專利名稱：修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的銑刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水泥混凝土建筑構(gòu)件表面缺陷用的銑刀。
背景技術(shù)：
目前，水泥混凝土墻、墩、梁、板等建筑構(gòu)件表面一旦出現(xiàn)裂紋、局部破損、 蜂窩麻面、節(jié)段錯(cuò)臺(tái)等缺陷，通常采用水泥漿或浙青膠灌縫、涂抹水泥砂漿、人工修鑿 等方法進(jìn)行修補(bǔ)，往往只能達(dá)到短期修補(bǔ)的效果，而且影響了外觀質(zhì)量。所以，工程上 對水泥混凝土構(gòu)件表面的缺陷，稱為難以修復(fù)的“通病”。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的銑刀，在不破壞 工程結(jié)構(gòu)的前提下，采用該專用的銑刀，銑削掉構(gòu)件表面缺陷部位的混凝土，加工成修 復(fù)槽后，再重新澆筑水泥混凝土予以修復(fù)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置銑刀為 套式立銑刀，所述銑刀的刀桿上有依次連接并與銑刀中軸線同軸設(shè)置的刀軸、桿肩和刀 柄，刀軸上固定套裝有端銑刀；在所述端銑刀的外圓周面上等距分布著各道呈左螺旋狀 的外圓周面刀齒，在所述端銑刀的端面上分布著呈偏放射狀的端面刀齒；在所述外圓周 面刀齒與端面刀齒之間，由圓弧面刀齒相連接；所述外圓周面刀齒、圓弧面刀齒和端面 刀齒為折線齒槽。本實(shí)用新型修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于設(shè)置所述銑刀為錐柄銑刀或直柄銑刀；所述錐柄銑刀的刀柄是錐度為7 24的錐柄；在所述錐柄的端面中心有拉緊螺 栓孔；所述錐柄銑刀的刀軸的外圓周面上，沿軸線方向設(shè)置有鍵槽，所述刀軸的端面中 心有螺栓孔；所述直柄銑刀的刀軸的外圓周面上沿軸線方向設(shè)置有鍵槽，刀軸的端面中心有 螺栓孔。所述錐柄銑刀的端銑刀的直徑為50 300mm ； 所述直柄銑刀的端銑刀的直徑為20 80mm。所述端銑刀的外圓周面刀齒，其齒距為2 20mm、外圓周面刀齒的前角為0 5°、后角為5 10°、螺旋角為-5°，刀刃長度為20 200mm，刀刃上有間隔設(shè)置、 寬度為5 50_的分屑槽，相鄰一道的外圓周面刀齒上的分屑槽軸向位置交錯(cuò)；所述端銑刀的圓弧面刀齒的圓弧半徑為2 20mm ；所述端面刀齒為與圓弧面刀 齒至端面圓心的連線偏5°布置，端面刀齒上與所述圓弧面刀齒相連的一段端面主刀刃的 長度為5 100mm，且與端面平行，端面刀齒上與端面主刀刃相接的端面副刀刃的長度 為端面主刀刃的10%，且副偏角角度為45° ；端面刀齒和圓弧面刀齒的前角、后角分別與所述外圓周面刀齒相等。所述水泥混凝土銑刀的刀桿是以工具鋼為材質(zhì)，端銑刀是以硬質(zhì)合金鋼為材質(zhì)。水泥混凝土構(gòu)件表面一旦出現(xiàn)裂紋、局部破損、蜂窩麻面和節(jié)段間錯(cuò)臺(tái)等缺 陷，經(jīng)雨水、冰凍等自然力與荷載作用，會(huì)對工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生惡性循環(huán)的破壞，影響外觀 質(zhì)量。由于水泥混凝土屬于抗拉強(qiáng)度低的脆性材料，采用通常的鑿子來修鑿修復(fù)槽，其 修復(fù)槽的邊界很難規(guī)則平順，而且會(huì)使槽口混凝土崩裂或形成缺口。