冷轧辊辊面磨削缺陷成因及防止措施

 

1、冷轧辊精磨时产生多角形和振纹的原因是什么，怎样防止?

    轧辊表面的多角形是指在轧辊表面沿母线方向上存在一条条直线痕迹，如从轧辊的横断面看，周边呈现近似正弦波的曲线，如图4-20所示。这种多角形缺陷在外圆磨削时最常见。

图4-20多角形示意图

    所谓轧辊表面的振纹(波纹)是指在轧辊表面上存在的各种不同形状的深浅不一的花纹。在低表面粗糙度磨削时常出现的振纹见图4-21。

图4-21轧辊表面的振纹示意图

    产生多角形及振纹的原因是在磨削时砂轮相对于工件有振动，这种振动是由于砂轮不平衡、砂轮传动电机不平衡、传动平皮带厚薄不均或三角皮带长短不一致等引起的。磨削过程中，砂轮对轧辊产生摩擦作用后，也会引起轧辊的振动，致使轧辊表面出现振纹。

    防止产生多角形和振纹的措施如下：

    (1)砂轮需经过仔细静平衡。要求砂轮在平衡架平衡时，8个方位都能停留得住。

    (2)电动机动平衡。建议采用HYQ-22整机动平衡仪对电动机加皮带轮进行平衡。

    (3)电动机减振。电动机装在机床上时，下面应垫上木板或硬橡皮，并拧紧螺钉。

    (4)减少皮带振动。皮带拉力不均匀，也会引起砂轮架振动。一般用薄型平皮带较好，皮带厚度要均匀；如用三角皮带时几根皮带的长短要一致，皮带的松紧要恰当，太松也会引起砂轮架的振动。

    (5)提高砂轮架的抗振性。砂轮架与床身导轨接触的好坏，对振动的影响很大，因此要求导轨副一定要接触良好。

    (6)选用合适的磨削用量。砂轮与轧辊宜采用较低的线速度，工作台面速度和横向进给量也应选得小一些。

    (7)选择合适的砂轮。在选用砂轮时，要注意砂轮硬度是否均匀。硬度不均匀也会引起轧辊表面产生波纹。在镜面磨削时，采用超软的树脂结合剂并加有石墨的细粒度砂轮。由于这种砂轮具有一定的弹性，对振动不敏感，可基本上消除轧辊表面的波纹。

(8)砂轮磨钝后应及时修整砂轮，注意修整时，金刚石应置于合适的位置上。

 

2、冷轧辊磨削时产生螺旋形的原因是什么，怎样防止?

    所谓螺旋形是指在磨削时轧辊表面上存在一种像螺纹一样的螺旋线痕迹，而且这种螺旋线的导程及粗细在不同条件下都有所不同，如图4-22所示。

    当螺旋形与轧辊转速和工作台速度关系一致时，产生螺旋形的原因及防止措施如下：

    (1)砂轮在粗修整时母线修得不平，精修整时由于修整量少而矫正不过来。磨削时砂轮同轧辊部分接触，常常是砂轮的一个棱边接触轧辊，使轧辊表面出现螺旋形，如图4-23所示。因此在精密磨削、超精磨削和镜面磨削前，粗修整砂轮时的切深不宜过大，一般可在0.005～0.Olmm／次。

 

图4-22轧辊表面螺旋形

   

图4-23砂轮修整不平造成螺旋形

(2)修整砂轮时没有用冷却液，或冷却液只冲着砂轮的一部分，另一部分没有被冲着，没有冲着冷却液的部分，修整时的金刚石会引起膨胀，而造成砂轮母线不直。因此，在修整砂轮时，应有充分的冷却液，而且喷嘴位置和冷却液要对准砂轮的整个宽度。

    (3)砂轮架主轴翘头或低头，使砂轮中心线在垂直平面内与磨床导轨不水平，因而在修整时会使砂轮母线成凹形。凹形的砂轮表面与轧辊接触不良而引起螺旋形。在安装砂轮架时，允许砂轮轴有一点翘头，每lOOmm约为O.005mm，主轴的水平可通过修括砂轮架导轨或转盘来达到。

    (4)工作台润滑油压力过高，使台面运动时稳定性差，有漂浮现象，从而在磨削时产生单边接触，而使轧辊出现螺旋形。因此，导轨润滑油压力要低些，流量要小些。

    (5)由于头、尾架系统刚性不一致，在磨削力基本不变的条件下，系统刚性差的变形大，砂轮与轧辊接触不良而引起螺旋形，如图4-24所示。在这种情况下，应用减少磨削用量的办法来解决。

    (6)砂轮架刚性差。当砂轮受到磨削法向力作用时，产生绕垂直轴线的水平偏转。图4-25a表示砂轮在修整时，受力小而基本不偏转；图4-25b表示砂轮在磨削时受力大，而产生一定的偏转，造成砂轮边缘与轧辊接触，而产生螺旋形。特别是用石墨砂轮做镜面磨削时，这种现象更容易出现，因为镜面磨削时法向力(即砂轮与轧辊的接触压力)较大。这可以通过修括导轨和选配滚柱等措施来解决。

图4-24磨床头、尾架刚性不一致引起螺旋形

图4-25砂轮偏转引起螺旋形

    (7)砂轮架导轨扭曲，而修整时金刚石的位置和磨削时轧辊的位置相差太多，也会使砂轮在磨削时出现与轧辊单面接触，造成螺旋形缺陷。因此必须提高横向导轨本身的精度，修整砂轮时砂轮架的位置最好与磨削时位置相近。

    (8)当因砂轮硬度在宽度方向上不均匀造成螺旋形时，则应更换砂轮。有些砂轮其两边的硬度与中间硬度不一致，所以在低表面粗糙度磨削时，砂轮两边应修得低一些。

    (9)磨削时，由于砂轮旋转而产生热变形使砂轮偏转，造成砂轮母线与轧辊接触不好，从而产生螺旋形。当磨床在较热的状态下修整砂轮时，也易造成砂轮母线不平。因此，要求在机床进入温升饱和状态下，再进行修整砂轮和磨削。

 

3、轧辊磨削时产生烧伤的原因是什么。怎样防止?

