輥磨削工藝與常見磨削缺陷控制方法

1、軋輥磨削工藝與常見磨削缺陷控制摘 要：本文通過對磨床磨削的基本原理及加工特點，軋輥磨床的基本結(jié)構(gòu)與運動方式，磨床的冷卻與潤滑及軋輥磨削工藝等方面的闡述，分析了軋輥磨削中常見缺陷的原因并提出預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：軋輥 磨削工藝 缺陷控制 1 .磨床磨削的基本原理及加工特點1.1磨削的基本原理 磨削是金屬切削加工方法之一，它是以砂輪切入工件，從而得到一定的兒何形狀、尺寸精度和表面光潔度較高的零件。磨削的基本原理：以極高速度旋轉(zhuǎn)的砂輪作為刀具，切入以一定速度旋轉(zhuǎn)或移動的工件中，砂輪的磨粒在工件表面強烈而高速的旋轉(zhuǎn)(每一磨粒完成一次切削時間只有萬分之幾秒，強行擦過工件，擠壓表面，磨削力使工件材料發(fā)生彈性變

2、形和塑性變形，材料組織發(fā)生內(nèi)部相對移動，此間產(chǎn)生極高的切削溫度，鋒利的磨粒迫使材料脫離工件，形成切屑。1.2磨削加工的特點磨削加工得到極廣泛的應(yīng)用，它有以下的特點：1）磨削加工可以獲得很高的精度和表面光潔度。一般磨床可以達到12級精度，表面光潔度可達到710，高精度的磨削光潔度可達到12，精度可達到0.002毫米。2）可以加工材料范圍寬?？杉庸ぼ洸牧?，如鑄鐵、有色金屬等，還可以加工淬火鋼，如CrMn鋼、T12鋼、20鋼經(jīng)滲炭淬火等，而且可以加工硬質(zhì)合金。3）磨削加工用于精加工過程中。磨削加工的切削深度較小，在一次行程中所能切去金屬層較薄，因此只能用精加工過程中。2. 軋輥磨床的基本結(jié)構(gòu)與磨床磨

3、削運動2.1 軋輥磨床的基本結(jié)構(gòu)用于對軋輥進行成形磨削的磨床即是軋輥磨床。軋輥磨床是外圓磨床的一個分支，是一種專用磨床。軋輥磨床一般為軋輥移動式，其基本結(jié)構(gòu)由床身、頭架、尾座、砂輪架、主軸、冷卻液系統(tǒng)和電控設(shè)備等組成。1）床身 床身是保證磨削精度的基礎(chǔ)。軋輥磨床，其床身用來支承軋輥，砂輪架是固定的。2）頭架 用來驅(qū)動軋輥，為保證驅(qū)動的平穩(wěn)性和減震，一般采用多級皮帶傳動。3）尾座 尾座由上下兩部分組成，下部延床身移動，上部可橫向移動，以使兩頂尖聯(lián)機與砂輪軸線平行。頂尖可伸縮。金剛石砂輪修正裝置一般設(shè)在尾座。4）砂輪架 砂輪架是軋輥磨床的核心，由架體、主軸、砂輪動平衡裝置、橫向進給機構(gòu)、微進給機構(gòu)

4、等組成。5）主軸 主軸是軋輥磨床核心的核心，其關(guān)鍵在于主軸支承。動靜壓聯(lián)合主軸承，在動壓沒有形成之前靠靜壓支承主軸。6）冷卻液系統(tǒng) 軋輥磨床對冷卻液的要求很高，磨削時冷卻液中含有磨屑和砂粒是造成輥面“零星劃痕”的主要原因；另外，冷卻液中混入雜油過多，會影響砂輪的切削能力和效果，使磨削表面發(fā)亮，易出現(xiàn)振紋，因此，如何解決冷卻液中的雜油也是應(yīng)該認(rèn)真對待的問題。2.2 軋輥磨床磨削時的各種運動軋輥外圓磨削時的運動有：1 砂輪快速旋轉(zhuǎn)，即主切削運動；2 工件以其本身的軸心定位進行旋轉(zhuǎn)，即圓周進給運動；3 工件沿著本身軸線作往復(fù)運動，即縱向進給運動；4）砂輪向著工件作橫向移動，即橫向進給運動。橫向進給在

