薄壁鋼導向輥加工要點

宋新海+王忠倉

在軟包裝生產中，導向輥的作用極其重要，如果在其加工和安裝過程中出現任何精度誤差，在生產走料時，就極易產生料膜打皺、偏移、劃破等現象，最終影響產品的印刷、復合和涂布質量。尤其是安裝于涂布機烘干箱中的導向輥，通常其采用的材質為薄壁鋼，加工過程中精度要求更高，所以存在較多難點。我公司在薄壁鋼導向輥的加工中積累了豐富的經驗，下面，筆者就將薄壁鋼導向輥加工要點總結成文，希望能夠幫助行業(yè)人士更多地了解薄壁鋼導向輥，進而對其進行正確維護。

工藝路線

為保證薄壁鋼導向輥的加工精度，在指定工藝路線之前，首先應明確幾個加工注意事項。

（1）薄壁鋼導向輥的同軸度公差、圓柱度公差和圓度公差應在±0.025mm以內。

（2）薄壁鋼導向輥輥身的表面粗糙度一般應為±0.2mm。

（3）在實際生產中，薄壁鋼導向輥的動平衡較難達到，所以在加工過程中必須保證其不平衡量小于10g。

（4）避免薄壁鋼導向輥的輥身表面出現缺陷問題，如加工產生螺旋線、材料缺陷及電鍍缺陷等問題。

薄壁鋼導向輥的主要作用是牽引、展平料膜和補償、傳遞動力，為充分保證薄壁鋼導向輥的加工精度和技術要求，結合上述薄壁鋼導向輥加工注意事項，筆者制定了薄壁鋼導向輥的加工工藝路線：各軸頭與輥身熱裝組焊接→熱處理（消除焊接與零件應力）→分別對各外圓進行粗研磨和精研磨（公差處留出0.6～0.7mm的余量）→修研中心孔→粗研磨各外圓直至見圓→動平衡調整→精研磨輥身外圓達電鍍前尺寸→檢查輥身表面缺陷并修補→電鍍硬鉻→修研中心孔→分別對輥身外圓及各軸頭外圓進行粗研磨和精研磨直至達標→動平衡調整→按照裝配圖要求研磨輥身。

加工要點

在加工過程中，為保證薄壁鋼導向輥的精度達標，筆者對各工序的加工要點進行了如下總結。

1.輥身的加工

由于薄壁鋼導向輥的動平衡要求較高，因此其輥身應選用冷拔精密鋼管。冷拔精密鋼管內孔尺寸均勻規(guī)則，其橢圓度≤0.06mm/m，直線度≤0.5mm/m，粗糙度為±1.6mm。

在薄壁鋼導向輥輥身的加工過程中，首先，將加工件放在鏜床以內孔為基準進行找正，銑平兩個端面，保證輥兩端孔口倒角為2×30°；然后，用頂尖頂住薄壁鋼導向輥的兩端孔口，在輥兩端進行車架位，直至見圓為止；最后，以輥外圓的車架位為基準，分別找正輥兩端止口。

采用以上方式加工而成的薄壁鋼導向輥壁厚均勻，為實現良好的動平衡打下了堅實的基礎。

2.熱裝組焊接及熱處理

為避免薄壁鋼導向輥在加工及使用過程中發(fā)生軸頭松動的現象，在加工過程中，應采取過盈熱裝并在斷面圓周處進行焊接的方法。同時為消除焊接過程產生的或零件自身的應力，還應在熱裝組焊接之后安排熱處理退火工序，以減輕薄壁鋼導向輥的變形程度。

3.車削過程

車削過程應以薄壁鋼導向輥輥身為基準，在輥兩端打出中心孔，具體過程為：用四爪夾住薄壁鋼導向輥的一端，同時另一端頂住中心架，分別找正輥兩端并車架位，采取這種一夾一頂的方式進行找正，車出兩個端面并打出中心孔。采取這種方式能保證薄壁鋼導向輥壁厚均勻，平衡偏差小。

因薄壁鋼導向輥壁厚較小，所以在車削過程中采用車削刀具的前角及后角應大一些，同時盡量減小徑向車削力，可進行多次進刀車削，以防薄壁鋼導向輥發(fā)生彎曲變形，在采用一夾一頂的方式分別車各外圓及端面時，應給各外圓磨削留有±0.5mm的余量。

4.修研中心孔

中心孔的精度直接影響著薄壁鋼導向輥的精度，中心孔是在車床上進行修研的，為保證薄壁鋼導向輥中心孔的加工精度，在修研中心孔之前，應在車床上配備一些鑄鐵頂尖（尺寸與磨床頂尖相同），將鑄鐵頂尖裝在車床的頭部以及尾架的錐孔內，再在研磨劑的作用下對薄壁鋼導向輥的中心孔進行修研。

