軋輥磨削工藝

1、軋輥磨削工藝CEEECEI軋輥磨削工藝i砂輪的選擇和使用砂輪是有許多極硬的磨粒經(jīng)過結(jié)合劑粘結(jié)而成的切削工具。砂輪表面上的多棱多角的堅(jiān)硬顆粒稱為磨料，起著切削作用。把磨料粘在一起的粘結(jié)材料叫做結(jié)合劑。磨料、結(jié)合劑之間有許多空隙，起著散熱和容納磨屑的作用。磨料、結(jié)合劑和空隙構(gòu)成砂輪結(jié)構(gòu)的三要素。為了使砂輪能正常磨削，一般砂輪的工作面要經(jīng)過修整，以形成無數(shù)等高的微刃，起磨削作用。在磨削過程中，磨粒的微刃在不斷變化，由峰利而變鈍，鈍化了的磨粒繼續(xù)進(jìn)行磨削，作用在磨粒上的力就不斷增加。有時(shí)磨粒所受到的壓力超過結(jié)合劑的粘結(jié)力，磨粒就會(huì)白行脫落；有時(shí)磨粒所受到的壓力尚未超過結(jié)合劑的粘結(jié)力，但足以使磨粒自身蹦

2、碎而形成新的鋒利的刃口。鈍化了的磨?？囁榛蜃孕忻撀洌殖霈F(xiàn)鋒利的磨粒使砂輪保持原來的切削性能，砂輪的這種性能稱為自銳性”砂輪的自銳性是砂輪獨(dú)有的性能，對(duì)磨削的影響極大。處理的好壞將直接影響磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于砂輪上每顆磨粒沒有確切的幾何角度，這就使砂輪的選擇顯得比較復(fù)雜。一般砂輪的選擇主要是從砂輪的特性著手的。i.i砂輪的特性砂輪的特性包括以下幾個(gè)部分：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織和強(qiáng)度。每一種砂輪根據(jù)其本身的特性，都有一定的適應(yīng)范圍。所以在磨削加工時(shí)，必須根據(jù)具體條件，如工件的材料、工件的硬度及加工表面的要求，來選用合適的砂輪。磨料一一磨料是砂輪的主要部分，它直接擔(dān)負(fù)切削工作。在磨削

3、時(shí)，它要經(jīng)受劇烈的摩擦、擠壓以及高溫的作用。 所以磨料必須具有很高的硬度、耐熱性以及相當(dāng)?shù)捻g性，還要具有比較鋒利的切削刃口。粒度一一粒度是指磨料顆粒的大小即粗細(xì)程度。表示粒度號(hào)的方法有兩種：一種是顆粒尺寸大于40微米的磨粒，用篩子篩分的方法測定，粒度號(hào)代表的是磨粒所通過的篩網(wǎng)在每英寸長度上所含的孔眼數(shù)。如80#粒度是指它可以通過每英寸長度上有 80個(gè)孔眼的篩網(wǎng)，但不能通過每英寸長度上有100個(gè)孔眼的篩網(wǎng)。因此用這種方法表示的粒度號(hào)數(shù)越大，磨粒越細(xì)。另一種是尺寸很小的磨粒，成微粉狀，用顯微鏡測量的方法測定粒度。320#粒度以上的砂輪都屬于這一種。砂輪的粒度對(duì)磨削的表面粗糙度和磨削效率有很大的關(guān)系

