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    軸承知識

    KNOWLEDGE

    數控軋輥磨床砂輪選型和使用

    2021-08-14

    來源:《中國新技術新產品》2020年第7期

    徐繼根

    (中煤大屯蘇鋁鋁業有限責任公司,江蘇 徐州 221007)

    摘 要:砂輪對于軋輥磨床來說是磨削過程中尤為重要的工具,是與軋輥輥身直接接觸的部件,砂輪質量的好壞、砂輪的選型和正確的使用、砂輪磨削前的修整情況及操作者對砂輪特性的熟悉程度,直接決定了軋輥的表面質量及能否滿足工藝要求。因此選擇砂輪主要是根據軋輥的材質、硬度及表面粗糙度的要求,對砂輪的磨料、粒度、硬度、結合劑及組織進行選擇。同時根據鋁加工產品要求和數控軋輥磨床特性及磨削工藝進行綜合分析使用。

    關鍵詞 :砂輪 ;硬度 ;粗超度

    0 前言

    選擇砂輪有3個原則。1)粗磨時切削性能好,金屬切除率高。2)精磨時砂輪的等高性、微刃性好,磨削發熱小。 3)使用經濟合理。作為一個優秀的數控軋輥技術人員一定要詳細了解砂輪的制造和選型,使用過程,掌握砂輪的特性和國內外砂輪的區別對提升操作軋輥磨床的技能尤為重要。

    1 砂輪的整形

    除了砂輪使用前的靜平衡外,在磨削的過程中,砂輪經常會出現切削費力、磨料不能及時脫落、鈍化等現象,使磨削的軋輥表面出現燒傷、振紋,嚴重時會引起機床共振現象,這就需要操作者對砂輪進行重新修整,以保持砂輪的鋒利和正確的外形,切除多余的鈍化層,保持均勻的等高刃性。必要時,要對砂輪的端面進行修整,如圖1所示。

    必須選擇合理的修整工藝,一般選擇單粒金剛筆,數控磨床上都有專門的修整設備,采用砂輪轉速 18 m/s,拖板速度 200 mm/min,吃刀量每次 0.02 mm。來回運行 6 次,即可恢復其切削性能,如果拖板速度超過 500mm/min,則修整的砂輪痕跡太重,會反印到軋輥表面。會增加磨削次數,影響磨輥效率。如果拖板速度低于 100 mm/min,拖板會產生爬行,使修整表面太細,影響正常磨削,所以要根據砂輪的軟硬程度,合理經濟地選擇修整工藝。修整完成后,要加大磨削液的沖洗,去除多余的砂輪顆粒 [1]。

    2 合理選擇砂輪的硬度是關鍵

    選擇砂輪硬度時,作為操作工,都會希望砂輪時刻保持鋒利、不易鈍化、磨削中減少修整次數以及減少加工時間。在精磨時,要求脫落程度小,減少進給補償量,軋輥硬度和砂輪硬度匹配合理,磨削效率高能一直穩定使用。

    選擇砂輪硬度時,最重要的是匹配軋輥的硬度、匹配磨床的設備特性、匹配所用的磨削工藝、匹配使用的磨削液以及匹配鋁板表面要求。要想保持良好的切削,就是軟配硬,硬配軟。磨床的主軸精度對砂輪會影響,太硬的砂輪,可以把砂輪速度降低至 12m/s~5m/s 后,進行最后的精磨,磨削液的濃度配比要小于 3%,濃度高,黏性大容易堵塞砂輪,會引起砂輪偏硬,產生振動。匹配軋輥加工的粗糙度,太軟的砂輪會使軋輥表面均勻性不一致。

    對于砂輪的選型,一般還要考慮以下 6 種情況。

    2.1 砂輪與接觸面

    砂輪與工件接觸面積大時,砂輪的硬度應選得低一些, 以免軋輥發熱過高而影響磨削質量。 

    2.2 磨鑄軋輥要求時

    應該選用硬級的砂輪 ;重負荷磨車削過的鑄軋輥時,也應選硬級的砂輪,以免砂輪磨損太快。一般選 J 級。

    2.3 重型磨床選擇

    剛性較好的磨床,由于它們在磨削時的振動較小,磨粒不容易被破壞,因此可用硬度較低的砂輪。一般選 H 級、G 級。

    2.4 表面粗糙度要求低

    加工表面要求粗糙度值越小,工件尺寸要求越精確時,應選擇硬度較低的砂輪,以避免磨削發熱過多,工件表層組織變壞。一般選 F 級。

    2.5 工件表面出現的劃痕

    工件表面出現的劃痕常與砂輪硬度選擇不當有關。當砂輪硬度太低時,磨粒容易脫落,由于擠壓或摩擦的作用,脫落的磨粒會劃傷工件表面,因而此時要適當提高砂輪的硬度。一般選 H 級。

    2.6 磨削要求切削高時

    可以采用如下工藝 :砂輪轉速為 30 m/s,拖板速度為 2500 mm/min,吃刀量每次 0.15 mm。軋輥轉速 25 r/min,快速高效地進行粗加工。

    3 砂輪對工件表面質量影響

    從磨削性能來看,白剛玉、單晶類砂輪較好。從磨削表面粗糙度來看,砂輪的磨粒越細,則磨削工件表面上的殘留面積越小,表面粗糙度越低。從減少拉毛、劃傷來看,砂輪不能太軟,太軟的砂輪磨粒易脫落會產生小劃傷。但也不能過分硬、太硬的砂輪磨鈍后,磨粒不易脫落會引起工件表面燒傷,因此一般采用 H 級砂輪。從結合劑來看,樹脂結合劑的彈性好,適用于低粗糙度表面磨削。而陶瓷結合劑脆性大、彈性差,受不了側面扭曲壓力,但它的組織多孔性好,能耐水、耐油及普通酸堿的侵蝕,適用于一般磨削。

    筆者認為想要加工出一個高質量的軋輥,軋輥的表面不能有螺旋紋(走刀紋)、振紋、網狀線、小劃傷(落砂印)、水波紋、斜紋以及色差,而且輥面表面的粗糙度基本均勻一致,且軋輥表面不能非常亮,要求越白越霧越好,要想達到這一要求,

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