鋁制細(xì)長導(dǎo)向輥的加工技術(shù)革新

安雙薇

[摘 要] 導(dǎo)向輥是一種薄壁輥筒類細(xì)長軸件，材質(zhì)為鋁合金6000系列鋁材，剖面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成品件對表面粗糙度和同軸度要求極高、壁薄不易加工（含硅量大）、易產(chǎn)生共振。導(dǎo)向輥的精度直接影響印刷機(jī)的整體精度，對印刷質(zhì)量起著決定性作用。

[關(guān)鍵詞] 導(dǎo)向輥;細(xì)長軸;跟刀架;粗糙度;技術(shù)革新

所謂細(xì)長軸就是工件的長度與直徑之比大于25（即L/D>25）的軸類零件。在切削力、重力和頂尖頂緊力的作用下，橫置的細(xì)長軸很容易彎曲甚至失穩(wěn)，因此，車削細(xì)長軸時(shí)有必要改善細(xì)長軸的受力問題。

一、細(xì)長軸特點(diǎn)

由于細(xì)長軸剛性很差，在加工中極易變形，對加工精度和加工質(zhì)量影響很大。為此，生產(chǎn)中常采用下列措施予以解決：

（一）改進(jìn)工件的裝夾方法

粗加工時(shí)，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座頂尖采用彈性頂尖，可以使工件在軸向自由伸長。

（二）采用跟刀架

跟刀架是車削細(xì)長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時(shí)徑向切削分力的影響，從而減少切削振動(dòng)和工件變形，但必須注意仔細(xì)調(diào)整，使跟刀架的中心與機(jī)床頂尖中心保持一致。

二、導(dǎo)向輥的加工工藝過程

（一）加工流程

為保證導(dǎo)向輥能完全滿足加工精度及技術(shù)要求，導(dǎo)向輥的加工流程通常設(shè)定為：

將導(dǎo)向輥的軸頭與輥身進(jìn)行熱裝→粗車導(dǎo)向輥的外圓和兩個(gè)端面，并分別在兩個(gè)端面上打出中心孔→以兩端中心孔為基準(zhǔn)，精磨導(dǎo)向輥外圓及兩端軸頭→在動(dòng)平衡機(jī)上設(shè)定動(dòng)平衡，使導(dǎo)向輥平衡力矩不大于5gmm→利用數(shù)控車床精車導(dǎo)向輥外圓。

（二）加工要點(diǎn)

1.軸頭與輥身的熱裝形式

通常情況下，導(dǎo)向輥的軸頭與輥身都是采用熱裝形式，這樣可以減小導(dǎo)向輥圓周方向的擾動(dòng)。

2.軸頭材質(zhì)的選擇

進(jìn)行熱裝的兩個(gè)組件的材質(zhì)應(yīng)該相同，這是因?yàn)槿绻麅蓚€(gè)組件的材質(zhì)不同，熱膨脹系數(shù)就不同，就會影響到兩個(gè)組件的熱裝效果，所以理論上軸頭材質(zhì)應(yīng)與輥身材質(zhì)相同。

3.軸頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

除此之外，還要對軸頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以消除熱膨脹對熱裝效果的影響。經(jīng)多次改進(jìn)，在導(dǎo)向輥上分別加工了軸向槽和徑向槽。同時(shí)為保證薄膜在輸送過程中保持穩(wěn)定、均勻的張力，導(dǎo)向輥兩端的軸頭結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有較好的支撐能力。

三、跟刀架技術(shù)革新

在生產(chǎn)的Y125型凹版印刷機(jī)中，導(dǎo)向輥不僅壁薄、管長，材料為不易加工的鋁合金材料，要求有很高的表面粗糙度和同軸度，要達(dá)到使用要求必須滿足設(shè)計(jì)和工藝要求。對我國同行業(yè)來說生產(chǎn)長度超過2600mm的輥?zhàn)由袑偈桌@就給生產(chǎn)帶來了很大的不便，在沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒的情況下，通過自己多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合這幾年生產(chǎn)鋁制導(dǎo)向輥（其他型號，輥身較短）的技術(shù)摸索。重點(diǎn)對刀具幾何角度、車削用量、車削速度狠下功夫。

細(xì)長軸在車削時(shí)必須使用跟刀架，再根據(jù)工件的類別選擇合理的走刀方向。雖說刀具起到了很大的作用，但是不能忽視跟刀架在車削細(xì)長軸時(shí)所發(fā)揮的決定性作用，怎么跟？跟多緊？這是擺在我們面前的首要問題。結(jié)合車間生產(chǎn)的一些寶貴經(jīng)驗(yàn)，在解決上述問題之前必須合理選擇跟刀架磨頭的類型和結(jié)構(gòu)。首先采用傳統(tǒng)的鋼制和鑄鐵磨頭，不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，主要是走刀紋理不均勻光潔度不達(dá)標(biāo)。故此，在原磨頭前鑲嵌一枚鋼珠，在實(shí)驗(yàn)同樣失敗的情況下，又將鋼珠更換成軸承，這樣雖然很大程度上提高了表面質(zhì)量，但是仍然不能滿足使用要求，而且表面仍然存在微小振紋，怎么辦？于是我想選擇一種密度較小，且能很好消除機(jī)床共振的材料，先后嘗試了黃銅、紫銅、尼龍等材料。最終經(jīng)過試驗(yàn)選擇了尼龍作為磨頭。通過多次試驗(yàn)，不僅保證了表面粗糙度和兩端同軸度，而且很好地滿足了設(shè)計(jì)和工藝要求，在緊接著的生產(chǎn)過程中，我發(fā)現(xiàn)跟刀架的松緊直接影響輥身的各項(xiàng)性能指標(biāo)，怎么自動(dòng)平衡由人為因素對加工過程所造成影響呢？又通過多種方法實(shí)驗(yàn)，最終在尼龍棒根部裝入一定彈力的彈簧，這樣在車削過程中由于人為造成的夾緊力不均衡和機(jī)床振動(dòng)的徑向力就由彈簧自動(dòng)補(bǔ)償?shù)袅耍瑥亩鴱氐捉鉀Q了精車的技術(shù)問題，由于技術(shù)革新，在生產(chǎn)完全部Y125鋁制導(dǎo)向輥后無一件不合格品，經(jīng)過本次技術(shù)革新使鋁制細(xì)長導(dǎo)向輥的生產(chǎn)邁上了一個(gè)新臺階。

四、革新效果

未革新前生產(chǎn)的同類型導(dǎo)向輥全部從臺灣進(jìn)口，費(fèi)用相當(dāng)昂貴。此次技術(shù)革新后自行制造同類型導(dǎo)向輥，在各技術(shù)指標(biāo)滿足使用的前提下，并不比進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量差，并且精度有過之而無不及。按照生產(chǎn)成本來說，不僅大大降低了整臺機(jī)器的制造成本，而且每臺份為企業(yè)節(jié)約外匯資金高達(dá)幾十萬元。不僅解決了印刷機(jī)的制造瓶頸問題，還很大程度上降低了制造成本。在一定程度上提升了產(chǎn)品的市場競爭力，為企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋新海，王忠倉.薄壁鋼導(dǎo)向輥加工要點(diǎn)[J].印刷技術(shù)，2014（8）.

[2]王曉敏.薄膜導(dǎo)向輥的加工要點(diǎn)[J].印刷技術(shù)，2012（18）.

[作者單位]

渭南技師學(xué)院

致謝：感謝陜西北人印刷機(jī)械有限責(zé)任公司陳惠平對此文在纂寫過程中給予的幫助。

（編輯：張佳琪）