4、，磨削時(shí)要合理選擇砂輪的粒度。 結(jié)合劑-結(jié)合劑是將磨粒粘固成各種砂輪的粘結(jié)材料。結(jié)合劑的種類及其性質(zhì)將影響砂輪 的強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性和耐腐蝕性等。結(jié)合劑對(duì)磨削粗糙度和磨削溫度也有一定的影響。常用的結(jié)合劑分有機(jī)結(jié)合劑和無機(jī)結(jié)合劑兩大類。無機(jī)結(jié)合劑最常用的是陶瓷結(jié)合劑。有機(jī)結(jié)合劑最常用的是有樹脂結(jié)合劑橡膠結(jié)合劑兩種。硬度砂輪的硬度是指結(jié)合劑粘結(jié)磨粒的牢固程度，也是指磨粒在磨削力作用下，從砂 輪表面上脫落下來的難易程度。砂輪硬，就是磨粒粘的牢，不易脫落；砂輪軟，就是磨粒粘 的不牢，容易脫落。所以，砂輪的硬度和磨料的硬度不是一個(gè)概念。砂輪的硬度對(duì)磨削生產(chǎn)率和磨削的表面質(zhì)量影響極大，因此要選擇適當(dāng)。

5、如果選的太硬，磨粒子變鈍后仍不能脫落，會(huì)使磨削力和磨削熱顯著增加，磨削效率降低，當(dāng)磨粒還很鋒利時(shí)就脫落，這樣就會(huì)使砂輪損耗過快，并很快地失去正確的外部形狀，工件的精度難于控制， 同時(shí)工件的表面也容易被脫落的磨粒劃傷。砂輪的組織-砂輪的組織是表示砂輪的松緊程度的。砂輪的松緊程度與磨粒、結(jié)合劑和氣 孔三者的體積比例有關(guān)。 砂輪組織的分類和分級(jí)是以磨粒占砂輪體積的百分比來劃分的， 工分三種組織狀態(tài)和十二個(gè) 組織號(hào)，每個(gè)號(hào)的組織都按磨粒所占全部體積的百分比表示。砂輪組織級(jí)數(shù)越低，越緊密， 磨粒占砂輪體積的百分比越大，因而磨粒與磨粒之間的氣孔小。相反，磨粒之間的氣孔大。 砂輪內(nèi)部氣孔的大小直接影響磨削加

6、工的聲廠效率和表面質(zhì)量。 氣孔在磨削過程中， 除容納 磨屑外， 還可以將磨削液和空氣帶入磨削區(qū)域， 以降低溫度， 減少工件發(fā)熱變形和避免減少 燒傷。 若砂輪的氣孔大， 則單位面積上的磨粒樹木就少， 砂輪的輪廓形狀就不容易保持，影 響加工表面的粗糙度和精度。強(qiáng)度 砂輪告訴旋轉(zhuǎn)時(shí)， 砂輪上任一部分都受到很大的離心力作用， 如果沒有足夠的強(qiáng)度，砂輪就會(huì)破裂而引起嚴(yán)重事故。砂輪所受的離心力與砂輪線速度的平方成正比例， 所以當(dāng)砂輪線速度增大到一定數(shù)值時(shí)， 離 心力就會(huì)超過砂輪強(qiáng)度所允許的數(shù)值， 使砂輪碎裂。 因此， 砂輪的強(qiáng)度通常用安全線速度來 表示。安全線速度比砂輪碎裂是的速度低的多， 在這個(gè)速度下正

7、常工作， 可以保證生產(chǎn)安全。 各種 砂輪，按強(qiáng)度高低，都規(guī)定了安全線速度，并注雜砂輪上或說明書中，供使用者選擇。1.2 砂輪的選擇砂輪對(duì)磨削過程的影響是多方面的， 其中包括加工精度、 表面粗糙度和生產(chǎn)效率。 為了獲得 良好的磨削效果，正確選擇砂輪十分重要。選擇砂輪時(shí)主要考慮下列一些因素： 工件材料的物理性能（強(qiáng)度、硬度、韌性等）；工件的加工精度和表面粗糙度的要求 ; 工件的形狀和尺寸；工件的磨削量； 磨削方式和磨床的性能；冷卻液的種類； 由于影響選擇砂輪的因素非常復(fù)雜，要提出對(duì)各種加工條件都適應(yīng)的具體方法,實(shí)際上是不可能的 ,因此 ,在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)該從具體情況出發(fā)加以分析,選擇比較合適的