當(dāng)澆筑修補(bǔ)的混凝 土后，在修復(fù)槽的邊界處常常因產(chǎn)生應(yīng)力集中等而破裂，達(dá)不到理想的修復(fù)效果。本實(shí) 用新型采用套式立銑刀經(jīng)分層銑削除掉構(gòu)件缺陷部位混凝土，形成邊界平順、粗糙、無 崩裂、無缺口、無骨料剝離以及圓弧拐角修復(fù)槽后，澆筑修復(fù)槽的混凝土，達(dá)到缺陷修 復(fù)的目的。本實(shí)用新型以銑削的方式施工修復(fù)槽，使修復(fù)槽邊界平順；本實(shí)用新型利用 旋轉(zhuǎn)加工的銑刀，將修復(fù)槽在內(nèi)周邊的拐角處銑削成圓弧拐角，同時(shí)利用銑刀的外圓周 面刀齒將修復(fù)槽的內(nèi)周邊與底部平面交界處銑削成圓弧拐角，有效防止了修復(fù)槽內(nèi)各邊 界面交匯處發(fā)生應(yīng)力集中，在澆筑混凝土?xí)r能讓大粒徑骨料進(jìn)入邊角內(nèi)，使修復(fù)槽內(nèi)的 混凝土均勻，滿足邊界與拐角處混凝土的堆積密實(shí)度要求。本實(shí)用新型用于對修復(fù)槽的 內(nèi)周邊進(jìn)行銑削的受力分析如圖3A、圖3B、圖3C和圖3D所示，銑刀垂直向下的力為 N，向構(gòu)件內(nèi)水平旋轉(zhuǎn)的切削力為T，其合力F是始終指向銑削面內(nèi)的壓力。即合力 F= (N2+T2)172,合力F與銑削面的角度α = arctg(N/T)；本實(shí)用新型中，在銑刀的結(jié) 構(gòu)上，設(shè)置其外圓周面為左螺旋角刀齒、端面為偏放射形刀齒，使銑刀的刀刃是斜向逐 漸切入混凝土進(jìn)行銑削，即使構(gòu)件混凝土所受的壓力是逐漸變大，也不會(huì)引起修復(fù)槽邊 界混凝土崩裂、出現(xiàn)缺口及骨料剝離等破損問題；為了使修復(fù)槽與構(gòu)件的混凝土良好結(jié) 合，本實(shí)用新型將修復(fù)槽的內(nèi)周邊加工成平順和粗糙面，并以膨脹混凝土澆筑，膨脹混 凝土澆筑修復(fù)槽后，產(chǎn)生微量膨脹，確保其邊界部位的混凝土不開裂且良好結(jié)合。針對水泥混凝土的脆性、堅(jiān)硬度和抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，大小骨料膠結(jié)， 本實(shí)用新型采用多刃銑刀，銑削時(shí)有多個(gè)刀齒同時(shí)參加切削，總的切削厚度較大，且銑 削的主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)，有利于采用盡可能高的速度切削，因而加工效率較高；針對 水泥混凝土的強(qiáng)度或骨料硬度，本實(shí)用新型選擇了適宜的前角和后角刀齒的銑刀，在水 泥混凝土強(qiáng)度較低或骨料較軟時(shí)，銑刀刀齒的前角和后角均取大值，反則取小值；銑刀的磨損是由機(jī)械磨損和熱磨損兩個(gè)方面造成的，針對機(jī)械磨損，本實(shí)用新 型采用硬質(zhì)合金鋼為銑刀材料，硬質(zhì)合金鋼的硬度達(dá)到60HRC以上，而水泥混凝土的 硬度僅為20HRC，兩者相比硬度相差約3倍；同時(shí)，本實(shí)用新型中銑刀刀齒的前角、 后角、螺旋角等特定設(shè)置保證了銑刀的切削能力、強(qiáng)度、耐用度等滿足要求；在熱磨損 方面，本實(shí)用新型中銑刀的結(jié)構(gòu)設(shè)置包括端面偏放射形齒槽和側(cè)面螺旋形齒，并配合 有分屑槽，在不斷淋水冷卻和離心力的作用下，較易散熱及出渣；混凝土的加工面并不 需要高的光潔度，因此不需要高的銑刀旋轉(zhuǎn)速度，即銑削時(shí)產(chǎn)生的熱量較?。