淺談精磨車床的改造

曾婕

（廣西柳州鋼鐵（集團）公司 機械制造公司，廣西 柳州 545002）

膠輥是冷軋板坯設備上的易損易耗件，在一條生產線上，直徑小于Φ800 mm的膠輥組分15種約350條。在正常生產使用的情況下，平均每3個月需更換修復一次，是一塊具有經濟效益的項目。然而，在生產訂單未達到一定批量時，單針對冷軋連軋板坯設備而采購專業磨床，顯然是不合適的。為此，對現有的C630普通車床進行了適當改造，將切削刀盤改裝成砂帶磨削磨頭，用最少的制作成本獲取最大的利潤。

1 聚氨酯橡膠輥

聚氨酯橡膠由聚酯或聚醚與二異氰酸酯類化合物聚合而成，耐磨性高于其他橡膠，強度高，耐油性優良，其他如耐臭氧、耐氧及日光老化、氣密性等均很好。缺點是耐熱、耐水、耐酸堿性能差。而作為用聚氨酯及聚亞安酯作表襯的膠輥，具有高強度、抗耐磨、耐油、耐腐蝕、硬度范圍廣、與金屬粘接牢固不脫膠等特點，被廣泛應用于冶金、造紙、煤炭、木材加工、化纖、紡織、印刷等各種行業。如冶金制造業中張力輥、壓力輥、擠壓輥、托輥、涂覆輥等；造紙業中壓榨輥、羅紋輥等。

（1）使用情況。在正常生產情況下，冷軋橡膠輥一般使用3～6個月就必須進行修磨，每次最小的修磨量，應能保證把疲勞層清除，此層深度一般為0.15～0.30 mm。夾送輥、張力輥、導輥等工作一段時間后，應徹底清除毛面層和疲勞層（此層深度一般為2～5 mm），并在加工過程中防聚氨酯橡膠剝落。

圖1 膠輥切削用刀具

（2）膠輥切削用刀具。因膠輥表面硬度沒有普通的鋼材硬，具有較強的柔韌性，在切削膠輥磨損層時，需要用專門的切削刀具，如圖1所示的用白鋼刀經線切割所形成的具有較大切削刃及圓角的刀具，才適用于膠輥的切削。

（3）膠輥修磨方式。而膠輥硬度一般在60（邵爾A）以下的，可先在車床上用專用膠輥刀具將磨損膠輥表層旋切掉2～3 mm的磨損層，再以砂輪磨光；橡膠硬度在65（邵爾A）以上的膠輥，在車床上旋切至要求規格后，也可以用砂布進行砂光，也可采用柔性砂布帶研磨裝置表面加工。

2 冷軋生產線使用的軋輥類型與數量

冷軋生產線上所使用的軋輥類型與數量見表1。

表1 冷軋生產線上所使用的軋輥類型與數量表

3 聚氨酯橡膠輥在車床上的加工

3.1 車床的選擇

（1）直徑≤400 mm、長度≤1300 mm的表面襯聚氨酯、聚亞安酯的膠輥，可以考慮在普通的車床將走刀盤改成砂帶裝置，進行磨削或砂輪磨削；

（2）直徑≥400 mm而≤1 200 mm、長度≤4 500 mm的表面襯聚氨酯、聚亞安酯的膠輥，可以考慮在普通C611車床或外圓磨床M1380上進行磨削（因為軸頭直徑不可能大于輥身尺寸），磨頭可以采用砂輪，也可以選用砂帶磨削；

（3）其他的剪刃用平面磨床就可以滿足客戶使用要求，不再列入考慮范圍。

3.2 磨料的選擇

（1）砂輪選用超硬磨料人造金鋼石M-SD（粒度36/54～65/80），主要用于硬、脆材料的精磨、研磨和拋光等。

（2）砂帶采用耐水砂布帶法以棉布為背材，磨料宜用粒度為63～40標準氧化鋁、黑色或綠色碳化硅。

3.3 潤滑冷卻劑的選擇

（1）采用加有2％濃度的氫氧化鈉水溶液作為潤滑冷卻劑；

（2）采用蘇打水（Ⅱ），用于黑色金屬與非鐵金屬磨削，適于金剛石砂輪（樹脂結合劑砂輪不用）。

3.4 磨削方式的選擇

砂帶磨削與普通磨削相比較，有以下優點：

（1）磨削效率高。砂帶尺寸較大，有極高的金屬切除率。砂帶磨削的效率，已達到銑削的10倍，普通砂輪磨削的5倍，有“快削法”之稱。

（2）可有效減少工件的變形、燒傷。砂帶磨削時，砂帶和加工表面間的接觸面間的接觸面積較大，散熱時間長，散熱性好，有“冷態”磨削之稱。加工精度一般可達到普通砂輪磨削的加工精度，有的尺寸誤差控制在±0.005 mm，最低可達0.001 2 mm，平面度誤差已控制在0.001 mm以下。