另外，為保證薄壁鋼導向輥的同心度、輥身外圓的圓度及圓柱度符合要求，在工藝安排中，需要分別對中心孔進行粗研磨和精研磨，以確保薄壁鋼導向輥的磨削質量。

5.動平衡調整

由于薄壁鋼導向輥對動平衡的要求較高，因此在第一次動平衡調整之前，對兩端軸頭及輥身各外圓進行粗研磨時，應留有0.2～0.3mm的余量。第二次動平衡調整應在電鍍硬鉻和精研磨之后進行，在輥的兩個端面進行動平衡調整，以確保薄壁鋼導向輥的動平衡達到設計要求。需要注意的是，如果在電鍍硬鉻之前就進行第二次動平衡調整，則極易對輥身表面造成劃傷，從而影響薄壁鋼導向輥的電鍍質量。

6.電鍍過程

溫度會對薄壁鋼導向輥表面的電鍍層產生一定影響，如起皮脫離等質量問題，而涂布機烘干箱的溫度又比較高，一般可達到180°，因此在涂布過程中，不允許薄壁鋼導向輥出現任何質量問題，否則將會對涂布質量造成嚴重影響。

為充分保證薄壁鋼導向輥在高溫下的使用質量，電鍍層的厚度應為0.15mm，且電鍍后薄壁鋼導向輥表面不能出現氣孔、針孔等缺陷。此外，電鍍時還應注意以下幾個方面：①電鍍時須嚴格按照操作規(guī)程進行電鍍；②電鍍液應保持干凈無雜質；③電鍍液各成分比例應保證合適準確。

7.磨削過程

磨削是薄壁鋼導向輥最后一道加工工序，其加工質量的好壞將直接影響薄壁鋼導向輥的整體加工精度，由于磨削工序只會提高薄壁鋼導向輥的粗糙度，而不會改變其形位公差，因此，在電鍍前和電鍍后都要分別進行粗研磨和精研磨。

在磨削過程中，為提高薄壁鋼導向輥的加工質量，應采取以下措施：①粗研磨和精研磨應分別進行，以減小薄壁鋼導向輥的熱應力，使變形程度達到最??；②將中心孔擦拭干凈，保證中心孔形狀不變形；③注意保持砂輪平衡，避免其在轉動過程中產生震動；④保持磨削液的清潔度，并增加過濾裝置，避免砂粒劃傷薄壁鋼導向輥；⑤精研磨前做好動平衡調整，以防止薄壁鋼導向輥在轉動過程中產生震動；⑥選擇合適的砂輪，在對薄壁鋼導向輥進行高光潔度磨削時，應使用較細的砂輪，修正砂輪時，應防止砂輪磨粒發(fā)生脫離，并在之后用刷子清理掉砂輪表面的磨粒，以免對薄壁鋼導向輥表面造成劃傷；⑦調整好砂輪主軸及頭架軸承間隙；⑧精研磨時工藝參數應為：砂輪粒度為46～60號，砂輪速度為35m/s、薄壁鋼導向輥轉速為20～30m/min、工作臺速度為1.2～3m/min，磨削吃刀量粗研磨為0.02～0.04mm、精研磨為0.005～0.01mm，粗糙度為±0.04mm。

8.修補輥身外圓缺陷

對薄壁鋼導向輥的基本要求就是輥身表面零缺陷，因此在電鍍前和精研磨后都應檢查輥身表面是否存在磨削過程中造成的拉傷、螺旋線、燒傷以及材質本身存在的針孔等缺陷。如果缺陷是由磨削產生的，就應對該薄壁鋼導向輥進行返工；如果缺陷是材質本身存在的，如針孔等缺陷，就應先使用電火花冷焊機對針孔進行修補，再用油石打磨拋光，這種修補方式有以下幾個優(yōu)勢：①實現真正的冷焊，能夠保證薄壁鋼導向輥無變形、不退火，不出現咬邊和殘余應力，不改變金相組織；②修復后輥整體的結合強度更高，不易發(fā)生脫離；③修復精度高，涂層厚度從幾微米到幾毫米不等，只需打磨拋光即可。

9.輥身研磨

如果薄壁鋼導向輥的表面粗糙度較高，電鍍硬鉻并進行磨削之后，應對輥身表面質量、各尺寸及形位公差進行檢查，當這些指標都達到要求之后，在研磨機上選用不同等級的研磨帶對輥身進行反復研磨，直至表面粗糙度達標。endprint