汇姷对阢?削混凝土?xí)r，刀齒輪換工作，散熱條件較好，刀齒在切離工作的時(shí)間內(nèi)，可以得到一定 的冷卻；脆性的混凝土在刀具的作用下發(fā)生彈性變形，進(jìn)裂成碎屑后從刀具的前面迅速 滑移流出，且滑移的距離很小，所以產(chǎn)生的熱量?。粸榱俗屻姷镀椒€(wěn)不振動(dòng)地銑削混凝 土，本實(shí)用新型將銑刀的端面設(shè)置為偏放射形刀齒、外圓周面設(shè)置為螺旋形刀齒及圓弧面刀齒，其每個(gè)刀齒是由切入時(shí)的零逐漸增大到切離時(shí)為最大，即逐漸切入和切離混凝 土加工面，這種變化和連續(xù)切削所引起的切削力和加工力矩的變化較小，基本上不產(chǎn)生 沖擊力，保證了銑刀動(dòng)作過程中較好的平穩(wěn)性；因?yàn)殂姷锻瑫r(shí)參加切削的刀齒較多、切 削厚度比較小，且切削厚度變化小，因而銑削力引起的振動(dòng)??；本實(shí)用新型在銑刀的 外圓周面螺旋刀齒上設(shè)置分層交錯(cuò)的分屑槽，有利于切削與排渣，能夠有效地使切削平 穩(wěn)；本實(shí)用新型中銑刀的外圓周面采用的是-5°左螺旋刀齒，以及銑刀按順時(shí)針(右) 旋轉(zhuǎn)方向。在切削時(shí)，銑刀給修復(fù)槽的作用力沿軸線方向的分力有利于切屑向下排出， 而且能使銑刀在銑削過程中安裝緊固。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型適用于去除水泥混凝土構(gòu)件表面的裂紋、局部破損、蜂窩麻面等 缺陷，以及加工成邊界面規(guī)則、平順、粗糙和有圓弧拐角的修復(fù)槽。修復(fù)槽內(nèi)澆筑混凝 土后，有利于構(gòu)件受力和新舊混凝土結(jié)合，提高了外觀質(zhì)量，解決了水泥混凝土構(gòu)件表 面不易修復(fù)的難題。2、本實(shí)用新型銑刀結(jié)構(gòu)合理，銑削速度快、耐磨損、韌性強(qiáng)、易散熱、易出 渣、平穩(wěn)切削不振動(dòng)、噪聲小、操作方便，能將水泥混凝土構(gòu)件表面加工成平面、弧 面、凹槽等的幾何形狀。

圖IA為本實(shí)用新型在加工水泥混凝土構(gòu)件修復(fù)槽的正視示意圖。圖IB為本實(shí)用新型在加工水泥混凝土構(gòu)件修復(fù)槽的側(cè)視示意圖。圖2A為本實(shí)用新型的水泥混凝土錐柄銑刀正剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2B為本實(shí)用新型的水泥混凝土錐柄銑刀側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2C為本實(shí)用新型的水泥混凝土錐柄銑刀仰剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2D為本實(shí)用新型的水泥混凝土錐柄銑刀俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A為本實(shí)用新型在銑削水泥混凝土修復(fù)槽時(shí)受力分析正視示意圖。圖3B為本實(shí)用新型在銑削水泥混凝土修復(fù)槽時(shí)受力分析側(cè)視示意圖。圖3C為本實(shí)用新型在銑削水泥混凝土修復(fù)槽時(shí)受力分析俯視示意圖。