1 前言

　　隨著現代鋼鐵工業的飛速發展，軋機的軋制速度不斷提高，進一步提高軋機的利用率和生產效率，合理編制換輥周期、輥環修磨制度成為軋鋼生產的一個關鍵。螺紋鋼生產需要在軋輥上的月牙槽軋出凸棱，同時螺紋鋼的規格、等級等信息也必須在軋輥上加工出來。目前，國內高線生產廠的精軋機一般采用摩根技術，精軋成品螺紋輥環的材質為碳化鎢，必須由高精度專用螺紋輥環銑床加工。宣鋼高速線材生產線上的精軋機組為整體機座，由10個輥組組成，使用碳化鎢基硬質合金輥環，機修車間承擔螺紋鋼軋輥月牙槽加工和輥環使用磨損后的重磨修復。

2 數控銑床的選型

　　在進行銑床的選型時，與數控車床比較，普通車床的缺點是：

　　(1)采用成型刀加工軋槽。手工參照磨刀樣板刃磨刀具，只是一個模擬的方法，無法用數字衡量它準確程度。

　　(2)由于側壁斜度不準確，使得軋輥零位檢查效果不好，影響軋槽的軸向調整量。如果再加上過渡圓弧加工不好兩項綜合因素，會造成局部應力集中，增加了生產過程中斷輥的機率。

　　(3)輥身光潔度不好。由于車刀接觸面積大，一是容易產生震紋；二是切削刀刃不光滑會使震紋嚴重，輥身光潔度不好。這種加工軋輥方法從成型刀的刃磨到上位對車都十分復雜，正常的作業主要依賴經驗豐富的熟練工人。對于復雜的切分軋輥K3和K4孔，即使是經驗豐富的熟練工人，也難以刃磨出符合樣板的成型刀，軋輥的加工質量和效率十分低、勞動強度大。

　　(4)對于輥環修磨，普通車床無法滿足高精度的要求。

　　對此，宣鋼宣龍高線廠決定增設2臺數控銑床。經過調研和合理的選型，我們選用了XK9350FA數控軋輥加工機床。該機床可加工高硬度碳化鎢輥環、高速鋼軋輥、高鎳鉻軋輥的帶肋鋼筋橫肋，其特點是：

　　(1)機床床身、頭架等為框架結構，剛性高、抗震性好。機床床身導軌副采用超音頻淬火，精度保持性好。

　　(2)采用高性能的數控系統，可自動切削不同旋向、任意升角的月牙槽，可自動作任意等分的分度或空格。XK9350FA型數控月牙槽軋輥銑床集擺頭結構和飛刀裝置于一身。加工月牙槽和刻圖案融為一體，無需中間過程，方便用戶操作。

　　(3)配備日本三菱伺服系統，系統內存儲多種類型的軋輥槽數學模型，用戶只需輸入主要數據，系統將自動執行宏程序，無需用戶編程計算。

　　(4)飛刀結構緊湊、合理、剛性強；機床防護、清屑、防油措施到位可靠。擺頭主軸采用電主軸，鎖緊裝置操作方便、可靠。機床縱向設計為高精密型滾珠絲桿傳動，傳動精確。擺頭裝置采用精密滾動圓弧導軌定位支承。

　　(5)使用專用切削刀具，高速切削一切成型，加工出的軋輥質量高，可確保生產出的鋼筋達到ENl3128、GBl4992007標準尺寸、精度要求。飛刀銑削頭、擺動銑削頭可根據軋輥外徑大小各自調整加工尺寸，能單獨調整切削用量。可在切削過程中換刀后，系統可以由暫停位置繼續切削，有斷電保護作用。

　　(6)應用了現代數字控制技術與新型傳動結構，克服了傳統的軋輥月牙槽弊端，具有飛刀和擺頭”兩大功能，實現軋輥軋槽、螺紋輥環銑槽、任意數量和位置的跳槽，自動對刀、自動編程、自動刻字，能自動加工切削不同旋向、任意升角的月牙槽，可完成帶肋加工。更換刀具后再次切削刀具定位準確；工作精度高，最小可達0.001mm，滿足高強度棒線材螺紋大批量生產中軋輥軋槽和輥環的自行修磨。

3 加工原理

　　XK9350FA型數控機床的旋飛切削式原理，機床的刀桿軸(z軸)與工件回轉軸(1，軸)互成900角，刀桿軸軸線置于軋輥孔型中心，刀桿刀頭中心位于工件軸線與刀桿軸垂直的平面。機床工作時，刀桿軸(z軸)與軋輥軸(y軸)完成旋轉插補運動，以在軋輥孔型內切出要求斜角的橫肋槽。機床在完成主切削運動的同時，刀桿軸作趨向軋輥中心(x軸方向)的進給運動，直至被加工的軋輥橫肋槽到達要求深度。結束軋輥一個孔型橫肋槽加工后刀桿軸退出，沿軋輥軸向(A軸方向)移動，進入下一個孔型的加工。

4 刀具改造

　　刀具是銑削月牙槽的關鍵部件。根據月牙槽形狀的要求，銑刀頭必須為指定形狀。從理論上講，其刀尖部位速度為0，因此對刀具要求很高。為了增加刀頭使用壽命，滿足生產需要，對刀具進行了必要改造。

　　(1)更換銑槽用銑刀刀桿為合金材質，并修改銑刀孔開槽形狀。原刀桿與刀頭的連接為分體式結構，它們通過扣連接，過盈配合容易引起開槽處裂紋。經分析論證，對刀具進行了整體結構改造，把刀頭焊接在刀桿上面，增加刀頭的使用壽命，由每把刀開1個槽增至開4個槽。

　　(2)螺紋鋼肋的形成與螺紋輥環肋槽的深淺、角度有直接關系。螺紋輥環肋槽原始設定高度為1.0～1.05 mm。如果單純增加肋高可能會直接提高肋的高度，但是孔型到噸位后修磨量會同時增大，無形中增加了成本。因為肋的增高會對輥環的強度產生影響，增加炸輥的機率。通過銑刀刀頭的改進，對肋的切人角進行了改動，由原來的550減小到49.50。使肋的咬入角增大，有利于肋的形成及脫槽，增加了成品輥環的軋制噸位。

5應用效果

　　目前，宣鋼公司宣龍高線廠實現了全數控化軋輥軋槽加工和輥環修磨。2011年，僅輥環的外委修復費用為143.2萬元，實現輥環自行修磨后，每年直接經濟效益達到92．2萬元。同時，螺紋輥環肋槽切入角改造后，輥環單槽軋制噸位大幅降低，每日可減少換輥時間20 min，全年增加經濟效益約102萬元。實踐證明，使用數控車床加工軋輥優勢明顯，是實現高品質低成本生產的有效途徑。