浅谈超大型支承辊用车床代替磨床的加工

答辩论文浅谈超大型支承辊磨削工序在数控车床的加工程奇伟（中国第一重型机械股份公司轧辊电站事业部，黑龙江161042）【提要】：本文对超大型支承辊制造难点进行了分析，叙述了超大型支承辊需磨削加工的工序在数控车床上加工制造的工艺。生产实践证明只要制定完善的加工工艺，需在高精度磨床加工的辊身及辊颈外圆，完全可以在数控车床上加工完成并能保证其精度及表面质量要求。关键词：支承辊、锥度测量、磨削、研磨支承辊是轧钢机械中的关键部件，它承压大、磨损高，工作环境恶劣，制造的精度直接影响到支承辊的使用寿命，我公司近年承制了许多大型支承辊的加工，由于生产需要，我公司为某公司生产的重达226.4吨的5m宽厚板支承辊的所有磨床加工序需在数控车床上加工完成，这给加工制造了很大的困难，在加工此支承辊过程中我们改进加工工艺，使此支承辊顺利加工完成并取得了良好效果。一、技术要求：1.大锥体1：5.647与辊颈跳动误差≤0.05mm。2.1：5.647锥度误差≤0.03。3.锥体大头直径φ1601mm，其截面至辊身端面为122。4.锥体、辊身、辊颈的粗糙度为Ra0.8。5.辊身圆柱度误差≤0.08mm，辊身与辊颈的跳动误差≤0.05mm。6.基准圆圆度误差≤0.03mm。二、制造难点：超大型支承辊在技术方面要求十分严格，其辊身长、直径大、吨位大，精度及表面质量要求高，由于加工设备的精度问题很容易产生加工误差，从而影响产品质量。由于支承辊辊身外圆、锥辊颈外圆、基准外圆的形位公差精度及表面粗糙度要求十分高，在数控车床加工时为了达到技术要求我们采用机床自带磨头进行磨削加工。三、工艺过程控制：1.辊身外圆磨削加工1）技术要求：辊身圆柱度精度≤0.08mm，粗糙度为Ra0.8。2）砂轮选择：由于支承辊的辊身硬度在HSD50±3左右，选用φ900的60＃-80＃棕刚玉砂轮，同时必须有流量充分，过滤清洁的可溶性油乳剂进行冷却。3）磨削方法：由于辊身一般直径留有0.8mm磨削余量，首先采用大的磨削深度和较大的纵向进给量进行粗磨，当见圆后再采用较小的磨削深度较小的纵向进给量。磨削参数为：零件转速：15-22m/min纵向进给量：0.3-0.5B/r（B为砂轮宽度）横向进刀量：0.01-0.03mm砂轮转速：22r/min磨削加工按照粗磨、精磨、光整加工的步骤进行。在粗磨前检查辊身直径余量及偏摆情况，确保精加工余量足够才能开始磨削，磨削见圆后检查圆柱度及径向跳动，合格后以0.005mm的切削深度进行精磨，精磨时要调大冷却液的流量来把砂轮沫冲洗干净，以防止残留的砂轮沫夹在砂轮与活件之间对精磨后的表面造成刻划影响表面粗糙度。由于数控车床的刀架的刚性原因磨削后的表面粗糙度达不到图纸要求，为了提高表面质量在光整加工时不用磨头磨削而采用精细砂纸进行研磨，砂纸在刀架上装夹时背部垫弹性较好的胶皮块，这样研磨时避免了径向压力过大引起砂纸损坏而研伤活件表面，研磨时用煤油及机油的混合液进行冷却与润滑，以便延长砂纸的使用寿命及迅速冲刷掉被加工表面的金属微粒和掉下来的砂粒，通过光整研磨的表面粗糙度可以达到Ra0.8完全满足了图纸要求。磨削加工时要注意：1）冷却液要充分、干净。2)砂轮要及时修整，防止砂轮钝化烧伤加工表面。2.大锥体的加工磨削大锥体时采用数控编程进行磨削。磨削参数为：零件转速：22r/min纵向进给量：0.3-0.5B/r（B为砂轮宽度）横向进刀量：0.01-0.03mm砂轮转速：30r/min由于大锥体对基准圆的跳动误差≤0.05mm，其1:5.647锥度误差≤0.03，所以加工大锥体时为了很好控制大锥体的锥度误差和锥体大头直径φ1601截面到辊身端面122的精度要求，采用马鞍式的定位锥度样板进行测量加工，见附图。（）（定位长度）(样板)：5.647样板（）测量方法是。求图示x值。已知：K＝1:5.647，α＝5°3′35″，D＝φ1601，样板小头实测值d＝99.15，样板定位长度值l＝122，求x。解：x＝（D+d）cosα＝（1601+99.15）cos5°3′35″＝1693.52采用这种方法测量能保证锥度精度而且简单、准确。3.基准圆的加工支承辊的辊身及锥辊颈对基准圆有0.05mm跳动要求所以基准外圆要与辊身及锥辊颈在一次装夹中一同加工完成。在加工中由于基准圆与辊身直径相差1403mm，落差较大，数控机床的磨头磨削不到，所以我们就采用先将基准圆车削加工至上差+0.08mm，粗糙度达Ra3.2后采再用毡轮（见附图）进行抛光进差，抛光后的轴颈表面粗糙度可达Ra0.4,完全可以满足图纸要求，加工后测量辊颈的圆度完全在公差范围内。如图毡轮直径φ400mm,厚度40mm，外圆浸入胶水，粘上60＃（粗抛）、120＃（精抛）金刚砂，干8小时后使用。电机毡轮支承架四、结语采用上述工艺手段及措施，我们以数控车床代替数控磨床完成了韩国现代5m轧机支承辊、莱钢4300支承辊等的加工，均达到了设计要求，保证了产品质量。