关于提高轧辊磨削质量的对策分析
摘要：磨削是指用磨料、磨具等工具来加工比较精确零件的加工方法。磨削加工是切削加工零件的方法之一，这种方法与其它加工零件的方法相比，其过程比较繁琐且成本较高。这种方法的磨削加工过程需要利用磨具的高速旋转来对零件的表面进行切削加工。本文主要针对如何提高轧辊磨削质量的对策进行分析和讨论。
关键词：磨削加工;轧钢生产;质量缺陷;控制;磨床
一、轧钢轧辊概述
轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。轧机部件中轧辊的工作条件最为复杂。轧辊在制造和使用前的准备工序中会产生残余应力和热应力。使用时又进一步受到了各种周期应力的作用，包括有弯曲、扭转、剪力、接触应力和热应力等。这些应力沿辊身的分布是不均匀的、不断变化的，其原因不仅有设计因素，还有轧辊在使用中磨损、温度和辊形的不断变化。所以轧辊除磨损外，还经常出现裂纹、断裂、剥落、压痕等各种局部损伤和表面损伤。一个好的轧辊，其强度、耐磨性和其他各种性能指标间应有较优的匹配。合理的辊形、孔型、变形制度和轧制条件也能减小轧辊工作负荷，避免局部高峰应力，延长轧辊寿命。
二、轧钢轧辊磨削质量影响因素分析
1、砂轮影响
砂轮是磨床的主要部件之一，它的质量将直接影响磨床的磨削质量。因此，在选择砂轮时，应综合考虑砂轮的磨料、硬度、粒度和结合剂等因素。
(1)磨料的选择
在砂轮行业中，磨削材料简称磨料，是制造砂轮的主要原料，切削工作主要由它完成。因此，在选择磨料时，必须选择锋利、硬度高、韧性好，并且耐热性好的材料。磨削用的磨削材料分天然和人造两大类，要根据具体的生产情况选择磨料。
(2)硬度的选择
硬度是指砂轮在外力作用下磨粒脱落的难易程度。如果选择过硬的砂轮，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，就会增加磨削热，很容易造成工件被烧伤，进而降低磨削效率，影响磨削质量;反之，选择过软的砂轮，磨粒还在锋利时就会脱落，不但会增加砂轮的损耗，还很容易失去正确的几何形状，最终影响工件精度。所以，在工件的生产过程中，要选择与轧辊硬度相匹配的砂轮，这样既可以提高磨削效率，又能保证磨削精度。
(3)粒度的选择
粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。粒度小的砂轮具有性能稳定、表面质量高等优点;粒度大的砂轮则具有不易被堵塞、耐用度高和切削能力强等优点。砂轮粒度的选择直接影响工件加工的粗糙度和磨削效率。一般来说，粒度细，工件粗糙度小，磨削量小;反之，粒度粗，工件粗糙度大，磨削量也大。因此，在满足粗糙度的前提下，应尽可能选用粒度较粗的砂轮。
(4)结合剂的选择
结合剂是将磨料黏接成各种砂轮片的材料。结合剂的种类及其性质将直接影响砂轮片的硬度和强度。在具体的生产过程中，砂轮片经常在高速旋转中被磨削，而且又是在高温、高压、强冲击载荷和强腐蚀性切削液的条件下工作。因此，在选择结合剂时，要以磨料黏接的牢固强度，结合剂本身的耐热、耐蚀性能为重要依据。
常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂和树脂结合剂。由于陶瓷结合剂的物理性能和化学性能稳定，对各种环境的适应性强，并且不怕水、油、酸和碱的侵蚀，价格便宜，而被广泛应用;而树脂结合剂则具有结合强度高、有弹性、便于调整结构和性能等优点。
2、磨削冷却液的影响
