羅拉軋輥在蝸桿砂輪磨齒機上的加工

杜曉峰，曹少強

（陜西秦川機械發展股份有限公司，陜西寶雞 721009）

0 引言

羅拉是英語單詞“roller”的音譯，有輥和軸的含義，是紡織機械上用于牽伸、梳理、輸送等機構的重要機件。牽伸羅拉是紡紗機牽伸機構的主要零件，由上羅拉和下羅拉成對組成羅拉鉗口，握持紗條進行牽伸。通常提到的羅拉即指牽伸下羅拉，它是外圓有溝槽、滾花或光滑表面的鋼制細長軸。羅拉軋輥是加工紡織機械中羅拉桿的刀具，羅拉由一對羅拉軋輥滾壓而成，若一對羅拉軋輥為同一旋向，所加工出的羅拉為左旋或右旋；否則，加工出的羅拉則為網紋形狀。羅拉是紡織機械上的關鍵件，又是易損件，其精度直接影響到紡紗的均勻度。羅拉軋輥一般由國外進口，一套售價上萬元人民幣，約能加工羅拉桿5 000 套。

1 羅拉軋輥的特點

如圖1、圖2 所示，羅拉軋輥的常用材料為Cr12MoV，熱

圖1 斜齒溝槽羅拉與菱形滾花羅拉

處理硬度為58～62HRC，其硬度雖然不高，但為高碳高鉻的萊氏體鋼，是典型的冷作模具鋼，屬工具鋼，具有高耐磨性。其常規加工方式一般為單牙銑削加工，效率很低而且加工精度很難保證。根據羅拉軋輥的特點做出在蝸桿砂輪磨齒機上加工的方案。

圖2 某種規格羅拉軋輥照片

2 羅拉軋輥磨削及工藝

羅拉軋輥一般齒數在500 牙左右，模數小于1 mm，可近似看作多齒數小模數齒輪的加工。羅拉軋輥的磨削加工與齒輪磨削加工不同的是其加工毛坯為圓柱形，對刀時只需將砂輪外圓接觸工件外圓，靠砂輪的旋轉及進給、工件的分度轉動及軸向運動加工出所需羅拉軋輥。羅拉軋輥法向齒形并非漸開線，根據其所加工的羅拉桿不同有特殊要求，一般為圓弧齒形。根據羅拉軋輥的使用方式，其對齒形的要求并不嚴格，對單個齒距極限偏差及工件外圓尺寸的一致性要求較高。羅拉軋輥的齒形是由特制的圓弧齒形金剛滾輪保證，單個齒距極限偏差則由工件旋轉軸的分度傳動保證，外圓尺寸的一致性則由加工工藝及砂輪徑向軸的進給精度保證。

針對羅拉軋輥多齒數小模數的特點，多頭螺旋線砂輪的磨削方式非常適用，能提高羅拉在磨削過程中的轉速，極大地提高了加工效率；在實際磨削加工中，針對不同模數齒數的羅拉軋輥分別采用5 頭及6 頭螺旋線砂輪磨削。針對這種工件的特殊性，專門編制了6 頭螺旋線砂輪修整程序，在實際磨削加工中運用了深切緩進給磨削工藝，并摸索出一套切實可行的加工方案。

根據羅拉的加工工藝，要求一對羅拉軋輥的外徑變化為±0.01 mm，才能有效保證被加工出的羅拉桿外徑在規定公差內。為此，在工裝設計時一次裝夾一對羅拉軋輥，一對軋輥在同一次磨削過程中加工完成，以保證外徑尺寸的一致性。

由于羅拉軋輥的牙細而淺（深度要求一般小于0.5mm），對砂輪有特殊要求。粗粒度砂輪較鋒利，有利于磨削，但不利于形狀的修整；而細粒度砂輪在磨削中磨損較嚴重，不能達到磨削精度要求。我們使用的砂輪型號為GC280L7V-40 m/s。該砂輪磨料為綠碳化硅，其硬度較剛玉類砂輪高但更脆。由于砂輪在磨削中磨損比較嚴重，而且對刀的松緊程度不易控制，雖然采取了加大砂輪切向位移率的方式，但仍難保證在一次磨削過程中將軋輥外圓控制在規定尺寸內。為此，將磨削分為兩個步驟：首先保證砂輪的齒根接觸工件外圓，程序停止但不放松工件，測量外圓實際尺寸與要求尺寸的差值；再重新設定砂輪徑向進給量，完成磨削。

圖3 羅拉軋輥圓弧齒形簡圖

圖4 金剛石滾輪修整部分示意圖

以下是某種規格羅拉軋輥的磨削過程介紹。整個磨削過程分為粗磨一、粗磨二、精磨一、精磨二幾個階段。在第一次磨削中，由于剛接觸工件時的接觸面積較小，磨削力不大，故粗磨一設定的砂輪每次徑向進給量為0.08～0.10 mm；隨著進給量的增大，接觸面積增大，磨削力增大，此時將徑向進給量減小，適當增大軸向進給速率。在粗磨二中設定砂輪每次進給量為0.03 mm，工件軸向進給速率為0.4 mm/r；將精磨一設為砂輪無進給磨削，精磨前砂輪切向位移1 mm，工件軸向進給速率為0.4 mm/r；精磨二設定砂輪每次進給量為0.01 mm，精磨前砂輪切向位移2mm，工件軸向進給速率為0.4mm/r。具體磨削參數見表1。

3 結論

目前羅拉軋輥在蝸桿砂輪磨齒機上的磨削已經在多家紡機用戶處應用，這種加工方式極大地提高了羅拉軋輥的加工精度與效率，滿足了用戶對羅拉刀具的加工需求。

圖5 蝸桿砂輪磨齒機機構示意簡圖

表1 某規格羅拉軋輥磨齒工藝參數（5 頭砂輪磨削）

［1］秦川機床廠.磨齒工作原理［M］.北京：機械工業出版社，1977.