羅拉軋輥在蝸桿砂輪磨齒機(jī)上的加工

杜曉峰，曹少?gòu)?qiáng)

（陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司，陜西寶雞 721009）

0 引言

羅拉是英語(yǔ)單詞“roller”的音譯，有輥和軸的含義，是紡織機(jī)械上用于牽伸、梳理、輸送等機(jī)構(gòu)的重要機(jī)件。牽伸羅拉是紡紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的主要零件，由上羅拉和下羅拉成對(duì)組成羅拉鉗口，握持紗條進(jìn)行牽伸。通常提到的羅拉即指牽伸下羅拉，它是外圓有溝槽、滾花或光滑表面的鋼制細(xì)長(zhǎng)軸。羅拉軋輥是加工紡織機(jī)械中羅拉桿的刀具，羅拉由一對(duì)羅拉軋輥滾壓而成，若一對(duì)羅拉軋輥為同一旋向，所加工出的羅拉為左旋或右旋；否則，加工出的羅拉則為網(wǎng)紋形狀。羅拉是紡織機(jī)械上的關(guān)鍵件，又是易損件，其精度直接影響到紡紗的均勻度。羅拉軋輥一般由國(guó)外進(jìn)口，一套售價(jià)上萬(wàn)元人民幣，約能加工羅拉桿5 000 套。

1 羅拉軋輥的特點(diǎn)

如圖1、圖2 所示，羅拉軋輥的常用材料為Cr12MoV，熱

圖1 斜齒溝槽羅拉與菱形滾花羅拉

處理硬度為58～62HRC，其硬度雖然不高，但為高碳高鉻的萊氏體鋼，是典型的冷作模具鋼，屬工具鋼，具有高耐磨性。其常規(guī)加工方式一般為單牙銑削加工，效率很低而且加工精度很難保證。根據(jù)羅拉軋輥的特點(diǎn)做出在蝸桿砂輪磨齒機(jī)上加工的方案。

圖2 某種規(guī)格羅拉軋輥照片

2 羅拉軋輥磨削及工藝

羅拉軋輥一般齒數(shù)在500 牙左右，模數(shù)小于1 mm，可近似看作多齒數(shù)小模數(shù)齒輪的加工。羅拉軋輥的磨削加工與齒輪磨削加工不同的是其加工毛坯為圓柱形，對(duì)刀時(shí)只需將砂輪外圓接觸工件外圓，靠砂輪的旋轉(zhuǎn)及進(jìn)給、工件的分度轉(zhuǎn)動(dòng)及軸向運(yùn)動(dòng)加工出所需羅拉軋輥。羅拉軋輥法向齒形并非漸開線，根據(jù)其所加工的羅拉桿不同有特殊要求，一般為圓弧齒形。根據(jù)羅拉軋輥的使用方式，其對(duì)齒形的要求并不嚴(yán)格，對(duì)單個(gè)齒距極限偏差及工件外圓尺寸的一致性要求較高。羅拉軋輥的齒形是由特制的圓弧齒形金剛滾輪保證，單個(gè)齒距極限偏差則由工件旋轉(zhuǎn)軸的分度傳動(dòng)保證，外圓尺寸的一致性則由加工工藝及砂輪徑向軸的進(jìn)給精度保證。

針對(duì)羅拉軋輥多齒數(shù)小模數(shù)的特點(diǎn)，多頭螺旋線砂輪的磨削方式非常適用，能提高羅拉在磨削過(guò)程中的轉(zhuǎn)速，極大地提高了加工效率；在實(shí)際磨削加工中，針對(duì)不同模數(shù)齒數(shù)的羅拉軋輥分別采用5 頭及6 頭螺旋線砂輪磨削。針對(duì)這種工件的特殊性，專門編制了6 頭螺旋線砂輪修整程序，在實(shí)際磨削加工中運(yùn)用了深切緩進(jìn)給磨削工藝，并摸索出一套切實(shí)可行的加工方案。

根據(jù)羅拉的加工工藝，要求一對(duì)羅拉軋輥的外徑變化為±0.01 mm，才能有效保證被加工出的羅拉桿外徑在規(guī)定公差內(nèi)。為此，在工裝設(shè)計(jì)時(shí)一次裝夾一對(duì)羅拉軋輥，一對(duì)軋輥在同一次磨削過(guò)程中加工完成，以保證外徑尺寸的一致性。

由于羅拉軋輥的牙細(xì)而淺（深度要求一般小于0.5mm），對(duì)砂輪有特殊要求。粗粒度砂輪較鋒利，有利于磨削，但不利于形狀的修整；而細(xì)粒度砂輪在磨削中磨損較嚴(yán)重，不能達(dá)到磨削精度要求。我們使用的砂輪型號(hào)為GC280L7V-40 m/s。該砂輪磨料為綠碳化硅，其硬度較剛玉類砂輪高但更脆。由于砂輪在磨削中磨損比較嚴(yán)重，而且對(duì)刀的松緊程度不易控制，雖然采取了加大砂輪切向位移率的方式，但仍難保證在一次磨削過(guò)程中將軋輥外圓控制在規(guī)定尺寸內(nèi)。為此，將磨削分為兩個(gè)步驟：首先保證砂輪的齒根接觸工件外圓，程序停止但不放松工件，測(cè)量外圓實(shí)際尺寸與要求尺寸的差值；再重新設(shè)定砂輪徑向進(jìn)給量，完成磨削。

圖3 羅拉軋輥圓弧齒形簡(jiǎn)圖

圖4 金剛石滾輪修整部分示意圖

以下是某種規(guī)格羅拉軋輥的磨削過(guò)程介紹。整個(gè)磨削過(guò)程分為粗磨一、粗磨二、精磨一、精磨二幾個(gè)階段。在第一次磨削中，由于剛接觸工件時(shí)的接觸面積較小，磨削力不大，故粗磨一設(shè)定的砂輪每次徑向進(jìn)給量為0.08～0.10 mm；隨著進(jìn)給量的增大，接觸面積增大，磨削力增大，此時(shí)將徑向進(jìn)給量減小，適當(dāng)增大軸向進(jìn)給速率。在粗磨二中設(shè)定砂輪每次進(jìn)給量為0.03 mm，工件軸向進(jìn)給速率為0.4 mm/r；將精磨一設(shè)為砂輪無(wú)進(jìn)給磨削，精磨前砂輪切向位移1 mm，工件軸向進(jìn)給速率為0.4 mm/r；精磨二設(shè)定砂輪每次進(jìn)給量為0.01 mm，精磨前砂輪切向位移2mm，工件軸向進(jìn)給速率為0.4mm/r。具體磨削參數(shù)見(jiàn)表1。

3 結(jié)論

目前羅拉軋輥在蝸桿砂輪磨齒機(jī)上的磨削已經(jīng)在多家紡機(jī)用戶處應(yīng)用，這種加工方式極大地提高了羅拉軋輥的加工精度與效率，滿足了用戶對(duì)羅拉刀具的加工需求。

圖5 蝸桿砂輪磨齒機(jī)機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖

表1 某規(guī)格羅拉軋輥磨齒工藝參數(shù)（5 頭砂輪磨削）

［1］秦川機(jī)床廠.磨齒工作原理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1977.