（3）具有適當的柔性，有較好的跑合和拋光作用。砂帶磨削時，砂帶可反貼于工作曲面進行磨削，可磨削各種復雜的成形面，有“彈性”磨削之稱。工件表面粗糙度可達Rα0.8～0.2μm，且比較均勻。

（4）設備結構簡單，制造成本低。砂帶磨床比普通磨床結構要簡單，其傳動鏈短，機床功率利用率可達85％以上。

（5）適應性強。可在普通機床（車床、立式車床、龍門刨床等）上，利用砂帶磨頭對外圓、內圓、平面進行磨削加工。

（6）磨削穩定性好。砂帶裝在接觸輥（上輪）上，接觸輥（輪）極少磨損，傳動比固定不變，可使砂帶保持恒速，從而增加了磨削的穩定性。

（7）輔助時間少。工件一次定位后，可多次更換砂帶完成全部加工，無需像砂輪那樣進行平衡和修整。

（8）操作簡單，維修方便，安全可靠。

砂帶磨削雖然具有諸多優點，但由于砂帶磨床中某些部件（如接觸輥）的結構性能差異、砂帶的選擇及砂帶的速度與削液的選用等因素的影響，在砂帶磨削中也常會產生一些缺陷，但都可以采取一些技術措施進行消除，不作為主要的考慮因素。

4 車床改造方案的確定

將C620普通車床及C611車床的走刀箱進行改造，設計兩套砂帶磨頭，采用砂帶磨削的方式進行膠輥或其他輥件的磨削。采用耐水砂布帶法以棉布為背材，磨料宜用粒度為63～40標準氧化鋁、黑色或綠色碳化硅；采用加有2％濃度的氫氧化鈉水溶液作為潤滑冷卻劑進行磨膠輥。現用的M1380磨床則可以選取用人造金鋼石M-SD（粒度36/54～0/0.5）進行普通磨削磨膠輥，或正常磨削含鉻的其他輥軸。砂帶磨頭的設計，具體闡述如下：

（1）如圖2所示，電機選擇一普通的三相電機Y100L1-4就能滿足砂帶粗磨圓周速度為15～35 m/min及精磨時則為0.1 m/min的要求。

圖2 砂帶磨頭設計示意圖

（2）底座的螺孔要與待改造機床上的刀架孔吻合，即在設計前要先對拆卸刀架后的走刀箱上的螺栓位置進行測量，磨頭底座的螺孔位置尺寸要與實際測量尺寸來制作。

（3）粗磨時，為了提高磨削速度及強度，直接采用（如圖2）砂帶2的方式，即工作砂帶輪直接對著輥面進行磨削，精磨時再換成（如圖2）砂帶1的磨削方式，即利用2個工作砂帶輪中間的砂帶進行精磨、拋光。

（4）如圖2所示，調整塊上下滑動便于砂帶的安裝及張緊，如只進行粗磨時，還可以拆卸。

（5）整個設計結構簡單可行，整套工裝的生產成本按現市場價核算，不超過1 600元。

砂帶磨削的操作技術，參照《中級磨工技術》。

必須注意的是：砂輪或砂布帶在研磨過程中的圓周速度為15～35 m/min，精磨時則為0.1 m/min，砂輪與砂布帶旋轉方向與膠輥的旋轉方向一致。在砂輪和膠輥產生磨削的接觸點上，其旋轉方向是相反的，研磨時不得使膠輥膠層發熱。

膠輥表面精度的檢驗，參照《橡膠工業制品加工技術》中的膠輥表面加工。

5 結束語

通過對普通車床上的刀架進行改造，基本達到了磨削膠輥精度要求，并從經濟上分析可以看出，整個設計制作成本不高，簡單易行。實踐證明，采用簡單設計磨頭工裝，在現有的機床設備情況下，以最經濟的方式實現對膠輥的修磨，為企業創造了效益。

［1］邵奇惠.中級磨工技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

［2］翁國文.橡膠工業制品加工技術[M].北京：化學工業出版社，2005.