尤敬贵
河北钢铁集团邯钢公司西区热轧厂 河北 邯郸 056015
摘要：数控轧辊磨床是轧钢生产线的重要支撑设备。随着制造技术的飞速发展，现代轧辊磨床可以获得高质量和高精度的轧辊磨削。轧辊磨床精度除了轧辊磨削精度和轧辊表面质量外，主要取决于所选轧辊的砂轮与磨削工艺参数的匹配以及操作者丰富的现场经验。本文从磨床精度、砂轮选择、磨削用量和磨削冷却液等方面全面分析了如何提高数控轧辊磨床的磨削质量。
关键词：轧辊磨削质量；磨床精度；砂轮
一、磨床精度
判别一台数控磨床等级最主要的标准就是其加工精度。当一台数控磨床自身的制造精度成型后，我们只能从它的安装精度及数字化控制方面着手，进一步提升它的磨削精度。
1、床身导轨的检测与调整数控磨床多数直接安装在混凝土地基上，并用垫铁调整其安装精度。床身v形导轨安装检测后精度要求应满足：水平面内直线度≤0.01mm/m，垂直平面内直线≤0.01mm/m，接触点要求12~14点/25mm×25mm，对托板导轨的垂直度≤0.02mm/250m。床身平面导轨安装检测后精度要求应满足：垂直平面内直线度≤0.01mm/m，接触点要求12~14点/25mm×25mm，对v形导轨的平行度≤0.02mm/m。
2、托板导轨的检测与调整
托板v形导轨安装检测后精度要求必须满足：垂直平面内直线度在全部长度上≤0.01mm，接触点要求10~12点/25mm×25mm。托板平面导轨安装检测后精度要求应满足：对v形导轨的平行度≤0.02mm/m，接触点要求10~12点/25mm×25mm。精度的稳定性是一切质量优良的基础。
3、砂轮主轴与轴瓦间间隙的检测及调整砂轮磨头主轴前后轴承间隙调整不当会影响主轴运行的稳定性和平衡性，应及时检测并随时调整以保证精度严密。动压轴承：砂轮主轴轴颈与轴瓦转研，用刮刀刮研轴瓦表面，使接触点满足要求，然后进行安装调整，把主轴与轴瓦的配合间隙调整到0.0025~0.005mm。静压轴承的调整依靠检查前后轴承油腔压力是否正常，发现异常马上修正。
4、磨床润滑的检测与调整数控磨床平时的润滑维护是否到位，也是影响加工精度的一个主要的原因。如工作台导轨的润滑，砂轮架燕尾导轨的润滑及一些液压机构的压力值是否正常都会直接影响磨削精度。
二、砂轮的选择
1、磨料的选择
对于淬硬或非淬硬的钢质轧辊选用刚玉砂轮；而冷硬铸铁轧辊、橡胶辊、铜轧辊、花岗石辊子则选用碳化硅砂轮。对不同材质的钢质轧辊还应选择与之相匹配的刚玉砂轮，才能获得较高的磨削精度和表面质量。例如合金钢轧辊选用铬刚玉（PA）砂轮，耐热合金钢轧辊选用锆刚玉（ZA）砂轮，对不锈钢轧辊采用单晶刚玉（SA）。
2、硬度的选择
在硬度的选择上，如果砂轮很快磨损，这说明所选用的砂轮过软，我们需要提高砂轮和拖板纵向进给速度来解决磨损问题，如果效果不明显我们就应该考虑更换相对硬一些的砂轮。但如果磨削时砂轮受阻，砂轮上易粘磨屑，而且出现磨削面烧伤拉毛现象，这说明选择的砂轮过硬。这是我们可以降低砂轮速度提高轧辊速度来缓解受阻现象，如果没有改善，就应该改换软一些的砂轮。
3、结合剂的选择
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起使砂轮磨具具有必要的形状和强度。结合剂主要分为几个类型，我们可以根据自己的需求来选择合适的结合剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先是陶瓷结合剂（代号A），它是由黏土、滑石、长石、硅石硼、玻璃等陶瓷材料配制而成，它的优点主要是稳定性好、防水耐热成本低，但是它的质地比较脆；其次是树脂结合剂（代号S），它的主要成分是酚醛树脂，砂轮强度高弹性好，但是它最大弱点是不耐热；第三是橡胶结合剂（代号X），大多数采用人造橡胶，相较于树脂砂轮，它的弹性更好，有抛光作用。但是它不是和作粗加工砂轮。最后是金属结合剂（代号J），主要用它制作金刚石砂轮，这种砂轮强度高成型好还有一定韧性。但是它的自砺性差。以上四种结合剂根据性能和材质可以适合做不同的砂轮，我们可以根据自身实际状况来进行选择。