    所谓烧伤是指在轧辊表面上存在黄褐色或黑色的形迹。这种形迹往往随着螺旋形缺陷同时出现，而且也呈螺旋形(图4-26a)，或者随着多角形缺陷同时出现而呈直线形点线状分布(图4-26b)，在有些情况下，烧伤斑点为无一定规则的点状分布。烧伤的痕迹一般比较深。在精密磨削或超精磨削时，如果用陶瓷结合剂的砂轮磨削，在磨削时一旦出现火花，则轧辊表面就很容易出现螺旋形烧伤。

图4-26轧辊表面烧伤痕迹

  产生烧伤的原因是：

  (1)砂轮硬度选择太硬；

  (2)磨削时横向进给量过大，纵向走刀速度过快；

  (3)砂轮修整过细，特别是粗粒度砂轮(46～80号，即粒度为400～160μm)经细修整后，极容易出现烧伤；

    (4)砂轮过钝，磨削能力差；

    (5)磨削时冷却液喷嘴安放得不好，冷却液不能顺利进入磨削区，或者冷却液供应不充分。  

    防止产生烧伤的措施是：

    (1)砂轮硬度不能过硬，应根据轧辊材质合理选用磨料；

    (2)适当减少磨削用量，并适当提高轧辊线速度；

    (3)冷却液喷嘴位置要安放好，而且要有充足的冷却液；

    (4)砂轮钝后要及时修整；

    (5)磨削时如出现火花，应立即退刀，并重新进给，减少进给量，必要时应重新修整砂轮；

(6)适当将砂轮修整用量选得稍大些。

 

4、轧辊磨削时产生划痕的原因是什么，怎样防止?

    划痕(或称划伤、拉毛)有以下几种情况：一种是粗划痕，其深度比较深，约O.002～0.003mm，甚至更深一些，这种划痕的分布没有一定规则，而且数量也较少；另一种是细划痕，比较浅，约 O.0005mm，通常较均匀地分布在轧辊表面上，数量也多。几种划痕情况如图4-27所示。

图4-Z7轧辊表面划痕示意图

    产生划痕的原因是：

    (1)磨削时，磨粒掉在砂轮和轧辊之间而引起。这种拉毛点数量较少，深度较深，不均匀地分布在轧辊表面上。

    (2)冷却液不清洁，磨削时冷却液将磨粒或磨屑带入砂轮与轧辊之间引起。这种拉毛分布无规则，且拉毛点数量较多。

    (3)砂轮工作面上存在着个别凸起的磨粒。砂轮经过修整后，可用手指轻轻贴在旋转的砂轮表面，会感觉到有个别高出的磨粒。这种磨粒一般用刷子清除不掉。

    (4)选用的砂轮磨料脆性较大，如碳化硅、微晶刚玉等，由于脆性大，磨粒容易破碎，因而引起拉毛。

    (5)选用的砂轮硬度偏低，或砂轮硬度均匀性不好，这样在磨削时磨粒也容易脱落，引起轧辊表面拉毛。

    (6)精密磨削和超精磨削时，选用粒度太粗的砂轮，也容易引起数量不多的拉毛。    ．

    (7)上一道工序表面粗糙度较高，而在磨削时，轧辊表面磨削量较少，因而留下上道工序的磨痕。这种磨痕数量很多，分布也广。

    防止产生划痕的措施有：

    (1)冷却液应经过良好的过滤，以防止磨削时带入杂粒。

    (2)轧辊材质韧性高，选用磨料的韧性也高，砂轮硬度也应高一些。硬度不均匀的砂轮要更换。

    (3)砂轮修整后，要开大冷却液，并用刷子清洗。

    (4)选用粒度较细的砂轮，如用240号粒度(即63～50μm)的砂轮进行精磨削和超精磨削，这样会获得良好均匀的轧辊表面。

    (5)砂轮修整好后(特别是粗粒度砂轮)，表面有些磨粒冲不掉，刷不掉。因此磨第一个轧辊时，余量应稍多一些，使这些凸出的磨粒脱落后再进行正常的工作。这种措施对较软的轧辊材质更为合适。

    (6)每一道工序前的轧辊表面粗糙度均应达到一定的要求，精密磨削前轧辊表面粗糙度Ra≤O.4μm；超精磨削前轧辊表面粗糙度Ra≤0.1／μm；镜面磨削前的轧辊表面粗糙度Ra≤ O.025／μm。否则，会由于磨削时轧辊表面磨削量少而留下上道工序的磨痕。

    (7)选用合适的修整用量和磨削用量。

(8)砂轮的两边应修整成一台阶或倒角，以防止砂轮两边的磨粒由于粘结强度低而在磨削时脱落。