轧辊磨削时，由于轧辊材料变形的内摩擦与砂轮和轧辊材料的外摩擦，将产生大量的磨削热，磨削产生的高温可使轧辊表面烧伤、产生裂纹。因此，磨削时的冷却是非常重要的。磨削冷却液在磨削过程中可起到了润滑、冷却、清洗和防锈的作用。根据磨削液的作用，磨削液应该满足下列要求：磨削液的化学成分要纯，不应含有毒性的杂质。磨削液的酸度PH值应呈中性，以免腐蚀轧辊、磨床和刺激人的皮肤;不易变质;不易燃烧，不易挥发;透明度好，便于观察磨削情况;不腐蚀砂轮结合剂。
3、磨削用量的影响
在磨削加工中，磨削用量指砂輪圆周速度、工件圆周速度、纵向进给量和横向进给量。磨削用量的选择直接关系着工件的表面质量、加工精度和生产率。一般来说，加大任何一个磨削用量，都能达到提高生产率的目的。但是，各用量对工件表面粗糙度、烧伤和加工精度的影响不同，必须根据具体的加工条件合理选择磨削用量，在保证加工质量的前提下，尽量提高生产效率。
三、提高轧辊磨削质量的对策
1、优化砂轮的选型操作
在轧辊磨削工艺中，砂轮选型是一个非常重要的环节。砂轮如果合适，不仅可以出现在磨削过程中的磨削缺陷，还可以提升轧辊/砂轮损耗比，从而使生产成本降低。其中粒度、硬度与结合剂是砂轮选型的关键。由于磨削后轧辊表面的粗糙度范围与砂轮粒度有着非常大的关系，所以选择砂轮时其粒度非常重要，要严格按照轧辊与砂轮粗糙度的对照来进行选择。冷轧高铬辊在磨削时，选择树脂结合剂的砂轮比较合适。可以通过磨削1mm轧辊中砂轮直径的消耗的计算对砂轮的使用性能进行粗略的评定。整片测试砂轮消耗完毕后才可以进行评定，将轧辊与砂轮每次磨削时的消耗情况进行记录，两者的损耗比以及砂轮损耗曲线都可以通过简单的计算得出。
2、加强计算机数字化控制
(1)磨床的自动化
目前，数控磨床的自动化程度越来越高，在追求磨床自动化的过程中，首要明确，实现自动化追求目的是降成本增效益，提质量达目标。如何提高磨床的自动化程度，加工工艺水平和磨床本身的硬件条件两者缺一不可。磨削过程分为磨前、磨中和磨后。加工工艺在磨削过程中贯彻始终，是自动化磨削过程的专业技术力量。其目的是能够进行稳定、可靠的加工生产，任何一个环节出现纰漏，都会直接影响磨床的自动化加工。数字控制系统是自动化磨床的前提，不断发展的计算机科技技术满足了我们磨床的日益发展的需要，结合数字控制系统，测量系统、修正系统、冷却系统等都是一台全自动化磨床的使用发展基础。
(2)用高端CNC装备磨床
数控磨床对数控系统的要求很高，其数控系统是开放式的，是基于PC的数控系统。在磨床的操作过程中，各种磨削参数是需要不断修正，这就意味着磨床的数控系统必须具有高速运算的特性。此外，磨削过程中还有很多循环程序，相当于一个个的宏指令。我们在专用的数控磨床系统里面运用“图形编程”功能，操作者只需画出图形，程序就会自动生成。因此，对于数控磨床，不止要包含核心功能的简约型数控系统，还需要一套高端的磨床软件设施，在数控系统的平台上，进行二次研究开发，以满足磨削精度的需要。
结束语
钢铁企业的轧线产量以及轧钢质量直接取决于轧辊磨削的效率和质量，因此轧辊磨削对机时产量以及钢辊耗成本的控制有着非常重要的意义。由于先进的数控软件和技术对维修技术和故障判断的要求很高，磨削工艺的复杂性要求进一步提高轧辊磨削的质量和效率。再加上，轧辊的数量大，种类多以及较快的更换频率，对设备的稳定、操作工艺以及磨床设备效率都提出了很高的要求。因此磨床磨削工艺的不断改进与优化，成为解决这个问题的有效保证。
参考文献：
[1]张映晖.浅谈HERKULES轧辊磨床磨削工艺优化[J].机床与液压，2011.12.
[2]李浩林，焦阳，王昌富，程松.数控轧辊磨床砂轮宽度补偿算法的研究[J]，现代机械，2009.35(12).
[3]张逸帆.轧辊表面磨削质量缺陷分析及控制措施[J]，中小企业管理与科技(上旬刊)，2010.10.
[4]黄谟.轧辊磨床磨削工艺参数优化研究[J].科学咨询，2012.12.
查看全文
false