圖3D為本實(shí)用新型在銑削水泥混凝土修復(fù)槽時(shí)受力分析示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1水泥混凝土構(gòu)件、2修復(fù)槽、3水泥混凝土銑削機(jī)、4銑削方向刻 度；11錐柄銑刀、12刀軸、13桿肩、14錐柄、15鍵槽、16拉緊螺栓孔、17螺栓、18彈 簧墊圈；21端銑刀、22外圓周面刀齒、23圓弧面刀齒、24端面刀齒、25端面主刀刃、 26端面副刀刃、27分屑槽。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的方法是按如下工序進(jìn)行1、在水泥混凝土構(gòu)件1的表面缺陷位置處，畫出規(guī)則幾何形狀的修復(fù)范圍；2、根據(jù)構(gòu)件1表面缺陷修復(fù)的位置、范圍和深度，選用水泥混凝土銑削機(jī)3或 手提電鉆，在修復(fù)槽的面積大或深度深時(shí)，因修復(fù)工作量大，選用銑削機(jī)。反之可以直 接選用手提鉆，按如下方法施工
5[0035]a、采用水泥混凝土銑削機(jī)3的施工方法，參見圖IA和圖IB i、對于構(gòu)件1的頂面缺陷，將水泥混凝土銑削機(jī)3直接放置于構(gòu)件1的缺陷位 置；先把銑削機(jī)3的底面與構(gòu)件1的頂面調(diào)整至平行，再將其機(jī)殼上的銑削方向刻度4與 修復(fù)范圍邊界線對齊，選擇水泥混凝土錐柄銑刀11，并安裝于銑削機(jī)3上，準(zhǔn)備加工修 復(fù)槽2;ii、對于構(gòu)件1的側(cè)面缺陷或底面缺陷，首先設(shè)置支架，再按步驟i將水泥混凝 土銑削機(jī)3安裝在支架上，準(zhǔn)備加工修復(fù)槽2 ；b、采用手提電鉆的施工方法選擇水泥混凝土直柄銑刀，將其安裝在手提電鉆 的三爪夾頭中，人工手持著手提式電鉆，準(zhǔn)備加工修復(fù)槽2;3、操作水泥混凝土銑削機(jī)3或手提式電鉆，將銑刀按設(shè)定的銑削方式和銑削 用量，在淋水冷卻的情況下，從修復(fù)范圍邊界的一端銑削至另一端，然后調(diào)頭按S形路 線，來回地將整個(gè)修復(fù)范圍銑削一遍后，再重復(fù)進(jìn)行修復(fù)范圍內(nèi)的第二遍銑削，直至達(dá) 到設(shè)計(jì)要求的深度；在最后一遍銑削的同時(shí)，用銑刀的外圓周面刀齒22的刀刃將修復(fù)范 圍邊界側(cè)面銑削平整，完成修復(fù)槽2的加工；4、清理修復(fù)槽2中的殘?jiān)退?，澆筑與構(gòu)件1相同顏色、相同強(qiáng)度標(biāo)號(hào)的膨 脹水泥混凝土，經(jīng)保濕保溫養(yǎng)護(hù)，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度即完成缺陷部位的修復(fù)。具體實(shí)施中，步驟3中的銑削是將銑刀按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，在銑削修復(fù)槽2邊緣 處混凝土?xí)r，采用銑刀旋轉(zhuǎn)方向與銑刀進(jìn)給方向相反的逆銑方式；在銑削修復(fù)槽2中間 部分混凝土?xí)r，順銑與逆銑兩種方式均可采用；銑削量為每遍的銑削深度為氺10mm， 旋轉(zhuǎn)速度為5 80r/min，進(jìn)給量為0.5 5.0mm/r。