薄壁鋼導(dǎo)向輥加工要點(diǎn)

宋新海+王忠倉(cāng)

在軟包裝生產(chǎn)中，導(dǎo)向輥的作用極其重要，如果在其加工和安裝過(guò)程中出現(xiàn)任何精度誤差，在生產(chǎn)走料時(shí)，就極易產(chǎn)生料膜打皺、偏移、劃破等現(xiàn)象，最終影響產(chǎn)品的印刷、復(fù)合和涂布質(zhì)量。尤其是安裝于涂布機(jī)烘干箱中的導(dǎo)向輥，通常其采用的材質(zhì)為薄壁鋼，加工過(guò)程中精度要求更高，所以存在較多難點(diǎn)。我公司在薄壁鋼導(dǎo)向輥的加工中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，下面，筆者就將薄壁鋼導(dǎo)向輥加工要點(diǎn)總結(jié)成文，希望能夠幫助行業(yè)人士更多地了解薄壁鋼導(dǎo)向輥，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行正確維護(hù)。

工藝路線

為保證薄壁鋼導(dǎo)向輥的加工精度，在指定工藝路線之前，首先應(yīng)明確幾個(gè)加工注意事項(xiàng)。

（1）薄壁鋼導(dǎo)向輥的同軸度公差、圓柱度公差和圓度公差應(yīng)在±0.025mm以內(nèi)。

（2）薄壁鋼導(dǎo)向輥輥身的表面粗糙度一般應(yīng)為±0.2mm。

（3）在實(shí)際生產(chǎn)中，薄壁鋼導(dǎo)向輥的動(dòng)平衡較難達(dá)到，所以在加工過(guò)程中必須保證其不平衡量小于10g。

（4）避免薄壁鋼導(dǎo)向輥的輥身表面出現(xiàn)缺陷問(wèn)題，如加工產(chǎn)生螺旋線、材料缺陷及電鍍?nèi)毕莸葐?wèn)題。

薄壁鋼導(dǎo)向輥的主要作用是牽引、展平料膜和補(bǔ)償、傳遞動(dòng)力，為充分保證薄壁鋼導(dǎo)向輥的加工精度和技術(shù)要求，結(jié)合上述薄壁鋼導(dǎo)向輥加工注意事項(xiàng)，筆者制定了薄壁鋼導(dǎo)向輥的加工工藝路線：各軸頭與輥身熱裝組焊接→熱處理（消除焊接與零件應(yīng)力）→分別對(duì)各外圓進(jìn)行粗研磨和精研磨（公差處留出0.6～0.7mm的余量）→修研中心孔→粗研磨各外圓直至見(jiàn)圓→動(dòng)平衡調(diào)整→精研磨輥身外圓達(dá)電鍍前尺寸→檢查輥身表面缺陷并修補(bǔ)→電鍍硬鉻→修研中心孔→分別對(duì)輥身外圓及各軸頭外圓進(jìn)行粗研磨和精研磨直至達(dá)標(biāo)→動(dòng)平衡調(diào)整→按照裝配圖要求研磨輥身。

加工要點(diǎn)

在加工過(guò)程中，為保證薄壁鋼導(dǎo)向輥的精度達(dá)標(biāo)，筆者對(duì)各工序的加工要點(diǎn)進(jìn)行了如下總結(jié)。

1.輥身的加工

由于薄壁鋼導(dǎo)向輥的動(dòng)平衡要求較高，因此其輥身應(yīng)選用冷拔精密鋼管。冷拔精密鋼管內(nèi)孔尺寸均勻規(guī)則，其橢圓度≤0.06mm/m，直線度≤0.5mm/m，粗糙度為±1.6mm。

在薄壁鋼導(dǎo)向輥輥身的加工過(guò)程中，首先，將加工件放在鏜床以內(nèi)孔為基準(zhǔn)進(jìn)行找正，銑平兩個(gè)端面，保證輥兩端孔口倒角為2×30°；然后，用頂尖頂住薄壁鋼導(dǎo)向輥的兩端孔口，在輥兩端進(jìn)行車架位，直至見(jiàn)圓為止；最后，以輥外圓的車架位為基準(zhǔn)，分別找正輥兩端止口。