8、砂輪。在前面粗糙度的介紹中已經(jīng)強(qiáng)調(diào)，軋輥磨削僅僅保證粗糙度 Ra 值，并不能滿足軋制工藝要 求，必須用特定的砂輪，按規(guī)定的磨削工藝磨出的軋輥，才能保證鋁箔軋制的需要。由于軋輥的表面硬度很高， 磨削的時(shí)間比較長， 所以砂輪的消耗量比較快。 為了保證連續(xù)工 作，砂輪就要有足夠的儲(chǔ)備。另一方面，砂輪受結(jié)合劑的影響，存放時(shí)間不能太長，砂輪結(jié) 合劑不同， 存放的時(shí)間也不同。 陶瓷結(jié)合劑的砂輪可存放兩年， 樹脂結(jié)合劑的砂輪存放期為 一年。在選用砂輪時(shí)應(yīng)注意另一個(gè)問題就是要保證砂輪的性能穩(wěn)定，同一國歌型號(hào)（相同的磨料、 結(jié)合劑、組織、硬度）的砂輪，生產(chǎn)廠家不同，磨削效果也不一樣，在更換砂輪供應(yīng)商時(shí)應(yīng) 該特別

9、注意。在砂輪粒度選擇時(shí)也應(yīng)注意，日本、 歐洲、 美國的砂輪粒度型號(hào)相同，但砂粒尺寸的平均直 徑標(biāo)準(zhǔn)并不一樣。1.3 砂輪的檢查和安裝砂輪的檢查和安裝是一項(xiàng)重要細(xì)微的工作。 因?yàn)樯拜喒ぷ鲿r(shí)圓周速度很高， 而一般砂輪又呈 脆性， 如果安裝不當(dāng)，就可能造成嚴(yán)重事故， 或者使砂輪失去平衡而引起震動(dòng)，影響磨削精 度和磨床精度。 安裝砂輪之前， 首先要仔細(xì)檢查砂輪是否有裂紋， 方法是將砂輪吊起， 用木 棰輕敲聽其聲音。 沒有裂紋的砂輪發(fā)出清脆的聲音， 有裂紋時(shí)則聲音嘶啞。 有裂紋或聲音嘶 啞的砂輪應(yīng)禁止使用。大孔徑的砂輪， 一般都用法蘭盤裝夾。 砂輪內(nèi)孔與法蘭盤軸頸部分應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙， 一般為 0.1-0

10、.5mm 。如果發(fā)現(xiàn)砂輪內(nèi)孔與法蘭盤軸頸配合過緊， 可以修刮砂輪內(nèi)孔， 不可用力壓入， 以免使砂輪碎裂。 如果太松， 砂輪中心與法蘭盤的中心偏移太大， 砂輪將會(huì)失去平衡。 這時(shí)， 必須在法蘭盤外徑與砂輪內(nèi)孔之間均勻的墊上一層硬紙片加以消除。 如果砂輪內(nèi)孔比法蘭盤 外徑大的太多，則應(yīng)中心配制法蘭盤或更換砂輪。砂輪的兩個(gè)平面和法蘭盤之間安裝時(shí)要墊上 1-2mm 有彈性的紙板，紙板的直徑要比法蘭盤 的直徑稍大一些。緊固螺栓時(shí)， 不可用力過猛，一般要按對(duì)角順序逐步擰緊螺栓， 使砂輪受 力均勻。砂輪的平衡 砂輪在制造過程中， 會(huì)因形狀精度不好和砂粒分布不均而存在不平衡。 砂輪不平衡熱鬧后是 由于砂輪中心

