精密軋輥磨削中存在的問題及處理辦法

梁文勇

（天水星火機床有限責任公司技術中心，甘肅天水 741024）

目前，鋁箔軋輥的精度是各類軋輥要求最高的。磨削鋁箔軋輥是對精密軋輥磨床性能、磨工技能、磨削工藝、機床環(huán)境的綜合性能的驗證。針對公司生產(chǎn)的MK8480精密數(shù)控軋輥磨床，在磨削鋁箔軋輥的過程中具體出現(xiàn)的問題，查找產(chǎn)生問題的原因、提出解決辦法。在反復多次調試、磨削、再調試的過程中，對軋輥磨床、磨工技能、磨削工藝有了更進一步的理解，并對多年軋輥磨床調試過程中所處理的問題進行了研究總結。

1 機床結構細節(jié)的調整

（1）機床安裝必須壓緊，與地基連成一體。相當于增加機床的質量和剛性，降低機床自振，可避免磨削抗力使砂輪讓刀的問題。

（2）在拖板床身調整水平時，要求中間高，拖板床身兩邊低，不能凹心。因為拖板床身導軌直線度、平行度、貼合度、液壓系統(tǒng)中的空氣等，會導致拖板運行出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。

（3）對大拖板的靜壓浮起量的調整:浮起量高，運動產(chǎn)生擺動;浮起量低，運動產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。故浮起量為:0.01～0.005 mm。

（4）砂輪主軸軸心線必須保證與拖板床身導軌平行。砂輪主軸有抬、低頭現(xiàn)象，砂輪修整后砂輪母線會出現(xiàn)凹形雙曲線。若砂輪主軸軸心線與拖板床身導軌在水平面內(nèi)不平行，在磨削時，砂輪因兩邊受力和線速度的不同，會導致砂輪兩邊脫粒不同，易出現(xiàn)螺旋紋。

（5）砂輪主軸軸心線要低于工件軸心線。

（6）砂輪主軸的精度會直接影響磨削表面質量。因為砂輪主軸軸承配合間隙過大，導致工件表面產(chǎn)生直波紋;砂輪主軸軸向竄動超差，導致工件表面產(chǎn)生螺旋紋;砂輪主軸軸承配合間隙過小或圓柱度不好，會影響U軸的靈活性。

（7）U軸的精度則直接影響磨削電流的穩(wěn)定性。雙向磨削時，中高曲線不重合，有半邊吃刀，半邊不吃刀的U軸漂移現(xiàn)象，所以需注意U軸配重以及偏心套的間隙和回轉精度。

（8）砂輪卡盤與主軸錐度接觸要好，而且必須保證大頭接觸，否則影響砂輪磨削受力時的平穩(wěn)性。

2 精磨前的準備工作

（1）精磨時保證環(huán)境無振動，最好在其他機床停機時磨削。

（2）砂輪不平衡量在轉動時產(chǎn)生振動，因此注意保持砂輪平衡;新裝砂輪經(jīng)靜平衡后，上機修整砂輪;完后卸下再進行一次靜平衡;砂輪在使用過程中出現(xiàn)不平衡，需要做靜平衡;砂輪停車前關掉切削液，讓砂輪空轉幾分種后再停車。

（3）砂輪修整完后必須手工倒圓。

（4）砂輪修得過細或金剛石頂角已磨鈍，修出砂輪不鋒利。修得過細的砂輪容易磨鈍，而新修砂輪剛磨時會出現(xiàn)螺旋紋。

（5）精磨軋輥時，機床應開車空運轉30 min，待機床熱平衡穩(wěn)定和液壓油排凈空氣后，再實行磨削加工，此舉便于穩(wěn)定磨削精度。

3 精磨時的調整

（1）精磨時，一定要觀察電流的穩(wěn)定性。電流波動大時，工件表面的缺陷就無法消除。波動產(chǎn)生的原因很多，但必須解決后再磨，比如檢查U軸、X軸的漂移量。

（2）在中高磨削時，軋輥兩邊容易出現(xiàn)螺旋紋。這是因為砂輪兩邊處吃刀，砂輪磨損脫粒后，此現(xiàn)象可減輕。

（3）砂輪電動機振動，工件表面則易出現(xiàn)振紋。磨頭傳動帶長短不均勻產(chǎn)生的振動，使工件表面易出現(xiàn)振紋。在現(xiàn)場磨削時，只裝了4根長度基本一致的傳動帶，振動明顯好轉。

（4）砂輪的選擇:精磨時砂輪磨削時間要短，損耗要小，且要求砂輪磨削發(fā)熱小，微刃性好，不應有自勵現(xiàn)象。對合金鋼軋輥來說，最好選用鉻剛玉（PA）砂輪，但因條件限制，只能用現(xiàn)有的砂輪。

（5）在這次精磨中我們采用了兩種砂輪進行試驗。

第一種，用100粒的砂輪。粗磨將輥型磨好后，修整砂輪，進行精磨。橫進給量取0.005 mm/往復行程，必須使電流平穩(wěn)，控制在8～10 A。在無進給光磨時，必須使電流控制在6～7 A，且電流逐漸減小。此方法無進給光磨時間較長，測得工件粗糙度Ra0.065～0.085 μm。磨削工藝參數(shù)如表1。

表1 100粒砂輪磨削參數(shù)

第二種，用180粒的砂輪。粗磨將輥型磨好后，修整砂輪，進行精磨。橫進給量取0.005 mm/往復行程，必須使電流平穩(wěn)，控制在10～12 A。在光磨時，橫進給量取0.003 mm/往復行程，必須使電流控制在7～8 A，且電流逐漸減小。測得工件粗糙度Ra0.09～0.145 μm。磨削工藝參數(shù)如表2。

表2 180粒砂輪磨削參數(shù)

修整砂輪時，砂輪線速度20 m/s，拖板縱向進給速度200 m/min，橫進給量取0.01 mm/往復行程。

在這次精磨中改變了我們過去低速精磨的老磨削工藝觀念。通過多次試驗，不斷改變磨削工藝參數(shù)，獲得上述最佳的組合參數(shù);最重要的是對改變磨削工藝參數(shù)的變化趨勢取得了一定的認識。砂輪線速度越高，振動越大;速度低，砂粒易脫落。工件轉速越低，橫振紋越密;工件轉速越高，砂粒易脫落，出現(xiàn)自勵現(xiàn)象。拖板縱向進給速度越低，砂輪磨損越快;拖板縱向進給速度高，容易出現(xiàn)工件表面缺陷。

（6）對出現(xiàn)的綜合問題，很難判斷，應采取排除法，以縮小范圍。比如:每次自動（非人為）進刀，磨削電流不穩(wěn)。我們在可疑的部位壓表觀察，也沒有得出結果。若通過磨直輥沒問題，就可以判斷是U軸的問題。

（7）因每臺機床的固有頻率不同，磨削工藝參數(shù)也不同。在無進給光磨時，可以采取一邊磨削，一邊使輥子在慢速范圍內(nèi)不斷變換轉速，以減小或打亂機床各種頻率的振動對磨削圓度和磨削波紋的影響，提高軋輥磨削質量。

（8）在磨削試驗中，發(fā)現(xiàn)供電系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，也會直接影響精磨質量。

4 結語

本次鋁箔軋輥磨削試驗的結果，驗證了機床的結構性能，對精密機床的設計改進積累了寶貴的經(jīng)驗。軋輥磨削精度和表面質量除了依靠精良的軋輥磨床工作精度之外，主要還取決于對特定的加工軋輥選用與之相匹配的砂輪、冷卻液和磨削工藝參數(shù)。