專利名稱：一種銑床的制作方法
技術領域：
本發明涉及軋輥加工技術領域，更具體地說，涉及一種銑床。
背景技術：
在現代建筑領域中，螺紋鋼已經成為鋼筋混凝土建筑中不可或缺的建筑材料，其被廣泛應用于房屋、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識)，常規合金鋼、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，在生產過程中，螺紋鋼的過鋼量相對較小(例如012規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整換輥換槽，以保證螺紋鋼的正常生產，可是螺紋鋼頻繁的換輥換槽又會使其外形尺寸波動大，質量不穩定，嚴重影響了螺 紋鋼的正常生產。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(三軸聯動精密數控機床，采用絲杠傳動和步進電機驅動，基于PC的通用數控系統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，對其進行車削、橫肋銑削時所用的刀具就只能選擇硬度更高的復合氮化硼銑刀，但是由于在實際的加工過程中，復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，更嚴重的是，由于部分國產高速鋼軋輥硬度偏析不均勻，內部存在雜質等質量缺陷，使用價格極為昂貴的復合氮化硼銑刀，稍有不慎就有可能造成復合氮化硼統刀的損壞報廢，大幅提高了加工成本。綜上所述，如何提供一種銑床，以實現降低軋輥加工成本，提高加工效率，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種銑床，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，本發明提供如下技術方案一種銑床，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，其特征在于，還包括設置在所述銑刀座上的電動機；設置在所述電動機上，與所述控制系統相連，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；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的介質輸送裝置。優選的，上述銑床中，所述控制系統設置有介質輸送裝置啟停開關、電動機工作開關、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。優選的，上述銑床中，所述控制系統能夠將放電間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定放電。優選的，上述銑床中，與所述放電電極和軋輥連通的電源為復式晶體管脈沖電源。優選的，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。優選的，上述銑床中，所述放電電極為紫銅電極。優選的，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電石墨上電塊。優選的，上述銑床中，所述電動機的供電電源為變頻電源。優選的，上述銑床中，所述介質輸送裝置為大流量供油泵。現對于現有技術，本發明的有益效果是本發明提供的銑床中，將現有的螺紋鋼擺頭橫肋銑床的銑刀座、控制系統、軋輥卡盤和尾座分別進行了改進，銑刀座上不再安裝復合氮化硼銑刀，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，兩極均浸入由介質輸送裝置噴灑的液體介質中，加工時放電電極在控制系統的控制下，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，放電區域產生的瞬時高溫足以使軋輥的材料熔化甚至蒸發，以致形成一個小凹坑。在上述第一次放電結束之后，經過很短的間隔時間，第二次放電又會在另一極間最近點發生，如此高頻率(每秒鐘幾千上萬次)地循環下去，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，所以放電電極在控制系統的控制下，最終在軋輥上加工出與螺紋鋼橫肋形狀相對應的凹槽。本發明提供的銑床中，將復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合氮化硼銑刀硬加工，由于放電產生的電火花可以加工任何導電材質，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明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據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構示意圖；圖2為本發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、介質輸送裝置4、石墨上電塊5。
具體實施例方式本發明提供了一種銑床，實現了降低軋輥加工成本，提高加工效率的目的。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發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，還包括設置在銑刀座上的電動機2 ;設置在電動機2上，與控制系統連通，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；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的介質輸送裝置4。本實施例提供的銑床的工作過程如下本發明提供的銑床中，將現有的螺紋鋼擺頭橫肋銑床的銑刀座、控制系統、高硬度軋輥I卡盤和尾座分別進行了改進，銑刀座上不再安裝復合氮化硼銑刀，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，兩極均浸入由介質輸送裝置4噴灑的液體介質中，加工時放電電極3在控制系統的控制下，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),放電區域產生的瞬時高溫足以使高硬度軋輥I的材料熔化甚至蒸發，以致形成一個小凹坑。