11、與回轉(zhuǎn)軸線不重合而引起的。 在新砂輪的外圓上能使砂輪平衡的重量， 稱為砂 輪的原始不平衡度。砂輪的原始不平衡度是評(píng)定砂輪質(zhì)量的指標(biāo)之一。 為了使砂輪精確而平穩(wěn)地工作， 砂輪必須經(jīng)過平衡校正。 不平衡的砂輪作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)， 將產(chǎn) 生迫使砂輪偏離軸心的離心力， 引起磨床振動(dòng)，使軋輥表面產(chǎn)生振痕， 主軸振動(dòng)， 會(huì)使軸承 加快磨損，嚴(yán)重的會(huì)使砂輪碎裂。直徑大于 125mm 的砂輪都要進(jìn)行平衡校正。 砂輪的平衡一般是指靜平衡。 鏡平衡是在平衡架上進(jìn)行的。 平衡架使用時(shí)必須處于水平位置。 靜平衡的指標(biāo)， 是指砂輪在平衡架上水平任何位置上都能保持靜止?fàn)顟B(tài)。 調(diào)整靜平衡的方法 是：根據(jù)砂輪的不平衡情況， 適當(dāng)調(diào)

12、整砂輪法蘭盤上環(huán)形槽內(nèi)的平衡塊位置， 使砂輪的中心 與它的回轉(zhuǎn)中心重合。砂輪在使用過程中要經(jīng)常修整使用面， 每次修整后都會(huì)產(chǎn)生新的微量不平衡， 為此， 砂輪在 每次修整后都要進(jìn)行動(dòng)平衡，高精度的軋輥磨床都有砂輪動(dòng)平衡裝置。 HERKULES 軋輥磨 床的動(dòng)平衡裝置，是安裝在砂輪主軸的砂輪一側(cè)， 用電流表來顯示調(diào)整精度， （電流表的顯 示值來源于裝在砂輪架上的一個(gè)振幅傳感器）動(dòng)平衡的調(diào)整值應(yīng)小于 1uA 。 砂輪動(dòng)平衡是靠主軸內(nèi)平衡裝置小半徑上的平衡量， 來平衡砂輪半徑上的不平衡量， 它的平 衡能力是有限的。 所以， 即使裝有砂輪動(dòng)平衡的軋輥磨床， 新砂輪在使用前都必須要進(jìn)行靜 平衡才能使用。1

13、.5 砂輪的修整 砂輪的修整直接關(guān)系到軋輥的表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，砂輪修整十分重要。 用砂輪修整工具將砂輪工作面已磨鈍的表面修去， 以恢復(fù)工作面的切削性能和正確幾何形狀 的方法，叫做砂輪修整。在磨削帶有凸度的軋輥時(shí)， 為了消除砂輪磨削痕跡， 砂輪修整時(shí)必須對(duì)砂輪兩個(gè)硬角進(jìn)行處 理，砂輪的表面也可以修整成圓弧形。砂輪修整用的金剛筆上的金剛石， 它的大小和形狀對(duì)砂輪休整的結(jié)果有一定的影響。 對(duì)于砂 輪直徑 400mm 以上的砂輪，金剛石應(yīng)不小于 1.5 克拉，使用變鈍了的金剛石要注意調(diào)換角 度。2 磨削液的作用軋輥磨削時(shí)， 由于軋輥材料變形的內(nèi)摩擦與砂輪和軋輥材料的外摩擦， 將產(chǎn)生大量的磨削熱

14、， 在磨削區(qū)內(nèi)最高溫度有時(shí)可達(dá)1000 C左右。磨削產(chǎn)生的高溫可使軋輥表面燒傷、產(chǎn)生裂紋。因此，磨削時(shí)的冷卻是非常重要的。磨削液能起以下作用：（1 ）冷卻作用 通過磨削液的熱傳導(dǎo)作用， 能有效地改善散熱條件， 帶走絕大部分磨削熱，降低磨削區(qū)域的溫度。冷卻作用的大小與磨削液的種類、 性能、 用量、 和使用方法有關(guān)。 磨削液的傳導(dǎo)熱系數(shù)越大， 冷卻作用就顯著。如水的散熱能里就比油強(qiáng)的多。（2）潤滑作用 磨削液滲入到磨屑、磨粒與軋輥的接觸表面之后，粘附在金屬表面上形成潤滑膜， 能減少磨粒和軋輥之間的摩擦， 減輕磨屑與磨粒的粘結(jié)現(xiàn)象， 從而 提高軋輥表面的質(zhì)量和砂輪的壽命。由于接觸表面上的壓力較大，

