀片，利用专门的清根程序，车掉这些切削残留。

国内大部分数控轧辊无自动对刀仪，只能采取人工试切的方法对刀，稍有不慎，对刀时会划伤已加工孔型表面或在孔型过渡位置产生台阶，影响轧辊加工质量，导致轧材表面质量问题的产生。这种加工方法，编程复杂，除加工孔型所需主程序外，清根时还需多次调用清根程序，找正对刀时间长，加工精度无法得到有效保证。

1.解决方案

针对这种现状，我们成立攻关小组，经过多次试验，成功解决了这一难题。我们采取分步加工的方法：利用数控轧辊车床加工出孔型基本轮廓尺寸，然后借鉴成型车刀加工法，制作专门的清根刀来加工尖角或小R圆弧部位。为保证清根时加工精度，成型刀具由线切割机床割出，同时制作出刀具对中样板。

加工时，将样板卡在轧辊基准面上，移动机床刀架，将清根刀靠在找正样板上，随后撤走样板，根据机床上数显刻度值，沿机床X轴慢慢移动清根刀进行切削（见图2）。

在清根刀具接近轧辊理论尺寸位置时，注意观察表面是否平滑，否则应轻轻微移动Z轴，减小加工台阶现象的出现，同时防止清根刀划伤已加工表面。通常，2～5min便可完成一处尖角或R弧的清根工作。

2.清根刀具的制作

图1 数控加工时切削残留

图2 清切刀具清根加工

（1）焊（粘）接式清根刀。根据成型车刀的制作方法，我们首先制作了整体式清根成型刀具。在使用过程中发现，存在以下问题：刀杆外形尺寸50mm×50mm×350mm，因质量大，刀片磨钝后修磨困难；一旦刀片损坏，只能整体报废，制作成本高；硬质合金刀片焊接后硬度降低、崩刃及开裂现象严重。

针对这种现状，我们对该刀具制作工艺进一步优化。首先，将由整体式刀具改为分体式刀具。该刀具由支撑刀杆、可换小刀杆两部组成，支撑刀杆上可以安装任意尺寸的小刀杆。在不同孔型需要清根时，只需更换对应尺寸的小刀杆即可。其次，针对焊接后合金刀片不耐用的现状，采用粘接方式，将合金刀片用特殊胶水粘在小刀杆上，同时用螺钉固定。采用这种方式，刀具寿命提高3倍以上（见图3）。

（2）机夹式清根刀。标准数控机夹刀具，通用性强，更换刀片简单、方便。因此，我们又逐步制作出非标机夹式清根刀（见图4）。

首先，按照相同类型或尺寸相近的清根孔型制作出机夹式刀杆，要求清根刀杆上具有相同的定位槽，以满足不同尺寸的清根刀片。其次，优化设计清根刀片，其切削尺寸按孔型制作，定位尺寸按刀杆定位槽制定统一尺寸，以减少配对清根刀杆的数量；同时，刀片上打上待加工孔型及配用刀杆标识。使用时，首先根据孔型选用刀片及刀杆，两者装配后，用找正样板找正，便可进行清根切削工作。

图3 分体式清切刀具的组成

图4 机夹式清切刀具的组成