參見圖2A、圖2B、圖2C和圖2D，本實(shí)施例中的水泥混凝土銑刀采用套式立銑 刀，包括錐柄銑刀11和直柄銑刀，在銑刀的刀桿上有依次連接并與銑刀中軸線同軸設(shè)置 的刀軸12、桿肩13和刀柄，刀軸12上緊密套裝有端銑刀21 ；在端銑刀21的外圓周面上 等距分布著各道呈左螺旋狀的外圓周面刀齒22，在端銑刀21的端面上分布著呈偏放射狀 的端面刀齒24;在外圓周面刀齒22與端面刀齒24之間，由圓弧面刀齒23相連接；外圓 周面刀齒22、圓弧面刀齒23和端面刀齒24為折線齒槽。錐柄銑刀11上的刀柄為錐柄14，錐柄14的錐度為7 24;錐柄14的端面中心 有拉緊螺栓孔16;錐柄銑刀11的刀軸12的外圓周面上，沿軸線方向設(shè)置有鍵槽15，刀 軸12的端面中心有螺栓孔；直柄銑刀的刀軸的外圓周面上沿軸線方向設(shè)置有鍵槽，刀軸的端面中心有螺栓 孔。具體實(shí)施中，設(shè)置錐柄銑刀11的端銑刀21的直徑為50 300mm ；直柄銑刀的 端銑刀21的直徑為20 80mm ；端銑刀21的外圓周面刀齒22的齒距為2 20mm、外 圓周面刀齒22的前角為0 5°、后角為5 10°，螺旋角為-5°，刀刃長度為20 200mm,刀刃上有間隔設(shè)置、寬度為5 50mm的分屑槽27，相鄰一道的外圓周面刀齒 上的分屑槽27軸向位置交錯(cuò)；圓弧面刀齒23的圓弧半徑為0 20mm;端面刀齒24為 與圓弧面刀齒23至端面圓心的連線偏5°布置，端面刀齒24上與外圓周面刀齒相接的端 面主刀刃25的長度為5 100mm，且與端面平行，端面刀齒24上與端面主刀刃25相接 的端面副刀刃26的長度為端面主刀刃25的10%，且副偏角角度為45° ；端面刀齒24和圓弧面刀齒23的前角、后角與外圓周面刀齒22相等。修復(fù)用混凝土是采用膨脹水泥混凝土，具體為硫鋁酸鹽類膨脹水泥的混凝土 ； 水泥混凝土銑刀的刀桿為工具鋼，端銑刀21為硬質(zhì)合金鋼。修復(fù)槽2是用于在去除構(gòu)件1的缺陷后回填膨脹混凝土進(jìn)行還原。水泥混凝土銑 削機(jī)3用于帶動(dòng)銑刀，銑削去除構(gòu)件1表面缺陷或加工修復(fù)槽2。銑削方向刻度4用于使 銑刀縱向銑削方向及銑削邊線與修復(fù)槽2邊界線對齊。銑刀用于銑削加工水泥混凝土。 刀桿用于將水泥混凝土銑削機(jī)3動(dòng)力傳遞至端銑刀21。刀軸12用于固定端銑刀21。桿 肩13用于協(xié)助刀軸12固定端銑刀21。錐柄14用于插入水泥混凝土銑削機(jī)3的夾頭， 固定銑刀。鍵槽15用于是將端銑刀21與刀軸12緊密固定，不能相互轉(zhuǎn)動(dòng)。拉緊螺栓 孔16用于是將水泥混凝土錐柄銑刀11固定于水泥混凝土銑削機(jī)3的夾頭內(nèi)。固定螺栓 17用于是防止端銑刀21飛出傷人。彈簧墊圈18用于是緊固固定螺栓17。端銑刀21用 于切削水泥混凝土。外圓周面刀齒22用于銑削修復(fù)槽2，并修整修復(fù)槽2內(nèi)周邊使其平 順。圓弧面刀齒23用于銑削修復(fù)槽2，并將修復(fù)槽2內(nèi)周邊與底部平面之間的結(jié)合部位 銑削成圓弧面。端面刀齒24用于銑削出修復(fù)槽2的底部平面。端面刀齒24上的端面主 刀刃25用于切削混凝土，端面副刀刃26用于輔助切削混凝土，并保護(hù)端面主刀刃25，分 屑槽27用于是使端銑刀21的外圓周面刀齒22平穩(wěn)地銑削混凝土及出渣，提高銑削混凝 土的效率。