采用以上方式加工而成的薄壁鋼導(dǎo)向輥壁厚均勻，為實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)平衡打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.熱裝組焊接及熱處理

為避免薄壁鋼導(dǎo)向輥在加工及使用過(guò)程中發(fā)生軸頭松動(dòng)的現(xiàn)象，在加工過(guò)程中，應(yīng)采取過(guò)盈熱裝并在斷面圓周處進(jìn)行焊接的方法。同時(shí)為消除焊接過(guò)程產(chǎn)生的或零件自身的應(yīng)力，還應(yīng)在熱裝組焊接之后安排熱處理退火工序，以減輕薄壁鋼導(dǎo)向輥的變形程度。

3.車削過(guò)程

車削過(guò)程應(yīng)以薄壁鋼導(dǎo)向輥輥身為基準(zhǔn)，在輥兩端打出中心孔，具體過(guò)程為：用四爪夾住薄壁鋼導(dǎo)向輥的一端，同時(shí)另一端頂住中心架，分別找正輥兩端并車架位，采取這種一夾一頂?shù)姆绞竭M(jìn)行找正，車出兩個(gè)端面并打出中心孔。采取這種方式能保證薄壁鋼導(dǎo)向輥壁厚均勻，平衡偏差小。

因薄壁鋼導(dǎo)向輥壁厚較小，所以在車削過(guò)程中采用車削刀具的前角及后角應(yīng)大一些，同時(shí)盡量減小徑向車削力，可進(jìn)行多次進(jìn)刀車削，以防薄壁鋼導(dǎo)向輥發(fā)生彎曲變形，在采用一夾一頂?shù)姆绞椒謩e車各外圓及端面時(shí)，應(yīng)給各外圓磨削留有±0.5mm的余量。

4.修研中心孔

中心孔的精度直接影響著薄壁鋼導(dǎo)向輥的精度，中心孔是在車床上進(jìn)行修研的，為保證薄壁鋼導(dǎo)向輥中心孔的加工精度，在修研中心孔之前，應(yīng)在車床上配備一些鑄鐵頂尖（尺寸與磨床頂尖相同），將鑄鐵頂尖裝在車床的頭部以及尾架的錐孔內(nèi)，再在研磨劑的作用下對(duì)薄壁鋼導(dǎo)向輥的中心孔進(jìn)行修研。

另外，為保證薄壁鋼導(dǎo)向輥的同心度、輥身外圓的圓度及圓柱度符合要求，在工藝安排中，需要分別對(duì)中心孔進(jìn)行粗研磨和精研磨，以確保薄壁鋼導(dǎo)向輥的磨削質(zhì)量。

5.動(dòng)平衡調(diào)整

由于薄壁鋼導(dǎo)向輥對(duì)動(dòng)平衡的要求較高，因此在第一次動(dòng)平衡調(diào)整之前，對(duì)兩端軸頭及輥身各外圓進(jìn)行粗研磨時(shí)，應(yīng)留有0.2～0.3mm的余量。第二次動(dòng)平衡調(diào)整應(yīng)在電鍍硬鉻和精研磨之后進(jìn)行，在輥的兩個(gè)端面進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)整，以確保薄壁鋼導(dǎo)向輥的動(dòng)平衡達(dá)到設(shè)計(jì)要求。需要注意的是，如果在電鍍硬鉻之前就進(jìn)行第二次動(dòng)平衡調(diào)整，則極易對(duì)輥身表面造成劃傷，從而影響薄壁鋼導(dǎo)向輥的電鍍質(zhì)量。

6.電鍍過(guò)程

溫度會(huì)對(duì)薄壁鋼導(dǎo)向輥表面的電鍍層產(chǎn)生一定影響，如起皮脫離等質(zhì)量問(wèn)題，而涂布機(jī)烘干箱的溫度又比較高，一般可達(dá)到180°，因此在涂布過(guò)程中，不允許薄壁鋼導(dǎo)向輥出現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，否則將會(huì)對(duì)涂布質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