15、純礦物油不易滲到磨削區(qū)， 因此，一般磨削液中都加入一些硫、 氯、磷等極壓添加劑。這些添加劑與鋼、 鐵表面接觸后能迅速發(fā)生化學(xué)變化。產(chǎn)生新的化合 物（硫化鐵、氯化鐵等），吸附在金屬上，能顯著提高潤滑效果。（3）清洗作用 磨削液可以將磨屑和碎裂而脫落的磨粒沖洗掉，防止軋輥磨削表面劃傷。（4）防銹作用 在磨削液中加入防銹添加劑后， 能在金屬表面上形成保護(hù)膜，使軋輥和磨床免受氧化作用，起到防銹作用。根據(jù)磨削液的作用， 磨削液應(yīng)該滿足下列要求：、 磨削液的化學(xué)成分要純， 不應(yīng)含有毒性的 雜質(zhì)。磨削液的酸度 PH 值應(yīng)呈中性，以免腐蝕軋輥、磨床和刺激人的皮膚； 不易變質(zhì)；不易燃燒，不易揮發(fā)；透明度好，便于

16、觀察磨削情況；不腐蝕砂輪結(jié)合劑。 陶瓷結(jié)合劑不受磨削液的侵蝕， 樹脂結(jié)合劑易受堿性磨削液的侵蝕， 橡 膠結(jié)合劑易受油質(zhì)磨削液的侵蝕。3 軋輥磨削的準(zhǔn)備 從軋機(jī)上卸下來的軋輥，要冷卻到室溫才能磨削（必要時(shí)也可以用磨削液冷卻軋輥）。3.1 軋輥磨削前要用頂尖使軋輥對(duì)中，然后用支架找正。目的是使軋輥的垂直、水平母線與 砂輪的中心線保持平行， 保證軋輥磨削精度。 在找正過程中， 由于下支承點(diǎn)不是處在垂直位 置，所以調(diào)整起來比較難。 在找正過程中應(yīng)采用兩個(gè)檢測點(diǎn)， 同時(shí)檢測軋輥在垂直方向和水 平方向的位移， 這樣才能更快更準(zhǔn)確的找正。 找正時(shí)要考慮軋輥兩端的直徑差， 并在調(diào)整時(shí) 加上差值。3.2 軸向定

17、位在找正軋輥后， 要在兩個(gè)頂尖和軋輥之間各放上一個(gè)特制塑料塊， 是墊塊在頂尖和軋輥之間 輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，防止軋輥在磨削中產(chǎn)生軸向移動(dòng)。3.2 軋輥磨削 軋輥磨削一般分為三個(gè)階段：即粗磨、中磨、精磨。 粗磨以去掉軋輥表面硬化層和可見缺陷為主要目的。 粗磨要求在短時(shí)間內(nèi)盡可能磨掉多余的 表層， 原則上是強(qiáng)力磨削，所采用的砂輪粒度較大，磨削的表面粗糙度也比較粗。 粗磨時(shí)砂 輪的走刀速度為砂輪寬度的 2/3 。由于粗磨時(shí)砂輪的損耗較大， 為提高磨削效率、 保證軋輥磨削輥型和表面粗糙度的均勻一致， 操作時(shí)要經(jīng)常觀察電流表，使磨削在相對(duì)恒定的電流下進(jìn)行。中磨是為了去掉粗磨的走刀痕跡， 并為精磨準(zhǔn)備好輥形。 精磨是為了得到軋輥?zhàn)罱K理想的表 面粗糙度。 對(duì)于中軋和精軋用軋輥， 一般要根據(jù)軋制工藝的要求用不用的砂輪來磨削， 選擇 合適的砂輪非常重要。精磨時(shí)砂輪的走刀速度為砂輪寬度的1/5 。要想得到軋輥的理想表面粗糙度， 砂輪和軋輥的轉(zhuǎn)數(shù)與砂輪進(jìn)刀