權(quán)利要求1.一種修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的銑刀，其特征在于設(shè)置銑刀為套式立銑 刀，所述銑刀的刀桿上有依次連接并與銑刀中軸線同軸設(shè)置的刀軸(12)、桿肩(13)和刀 柄，刀軸(12)上固定套裝有端銑刀(21)；在所述端銑刀(21)的外圓周面上等距分布著 各道呈左螺旋狀的外圓周面刀齒(22)，在所述端銑刀(21)的端面上分布著呈偏放射狀的 端面刀齒(24)；在所述外圓周面刀齒(22)與端面刀齒(24)之間，由圓弧面刀齒(23)相 連接；所述外圓周面刀齒(22)、圓弧面刀齒(23)和端面刀齒(24)為折線齒槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥混凝土銑刀，其特征是設(shè)置所述銑刀為錐柄銑刀(11)或直柄銑刀；所述錐柄銑刀(11)的刀柄是錐度為7 24的錐柄(14)；在所述錐柄(14)的端面中 心有拉緊螺栓孔(16)；所述錐柄銑刀(11)的刀軸(12)的外圓周面上，沿軸線方向設(shè)置 有鍵槽(15)，所述刀軸(12)的端面中心有螺栓孔；所述直柄銑刀的刀軸的外圓周面上沿軸線方向設(shè)置有鍵槽，刀軸的端面中心有螺栓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥混凝土銑刀，其特征是所述錐柄銑刀(11)的端銑刀(21)的直徑為50 300mm ；所述直柄銑刀的端銑刀(21)的直徑為20 80mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥混凝土銑刀，其特征是所述端銑刀(21)的外圓周面刀齒(22)，其齒距為2 20mm、外圓周面刀齒(22)的 前角為0 5°、后角為5 10°、螺旋角為-5°，刀刃長度為20 200mm，刀刃上有 間隔設(shè)置、寬度為5 50_的分屑槽(27)，相鄰一道的外圓周面刀齒上的分屑槽(27) 軸向位置交錯(cuò)；所述端銑刀(21)的圓弧面刀齒(23)的圓弧半徑為2 20_;所述端面刀齒(24) 為與圓弧面刀齒(23)至端面圓心的連線偏5°布置，端面刀齒(24)上與所述圓弧面刀齒 (23)相連的一段端面主刀刃(25)的長度為5 100mm，且與端面平行，端面刀齒(24) 上與端面主刀刃(25)相接的端面副刀刃(26)的長度為端面主刀刃(25)的10%，且副偏 角角度為45° ；端面刀齒(24)和圓弧面刀齒(23)的前角、后角分別與所述外圓周面刀 齒(22)相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥混凝土銑刀，其特征是所述水泥混凝土銑刀的刀桿是以 工具鋼為材質(zhì)，端銑刀(21)是以硬質(zhì)合金鋼為材質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種修復(fù)水泥混凝土構(gòu)件表面缺陷的銑刀，用于修復(fù)水泥混凝土墻、墩、梁、板等建筑構(gòu)件表面缺陷。對于建筑構(gòu)件表面出現(xiàn)的裂紋、局部破損、蜂窩麻面等缺陷，以本實(shí)用新型專用銑刀首先去除缺陷形成修復(fù)槽，再重新澆筑混凝土予以修復(fù)。本實(shí)用新型銑刀能將構(gòu)件表面加工成平面、弧面、凹槽等幾何形狀，尤其是把修復(fù)槽的邊界面加工成規(guī)則、平順、粗糙和圓弧拐角，不但有利于構(gòu)件受力和新舊混凝土結(jié)合，而且提高了外觀質(zhì)量，解決了水泥混凝土構(gòu)件表面不易修復(fù)的難題。
文檔編號(hào)B42F9/00GK201800352SQ20102022775
公開日2011年4月20日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者葉獻(xiàn)國, 汪哲蓀 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)