為充分保證薄壁鋼導(dǎo)向輥在高溫下的使用質(zhì)量，電鍍層的厚度應(yīng)為0.15mm，且電鍍后薄壁鋼導(dǎo)向輥表面不能出現(xiàn)氣孔、針孔等缺陷。此外，電鍍時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①電鍍時(shí)須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行電鍍；②電鍍液應(yīng)保持干凈無(wú)雜質(zhì)；③電鍍液各成分比例應(yīng)保證合適準(zhǔn)確。

7.磨削過(guò)程

磨削是薄壁鋼導(dǎo)向輥?zhàn)詈笠坏兰庸すば?，其加工質(zhì)量的好壞將直接影響薄壁鋼導(dǎo)向輥的整體加工精度，由于磨削工序只會(huì)提高薄壁鋼導(dǎo)向輥的粗糙度，而不會(huì)改變其形位公差，因此，在電鍍前和電鍍后都要分別進(jìn)行粗研磨和精研磨。

在磨削過(guò)程中，為提高薄壁鋼導(dǎo)向輥的加工質(zhì)量，應(yīng)采取以下措施：①粗研磨和精研磨應(yīng)分別進(jìn)行，以減小薄壁鋼導(dǎo)向輥的熱應(yīng)力，使變形程度達(dá)到最??；②將中心孔擦拭干凈，保證中心孔形狀不變形；③注意保持砂輪平衡，避免其在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生震動(dòng)；④保持磨削液的清潔度，并增加過(guò)濾裝置，避免砂粒劃傷薄壁鋼導(dǎo)向輥；⑤精研磨前做好動(dòng)平衡調(diào)整，以防止薄壁鋼導(dǎo)向輥在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生震動(dòng)；⑥選擇合適的砂輪，在對(duì)薄壁鋼導(dǎo)向輥進(jìn)行高光潔度磨削時(shí)，應(yīng)使用較細(xì)的砂輪，修正砂輪時(shí)，應(yīng)防止砂輪磨粒發(fā)生脫離，并在之后用刷子清理掉砂輪表面的磨粒，以免對(duì)薄壁鋼導(dǎo)向輥表面造成劃傷；⑦調(diào)整好砂輪主軸及頭架軸承間隙；⑧精研磨時(shí)工藝參數(shù)應(yīng)為：砂輪粒度為46～60號(hào)，砂輪速度為35m/s、薄壁鋼導(dǎo)向輥轉(zhuǎn)速為20～30m/min、工作臺(tái)速度為1.2～3m/min，磨削吃刀量粗研磨為0.02～0.04mm、精研磨為0.005～0.01mm，粗糙度為±0.04mm。

8.修補(bǔ)輥身外圓缺陷

對(duì)薄壁鋼導(dǎo)向輥的基本要求就是輥身表面零缺陷，因此在電鍍前和精研磨后都應(yīng)檢查輥身表面是否存在磨削過(guò)程中造成的拉傷、螺旋線、燒傷以及材質(zhì)本身存在的針孔等缺陷。如果缺陷是由磨削產(chǎn)生的，就應(yīng)對(duì)該薄壁鋼導(dǎo)向輥進(jìn)行返工；如果缺陷是材質(zhì)本身存在的，如針孔等缺陷，就應(yīng)先使用電火花冷焊機(jī)對(duì)針孔進(jìn)行修補(bǔ)，再用油石打磨拋光，這種修補(bǔ)方式有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：①實(shí)現(xiàn)真正的冷焊，能夠保證薄壁鋼導(dǎo)向輥無(wú)變形、不退火，不出現(xiàn)咬邊和殘余應(yīng)力，不改變金相組織；②修復(fù)后輥整體的結(jié)合強(qiáng)度更高，不易發(fā)生脫離；③修復(fù)精度高，涂層厚度從幾微米到幾毫米不等，只需打磨拋光即可。

9.輥身研磨

如果薄壁鋼導(dǎo)向輥的表面粗糙度較高，電鍍硬鉻并進(jìn)行磨削之后，應(yīng)對(duì)輥身表面質(zhì)量、各尺寸及形位公差進(jìn)行檢查，當(dāng)這些指標(biāo)都達(dá)到要求之后，在研磨機(jī)上選用不同等級(jí)的研磨帶對(duì)輥身進(jìn)行反復(fù)研磨，直至表面粗糙度達(dá)標(biāo)。endprint