精密轧辊磨削中存在的问题及处理办法

梁文勇

（天水星火机床有限责任公司技术中心，甘肃天水 741024）

目前，铝箔轧辊的精度是各类轧辊要求最高的。磨削铝箔轧辊是对精密轧辊磨床性能、磨工技能、磨削工艺、机床环境的综合性能的验证。针对公司生产的MK8480精密数控轧辊磨床，在磨削铝箔轧辊的过程中具体出现的问题，查找产生问题的原因、提出解决办法。在反复多次调试、磨削、再调试的过程中，对轧辊磨床、磨工技能、磨削工艺有了更进一步的理解，并对多年轧辊磨床调试过程中所处理的问题进行了研究总结。

1 机床结构细节的调整

（1）机床安装必须压紧，与地基连成一体。相当于增加机床的质量和刚性，降低机床自振，可避免磨削抗力使砂轮让刀的问题。

（2）在拖板床身调整水平时，要求中间高，拖板床身两边低，不能凹心。因为拖板床身导轨直线度、平行度、贴合度、液压系统中的空气等，会导致拖板运行出现爬行现象。

（3）对大拖板的静压浮起量的调整:浮起量高，运动产生摆动;浮起量低，运动产生爬行现象。故浮起量为:0.01～0.005 mm。

（4）砂轮主轴轴心线必须保证与拖板床身导轨平行。砂轮主轴有抬、低头现象，砂轮修整后砂轮母线会出现凹形双曲线。若砂轮主轴轴心线与拖板床身导轨在水平面内不平行，在磨削时，砂轮因两边受力和线速度的不同，会导致砂轮两边脱粒不同，易出现螺旋纹。

（5）砂轮主轴轴心线要低于工件轴心线。

（6）砂轮主轴的精度会直接影响磨削表面质量。因为砂轮主轴轴承配合间隙过大，导致工件表面产生直波纹;砂轮主轴轴向窜动超差，导致工件表面产生螺旋纹;砂轮主轴轴承配合间隙过小或圆柱度不好，会影响U轴的灵活性。

（7）U轴的精度则直接影响磨削电流的稳定性。双向磨削时，中高曲线不重合，有半边吃刀，半边不吃刀的U轴漂移现象，所以需注意U轴配重以及偏心套的间隙和回转精度。

（8）砂轮卡盘与主轴锥度接触要好，而且必须保证大头接触，否则影响砂轮磨削受力时的平稳性。

2 精磨前的准备工作

（1）精磨时保证环境无振动，最好在其他机床停机时磨削。

（2）砂轮不平衡量在转动时产生振动，因此注意保持砂轮平衡;新装砂轮经静平衡后，上机修整砂轮;完后卸下再进行一次静平衡;砂轮在使用过程中出现不平衡，需要做静平衡;砂轮停车前关掉切削液，让砂轮空转几分种后再停车。

（3）砂轮修整完后必须手工倒圆。

（4）砂轮修得过细或金刚石顶角已磨钝，修出砂轮不锋利。修得过细的砂轮容易磨钝，而新修砂轮刚磨时会出现螺旋纹。

（5）精磨轧辊时，机床应开车空运转30 min，待机床热平衡稳定和液压油排净空气后，再实行磨削加工，此举便于稳定磨削精度。

3 精磨时的调整

（1）精磨时，一定要观察电流的稳定性。电流波动大时，工件表面的缺陷就无法消除。波动产生的原因很多，但必须解决后再磨，比如检查U轴、X轴的漂移量。

（2）在中高磨削时，轧辊两边容易出现螺旋纹。这是因为砂轮两边处吃刀，砂轮磨损脱粒后，此现象可减轻。

（3）砂轮电动机振动，工件表面则易出现振纹。磨头传动带长短不均匀产生的振动，使工件表面易出现振纹。在现场磨削时，只装了4根长度基本一致的传动带，振动明显好转。

（4）砂轮的选择:精磨时砂轮磨削时间要短，损耗要小，且要求砂轮磨削发热小，微刃性好，不应有自励现象。对合金钢轧辊来说，最好选用铬刚玉（PA）砂轮，但因条件限制，只能用现有的砂轮。

（5）在这次精磨中我们采用了两种砂轮进行试验。

第一种，用100粒的砂轮。粗磨将辊型磨好后，修整砂轮，进行精磨。横进给量取0.005 mm/往复行程，必须使电流平稳，控制在8～10 A。在无进给光磨时，必须使电流控制在6～7 A，且电流逐渐减小。此方法无进给光磨时间较长，测得工件粗糙度Ra0.065～0.085 μm。磨削工艺参数如表1。

表1 100粒砂轮磨削参数

第二种，用180粒的砂轮。粗磨将辊型磨好后，修整砂轮，进行精磨。横进给量取0.005 mm/往复行程，必须使电流平稳，控制在10～12 A。在光磨时，横进给量取0.003 mm/往复行程，必须使电流控制在7～8 A，且电流逐渐减小。测得工件粗糙度Ra0.09～0.145 μm。磨削工艺参数如表2。

表2 180粒砂轮磨削参数

修整砂轮时，砂轮线速度20 m/s，拖板纵向进给速度200 m/min，横进给量取0.01 mm/往复行程。

在这次精磨中改变了我们过去低速精磨的老磨削工艺观念。通过多次试验，不断改变磨削工艺参数，获得上述最佳的组合参数;最重要的是对改变磨削工艺参数的变化趋势取得了一定的认识。砂轮线速度越高，振动越大;速度低，砂粒易脱落。工件转速越低，横振纹越密;工件转速越高，砂粒易脱落，出现自励现象。拖板纵向进给速度越低，砂轮磨损越快;拖板纵向进给速度高，容易出现工件表面缺陷。

（6）对出现的综合问题，很难判断，应采取排除法，以缩小范围。比如:每次自动（非人为）进刀，磨削电流不稳。我们在可疑的部位压表观察，也没有得出结果。若通过磨直辊没问题，就可以判断是U轴的问题。

（7）因每台机床的固有频率不同，磨削工艺参数也不同。在无进给光磨时，可以采取一边磨削，一边使辊子在慢速范围内不断变换转速，以减小或打乱机床各种频率的振动对磨削圆度和磨削波纹的影响，提高轧辊磨削质量。

（8）在磨削试验中，发现供电系统电压的稳定性，也会直接影响精磨质量。

4 结语

本次铝箔轧辊磨削试验的结果，验证了机床的结构性能，对精密机床的设计改进积累了宝贵的经验。轧辊磨削精度和表面质量除了依靠精良的轧辊磨床工作精度之外，主要还取决于对特定的加工轧辊选用与之相匹配的砂轮、冷却液和磨削工艺参数。