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南通荣信重型机床有限公司

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数控轧辊磨床砂轮选型和使用

2021-08-09 11:41:46

砂轮对于轧辊磨床来说是磨削过程中尤为重要的工具,是与轧辊辊身直接接触的部件,砂轮质量的好坏、砂轮的选型和正确的使用、砂轮磨削前的修整情况及操作者对砂轮特性的熟悉程度,直接决定了轧辊的表面质量及能否满足工艺要求。因此选择砂轮主要是根据轧辊的材质、硬度及表面粗糙度的要求,对砂轮的磨料、粒度、硬度、结合剂及组织进行选择。同时根据铝加工产品要求和数控轧辊磨床特性及磨削工艺进行综合分析使用。

      选择砂轮有 3 个原则。1)粗磨时切削性能好,金属切除率高。2)精磨时砂轮的等高性、微刃性好,磨削发热小。3)使用经济合理。作为一个的数控轧辊技术人员一定要详细了解砂轮的制造和选型,使用过程,掌握砂轮的特性和国内外砂轮的区别对提升操作轧辊磨床的技能尤为重要。

 

1 砂轮的整形

      除了砂轮使用前的静平衡外,在磨削的过程中,砂轮经常会出现切削费力、磨料不能及时脱落、钝化等现象,使磨削的轧辊表面出现烧伤、振纹,严重时会引起机床共振现象,这就需要操作者对砂轮进行重新修整,以保持砂轮的锋利和正确的外形,切除多余的钝化层,保持均匀的等高刃性。必要时,要对砂轮的端面进行修整,如图 1 所示。

 

必须选择合理的修整工艺,一般选择单粒金刚笔,数控磨床上都有专门的修整设备,采用砂轮转速 18 m/s,拖板速 200 mm/min吃刀量每次 0.02 mm。来回运行 6 次,即可恢复其切削性能,如果拖板速度超过 500mm/min,则修整的砂轮痕迹太重,会反印到轧辊表面。会增加磨削次数,影响磨辊效率。如果拖板速度低于 100 mm/min,拖板会产生爬行,使修整表面太细,影响正常磨削,所以要根据砂轮的软硬程度,合理经济地选择修整工艺。修整完成后,要加大磨削液的冲洗,去除多余的砂轮颗粒 

 

2 合理选择砂轮的硬度是关键

选择砂轮硬度时,作为操作工,都会希望砂轮时刻保持锋利、不易钝化、磨削中减少修整次数以及减少加工时间。在精磨时,要求脱落程度小,减少进给补偿量,轧辊硬度和砂轮硬度匹配合理,磨削效率高能一直稳定使用。

选择砂轮硬度时,最重要的是匹配轧辊的硬度、匹配磨床的设备特性、匹配所用的磨削工艺、匹配使用的磨削液以及匹配铝板表面要求。要想保持良好的切削,就是软配硬, 硬配软。磨床的主轴精度对砂轮会影响,太硬的砂轮,可以把砂轮速度降低至 12m/s~5m/s 后,进行最后的精磨,磨削液的浓度配比要小于 3%,浓度高,黏性大容易堵塞砂轮,会引起砂轮偏硬,产生振动。匹配轧辊加工的粗糙度,太软的砂轮会使轧辊表面均匀性不一致。

对于砂轮的选型,一般还要考虑以下 6 种情况。

轧辊磨床

2.1 砂轮与接触面

砂轮与工件接触面积大时,砂轮的硬度应选得低一些, 以免轧辊发热过高而影响磨削质量。

2.2 磨铸轧辊要求时

应该选用硬级的砂轮 ;重负荷磨车削过的铸轧辊时,也应选硬级的砂轮,以免砂轮磨损太快。一般选 J 级。

2.3 重型磨床选择

刚性较好的磨床,由于它们在磨削时的振动较小,磨粒不容易被破坏,因此可用硬度较低的砂轮。一般选 H 级、级。

2.4 表面粗糙度要求低

加工表面要求粗糙度值越小,工件尺寸要求越时, 应选择硬度较低的砂轮,以避免磨削发热过多,工件表层组织变坏。一般选 F 级。

2.5 工件表面出现的划痕

工件表面出现的划痕常与砂轮硬度选择不当有关。当砂轮硬度太低时,磨粒容易脱落,由于挤压或摩擦的作用,脱落的磨粒会划伤工件表面,因而此时要适当提高砂轮的硬度。一般选 H 级。