5、磨削過程中一般是不進行的，而是在工件行程終了時進行。3. 磨削冷卻潤滑劑的作用與冷卻液的選擇3.1 磨削冷卻潤滑劑的作用磨粒和粘結(jié)劑與工件之間產(chǎn)生強列磨擦使材料受到擠壓和拉伸應(yīng)力的作用。金屬分子在作用力的推動下，磨屑與金屬分離，消耗一定的功，變成熱能。磨削熱對工件的質(zhì)量影響極大。磨削時產(chǎn)生磨削熱常達10001500，在這種高溫下，材料變軟、局部溶化、零件燒傷、砂輪損壞。為減少磨削熱常常采用冷卻潤滑劑。冷卻液的作用有如下幾點：1）冷卻作用 冷卻液的熱傳導(dǎo)作用，能有效地改善散熱條件，帶走絕大部分磨削熱，降低磨削溫度。2）潤滑作用 冷卻液能滲入到磨粒與工件的接觸表面之間，粘附在金屬表面上，形成潤滑膜

6、，減少磨粒和工件間的摩擦，從而提高砂輪的耐用度，減小工件表面粗糙度。3）沖洗作用 冷卻液可以將磨屑和脫落的磨粒沖洗掉，防止工件表面劃傷。4）防銹作用 要求冷卻液有防銹作用，以免工件和磨床發(fā)生銹蝕。3.2 冷卻液的選擇冷卻液的一般有有油形、水形和乳化液形幾種，其特點如下：1）油形冷卻液潤滑好而散熱性差，易堵塞砂輪，一般不適用于軋輥磨床。2）乳化液形冷卻液，冷卻和散熱性較好，但清洗性能差，易變質(zhì)，使用壽命短。3）水形冷卻液散熱性能和清洗性能好，不易變質(zhì)，透明，磨削中便于觀察，軋輥磨削大都使用這類磨削液。在實際生產(chǎn)中，軋輥磨床選用乳化液形冷卻液。4 .軋輥磨削工藝4.1 軋輥磨削前的準(zhǔn)備 軋輥磨削前

7、的準(zhǔn)備工作有：1） 有足夠的照明和通風(fēng)，尤其是檢查軋輥表面質(zhì)量的光線應(yīng)充足。2） 砂輪安裝牢靠，無損傷，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，防護罩確認(rèn)鎖緊。3） 檢查工作臺導(dǎo)軌的潤滑是否充足，避免研傷降低精度。4） 檢查冷卻液和液壓系統(tǒng)有否混油現(xiàn)象以防機油變質(zhì)。5） 各電機運轉(zhuǎn)正常，無振動和異常聲響，溫度適當(dāng)。6） 開動砂輪后必須空轉(zhuǎn)23分鐘，確認(rèn)砂輪無毛病后方可工作。7） 檢查各操縱手棲按粗等操縱元件是否在空檔位置上。4.2 軋輥的磨削軋輥磨削的目的是去掉軋輥表面的疲勞層、去掉砂眼、啃傷、粘鋁等缺陷、為軋輥輥配等。軋輥磨削的加工，磨削時，砂輪和軋輥速度的匹配要合適，進給量不可過大，以免軋輥發(fā)生磨燒傷，甚至損傷砂輪主軸

8、及軸承；砂輪鈍了要及時修整，否則，即使磨削電流(壓力很大，磨削效率也很差。軋輥磨削的關(guān)鍵于在控制表面粗糙度。粗糙度要均勻，而且表面不能有振紋、螺旋紋、劃痕等缺陷。為此，必須有效地控制吃刀深度和走刀量，合理的選擇砂輪和軋輥的速度。軋輥磨削參數(shù)主要有砂輪速度、軋輥速度、軸向進給速度(量和徑向進給速度(量。軋輥磨削參數(shù)的選擇：1） 砂輪速度2835m/sec 。2） 軋輥速度30235rpm 。3） 軸向進給速度(量 3006000mm/min。4） 徑向進給速度量0.0010.002 mm /行程(道次。4.3 軋輥磨削中注意事項1）必須根據(jù)磨削工件材料，工藝要求選用砂輪，不然將使砂輪軸受力過大，