三、磨削冷却液
1、磨削冷却液的作用
在磨削过程中，冷却液是必不可少的。首先，它可以有效带走磨削过程的热量防止磨削烧伤。还可以防止热量过高导致轧辊表层金相组织变形。其次冷却液还有润滑作用，减少磨削阻力和砂轮的磨损。第三，细小磨屑很容易划伤轧辊表面，这是冷却液就起到清洗砂轮的作用，将细小砂粒冲走，保证砂轮的磨削性。最后，冷却液可以在金属表面形成保护膜防止金属生锈。
2、磨削冷却液的选用
考虑磨削加工本身的特点：轧辊磨削时产生的高达800～1000℃的高温，产生的碎切屑和砂轮砂粒，需要我们选择合适的磨削冷却液，达到润滑、冷却、清洗及防锈的作用。
普通的轧辊磨削优先选用择合成切削液（JK-Ⅱ比例1：40）或者质量分数为百分之三到五的乳化液；精度要求较高的磨削加工可优先选择精制合成型切削液（JK-M比例1：40）或质量分数为百分之五至十的乳化液；超精磨削加工可选用质量分数为98％的煤油与含石油磺酸钡2%的混合液。选择合适的磨削冷却液，不但能降低磨削温度，还能减少磨削力，降低动力消耗，而且还可延长砂轮寿命和改善工件表面质量。
四、提高轧辊磨削精度的措施
使用具有优良性能的磨头的高精度轧辊磨床是高精度轧辊磨削的基本条件。其它磨削条件的改善，也会提高最终的磨削质量。
1、圆度差
中心架支承磨削时，工件轧辊支承轴颈的圆度直接复印到辊面磨削后的圆度，采用多支点的中心架虽然能起到部分修圆能力，但提高轧辊支承轴颈的圆度依然是提高辊面磨削圆度最有效的途径。设备具有活动顶尖附件时，可顶磨修圆轧辊支承轴颈，或设备中心架允许时，也可用边托边磨支承轴颈的方法，修圆支承轴颈，但此时磨削力要小，否则磨削力将会把轧辊顶翻。另外，磨削砂轮修整质量差、没有修圆，或者砂轮钝化未及时修整也将影响辊面磨削圆度。砂轮磨损和钝化后要及时修整，对于高精度轧辊磨削，砂轮修整分粗修、半精修和精修三个阶段，保证砂轮修圆修到位。
2、圆柱度超差
部分轧辊磨床几何精度项目超差，尤其是工件轧辊回转轴心线与拖板纵向运动方向不平行、砂轮床身导轨在水平平面内直线度误差超差将影响磨削辊面的圆柱度。其中砂轮床身导轨在水平平面内的直线度要直接复印为磨削辊面的母线直线度。及时修复机床精度，定期调整轧辊磨床砂轮床身精度，有助于提高磨削辊面的圆柱度。
砂轮磨损、钝化造成磨削辊面母线直线度超差。自动的轧辊磨床都具有砂轮磨损补偿功能，但砂轮的钝化需要操作者及时修整。
3、辊形超差
当代数控轧辊磨床都具备有误差补偿功能，它能满足辊形的要求。造成辊形超差主要是由于理论中高（凹）量与实际中高（凹）磨除量之间差值。这个差值使理论曲线和实际曲线增加了一个坐标增量，增量过大辊形误差就超差。解决的办法是：
1）采用直线滚动导轨、闭式静压导轨提高X轴的进给灵敏性和刚性；
2）合理选择X轴滚珠丝杆传动间隙（预加负荷量）。间隙过大空程量增大；间隙过小丝杆发热引起热变形。建议预加负荷取上限值。
3）优化X轴电气控制系统参数。
4）根本措施应该在测量程序设计时，将实测中高（凹）量作为理论中高（凹）量绘制理论辊形曲线。用马鞍尺测量验证该措施是正确的。
结语：我国对板坯板形的要求越来越高，所以对制作工艺的优化工作就显得尤为重要。提高轧辊磨削质量是提高生产工艺的关键。只有轧辊磨削质量的提高才能使制造出质量优异的产品。现如今，随着我国经济的迅猛发展，对各生产行业的质量要求也不断提高，企业只有优化自身技术，提高自身的竞争力，才能向良性的可持续方向发展。
参考文献：
[1]梁文勇. 精密轧辊磨削中存在的问题及处理办法[J]. 制造技术与机床. 2012（10）
[2]王凯. 轧辊磨床磨削工艺参数合理选择对轧辊质量的影响[J]. 现代机械. 2008（04）
论文作者:尤敬贵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/29
标签：磨削论文; 轧辊论文; 砂轮论文; 冷却液论文; 精度论文; 磨床论文; 导轨论文; 《防护工程》2018年第13期论文;