2.6 磨削要求切削高时

可以采用如下工艺 :砂轮转速为 30 m/s,拖板速度为 2500 mm/min,吃刀量每次 0.15 mm。轧辊转速 25 r/min,快速高效地进行粗加工。

3 砂轮对工件表面质量影响

从磨削性能来看,白刚玉、单晶类砂轮较好。从磨削表面粗糙度来看,砂轮的磨粒越细,则磨削工件表面上的残留面积越小,表面粗糙度越低。从减少拉毛、划伤来看,砂轮不能太软,太软的砂轮磨粒易脱落会产生小划伤。但也不能过分硬、太硬的砂轮磨钝后,磨粒不易脱落会引起工件表面烧伤,因此一般采用 H 级砂轮。从结合剂来看,树脂结合剂的弹性好,适用于低粗糙度表面磨削。而陶瓷结合剂脆性大、弹性差,受不了侧面扭曲压力,但它的组织多孔性好,能耐水、耐油及普通酸碱的侵蚀,适用于一般磨削。

笔者认为想要加工出一个高质量的轧辊,轧辊的表面不能有螺旋纹(走刀纹、振纹、网状线、小划伤(落砂印水波纹、斜纹以及色差,而且辊面表面的粗糙度基本均匀一致,且轧辊表面不能非常亮,要求越白越雾越好,要想达到这一要求,机床的各方面精度要达到设备要求,砂轮的选用要和轧辊的硬度等方面匹配,无论切削或抛光,性能都要优良。

优良的磨削工艺,是操作者技能的体现。这几方面是相辅相成,无论哪一方面有问题,则轧辊加工的表面质量就可能达不到理想状态。但这也不是,例如,机床有问题不稳定,也可以通过磨削工艺进行弥补。例如磨削工艺有问题, 也可以通过砂轮选用进行弥补。例如,机床非常好,其他因素差一些,也能加工出合格的轧辊,所以良好的机床和的磨工是主要因素,其中砂轮是关键因素,所以砂轮的优劣将直接决定轧辊的表面质量。

0.10 μm~0.15 μm  220 粒度

0.08 μm~0.07 μm  280 粒度

0.07 μm~0.05 μ 320 粒度镜面抛光选 500~1 000 粒度

根据加工的铝箔辊面要求,砂轮选型如下

轧辊材质9cr2m硬度肖氏(HS105,轧辊260 mm×1600 mm粗糙度要求 0.15 μm,选用 SA180J9B单晶刚玉 180 粒度,

硬度软 1 组织号 9 号,树脂结合剂

粗糙度要求 0.08 μm,选用 SA280H9B单晶刚玉 280 

度,硬度软 2 组织号 9 号,树脂结合剂

粗糙度要求 0.05 μm,选用 WA320J7B白刚玉 320 粒度

硬度软 1 组织号 7 号,树脂结合剂

如果轧辊硬度更高一些,则砂轮硬度可以选择到 F 级。

4.4 冷轧选用砂轮

铝板材轧制的厚度一般为0.18 mm~0.4 mm,包括装饰板、空调箔、轧花板、蒸发器、电容器、PS 板、铝箔坯料以及易拉罐料等,选择白刚玉、单晶刚玉居多,硬度有 J 级、H 级、GH 级、G 级,气孔多以微气孔居多,也有用大气孔的,一般粒度超过 120 号时,用微气孔居多,多用陶瓷结合剂,砂轮首先要有切削力,砂轮自锐性要好。根据经验,磨削冷轧工作辊砂轮选用 WA120G7V 就可以满足磨削冷轧工作辊的轧制要求。

随着铝加工技术的不断成熟,客户对铝板箔的表面要求也越来越高,对轧辊的磨削要求也越来越严格,除了有均匀的表面粗超度,还需要用强光手电观察轧辊表面无影响铝板面的感官缺陷,对机床和操作技能也需要与时俱进,高质量的磨削,对砂轮制造,选型和使用也有了相应的要求,很多砂轮选型上就需要白刚玉和单晶刚玉进行混料选择,例如某国进口砂轮型号 40A120-1H7V6200,不仅具有良好的自锐性,而且加工面广,没有磨削划痕,正常使用不需要修整。经济可靠,在轧辊磨床可推广使用。

5 结语

无论是技术人员或者操作者,能选择适合的砂轮进行磨削,对磨削工艺的提高、磨削效率的提升、磨辊工作压力和机床精度的保持都是至关重要的,这就需要使用者在磨削工作中通过不断总结,不断学习,掌握砂轮的选型,根据磨削要求合理经济的使用,才能限度地发挥砂轮的特性,磨削出高质量的轧辊。

 



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