9、加快軸承磨損。2）工作臺速度不宜過高，一般控制在5m/min。3）注意油壓系統(tǒng)溫升，一般不超過4050，如發(fā)現(xiàn)過高，應(yīng)即刻停車儉查修理。4）開動砂輪時，應(yīng)把液壓傳動開關(guān)手柄放在停止位置上，調(diào)節(jié)速度手柄則應(yīng)放在最低速度位置，砂輪快速移動手倆應(yīng)放在后退位置。5）砂輪應(yīng)慢慢切入工件，以兔砂輪因突然受熱而破裂，在早晨或冬天尤應(yīng)注意。6）經(jīng)常注意床面行程變向手柄的位置，手柄左右擺角應(yīng)相等。7）使用工作臺變速手柄時，必須位置準(zhǔn)確，以防損壞傳動另件。8）經(jīng)常注意油壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定情況，并使之處在可以維持各機構(gòu)正常工作的最低壓力下，一般在68公斤/匣米2。4.4 軋輥磨削后的工作軋輥磨削后的工作有：1 當(dāng)班工

10、作結(jié)束后，要正確停機。2 先停止冷卻液，使砂輪空轉(zhuǎn)510分鐘，以甩干其中的冷卻液。3 停止機床所有的運動后再按總開關(guān)，但要保持微機電原供電。4 最后是清潔磨床各部及周圍地面，收拾好工量具，清理雜物。5 .常見軋輥磨削缺陷產(chǎn)生的原因及對策措施常見軋輥磨削缺陷振紋、輥面劃傷、螺旋紋、圓度差等，其產(chǎn)生的原因及對策措施見表1。表1 常見軋輥磨削缺陷產(chǎn)生的原因及對策措施項目產(chǎn)生原因?qū)Σ叽胧┱窦y砂輪鈍化；不平衡外界振動砂輪主軸間隙過大磨削液濃度大；混雜油多磨削參數(shù)不當(dāng) 輥頸潤滑不良卡具頭架撥盤接觸不好及時修整砂輪；進行動、靜平衡消除或隔離振源，重點檢查砂輪及頭架電機根據(jù)設(shè)備要求調(diào)整好主軸間隙調(diào)整濃度；及時

11、除油或更換磨削液砂輪和頭架轉(zhuǎn)速不可過快，進給量不宜過大油的粘度要合適，量要夠調(diào)整其接觸，使用“柔性撥盤”輥面劃傷砂輪質(zhì)量不好，夾有雜質(zhì)，組織不均砂輪選得太軟，自銳過快冷卻液臟、磨削時液量不足冷卻液泵進水口距池底太近更換好的砂輪重新選硬度合適的砂輪及時更換，磨削時流量開大點調(diào)整冷卻液泵進水口距池底至500mm以上螺旋紋砂輪選擇過硬過細(xì)，修得過細(xì)砂輪修整后未倒兩邊角輥未校正(軸心線與砂輪軸線不平行，砂輪單面接觸輥輥一側(cè)被支承(軸承位部位發(fā)熱，或兩側(cè)發(fā)熱不均砂輪床身縱向?qū)к壴谒狡矫鎯?nèi)直線度誤差超差磨削參數(shù)不當(dāng) 選擇合適的砂輪，正確修整砂輪修整后兩邊角倒成半徑約5mm的圓角精心校正輥選好潤滑油的粘度，量要足，使之不發(fā)熱調(diào)整床身精度適當(dāng)減少縱向進給量積和徑向進給量，每道次經(jīng)向、縱向進給量遞減的幅度不宜過大圓度差磨削時支承軸頸不圓輥未校正，輥軸心線與頭尾兩頂尖聯(lián)機不重合，偏差大砂輪主軸軸承間隙過大卡具與頭架撥盤之撥銷接觸不好在允許范圍內(nèi)進行修磨認(rèn)真校正(包括上母線和側(cè)母線、頂尖與頂尖孔的接觸情況調(diào)整好間隙調(diào)整，使兩撥銷與卡具接觸受力相