第一次放電結束之后，經過很短的間隔時間，第二次放電又會在另一極間最近點發生，如此高頻率(每秒鐘幾千上萬次)地循環下去，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，所以放電電極3在控制系統的控制下，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合氮化硼銑刀硬加工，由于放電產生的電火花可以加工任何導電材質，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。為了進一步優化上述技術方案，本實施例提供的銑床中，控制系統還包括介質輸送裝置4啟停開關、電動機2工作開關、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上升級改造而成，螺紋鋼擺頭橫肋銑床是三軸聯動精密數控機床采用絲杠傳動和步進電機驅動，如圖2所示，X軸為銑刀進退方向，Y軸為高硬度軋輥I旋轉方向；Z軸為銑刀擺頭方向，由通用數控系統GMT-008集中控制，在控制系統中增設控制上述功能的數控程序，可以很方便的實現，不僅減小了對螺紋鋼擺頭橫肋銑床的改動程度，節省了改造成本，降低了操作難度，還使得本實施例提供的技術方案的通用性更高。具體的，控制系統能夠將放電間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的信號檢測環節進行分壓和積分，再輸入比較環節，把間隙信號電壓和給定電壓進行比較，達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向的輸出信號，與X軸步進電機的負反饋信號進行比較放大，最終實現提高速度剛性，穩定放電加工的目的。進一步的，與放電電極3和高硬度軋輥I連通的電源為復式晶體管脈沖電源，更進一步的，復式晶體管脈沖電源為JF-108S復式晶體管脈沖電源。JF-108S復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，最高加工生產率大于600mm3/分鐘，以加工①12規格螺紋鋼橫肋為例,橫肋深I. 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，與復合氮化硼銑刀相當，但價格低廉，可實現無損連續加工，并且可以無人值守。當然，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點，例如純度高，組織細密，含氧量極低，無氣孔、沙眼、裂紋、雜質，導電性能較好，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旋轉的同時可以實現導電，為放電電極3放電提供必需的電流。為了進一步完善技術方案，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，可以方便調整紫銅電極的旋轉速度，實現電極均勻損耗，確保加工光潔度。具體的，介質輸送裝置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、加裝車好軋槽內徑的成品高硬度軋輥1，首先進行對槽，將放電電極3對正第一個軋槽中心線。手動進給X軸，直到放電電極3輕觸軋槽底部并進行零位標定；2、通過控制系統啟動加工行走程序，打開供油泵給予煤油覆蓋；啟動放電電極3旋轉電機，選擇合適的旋轉速度；打開電火花電源，開始加工；觀察火花是否穩定，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、側面光潔度、預留末端間隙大小等工藝指標，正常后，開始執行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，執行標識刻字程序，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，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明 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，其特征在于，還包括 設置在所述纟先刀座上的電動機(2)； 設置在所述電動機(2)上，與所述控制系統相連，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； 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的介質輸送裝置(4)。
2.根據權利要求I所述的銑床，其特征在于，所述控制系統設置有介質輸送裝置啟停開關、電動機工作開關、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.根據權利要求2所述的銑床，其特征在于，所述控制系統能夠將放電間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定放電。
4.根據權利要求I所述的銑床，其特征在于，與所述放電電極(3)和軋輥(I)連通的電源為復式晶體管脈沖電源。
5.根據權利要求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.根據權利要求5所述的銑床，其特征在于，所述放電電極(3)為紫銅電極。
7.根據權利要求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)的可導電石墨上電塊(5)。
8.根據權利要求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.根據權利要求8所述的銑床，其特征在于，所述介質輸送裝置(4)為大流量供油泵。
全文摘要
本發明提供了一種銑床，用于加工高硬度軋輥(1)，包括銑刀座和控制系統，還包括設置在所述銑刀座上的電動機(2)；設置在所述電動機(2)上，與所述控制系統相連，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；與所述高硬度軋輥(1)絕緣的軋輥卡盤和設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的介質輸送裝置(4)。本發明中，將復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合氮化硼銑刀硬加工，避免了使用復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 優先權日2012年5月7日
發明者劉加寶, 劉紅軍, 張健, 張淑萍, 李劍, 楊樂彬, 郭錕, 陳懷昌 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司