鋁冷軋數控軋輥磨床的“8刀磨削法”

徐繼根

（江蘇蘇鋁鋁業有限責任公司，徐州221007）

0 前言

在鋁合金冷軋工作輥的使用過程中，會出現輥面被壓花、粘傷或者更換牌號等情況，一般都要求進行更換或按照工藝要求進行再次磨削方可再次使用，所以軋輥磨削的加工質量直接影響到軋制鋁板的表面質量和板形[1]。因此人們對冷軋工作輥的磨削表面質量的要求越來越高，對數控軋輥磨床操作技能的要求也越來越高。數控軋輥磨床在磨削工作輥時，每根工作輥每次磨削量均在0.10mm左右，磨削時間大約1.5h，表面粗糙度有差異，偶有網線現象，一次合格率96%。如何高效高質量磨削軋輥，能否發明一套高智能的磨削工藝，保證軋機需要的高質量軋輥，是每個軋輥磨床操作工夢寐以求的一件事。本文根據25年的實踐操作經驗，獨創了一種“8刀磨削法”，可使冷軋工作輥磨削智能化，大大減輕磨工工作壓力，擺脫了人工操作對數控磨床運行精度的高度依賴性，合理避開了機床精度缺陷，取得極好的成效，值得大力推廣。

1 “8刀磨削法”工作原理簡介

“8刀磨削法”的工作原理是利用砂輪轉速、軋輥轉速、拖板移動速度和切削電流，計算出四者的比例關系，從而恒定軋輥切削量，實現軋輥輥型圓度無誤差。在此期間，對這4種參數進行磨削參數的匹配，控制住軋輥粗糙度的峰谷值和均勻性，僅用8刀（4個來回）便可實現軋輥加工的恒定化、智能化和便捷化，滿足了冷軋輥、鋁箔輥的加工要求，加工合格率達到100%。

在對工作輥磨削工藝進行創新和優化前，首先從選擇砂輪入手，選擇粒度和硬度相匹配的砂輪，要求其自銳性要好、粗磨時切削性能好、金屬切除率高、精磨時砂輪的等高性、微刃性好、磨削發熱小、平衡性好，以便減少砂輪磨削時的修整量。由于對砂輪的選型和修整僅作為一項參考，故本文對此不作闡述。

下面將重點介紹磨削工藝的調整及優化，以便更好地了解“8刀磨削法”的內容及精髓。

2 “8刀磨削法”分步詳述

2.1 軋輥兩端直徑差的校準

在此工藝階段中，可快速把軋輥兩端的尺寸誤差保證在0.01mm以內，前提條件是軋輥兩端直徑差＜0.03mm。此階段也是所謂的粗磨，當砂輪選擇高速（25～30m/s）時，會有較高的電流強度和較大的振動，砂輪顯得較硬，所以選擇18m/s可降低金屬可除率，減小砂輪旋轉時的振動。該步驟的操作參數如表1所示。

表1軋輥兩端直徑差

第一刀磨削過后，重點保證了軋輥的兩端直徑差。

2.2 圓滑正弦曲線輥型的磨削

在此工藝過程中，快速磨削出軋輥輥型，保證中高量的對稱性，其前提是原來的輥凸度與磨削的輥凸度一致。輥型通常為分布對稱、落差相對圓滑的72°正弦曲線。

第二刀選定的工藝參數不變，重點磨削出原有的軋輥輥型和凸度值。磨削參數如表2所示。

表2圓滑正弦曲線輥型的磨削參數

2.3 軋輥小缺陷的磨削

在此工藝階段中，可快速消除軋輥表面疲勞層和小亮線等使用缺陷，前提是所磨削軋輥不能有太大傷痕。磨削時進給量不可太大，可微量手輪跟進吃刀量，始終保持一定的切削量和恒壓力磨削。

粗磨時，需增加磨屑的厚度和長度，相應提高軋輥的轉速，降低砂輪速度，增加徑向進給量。使用后軋輥出現的小缺陷的打磨工藝參數如表3所示。

表3軋輥小缺陷磨削工藝參數

第三刀的重點就是消除軋輥原使用表面的輕微劃傷等缺陷。

2.4 砂輪切削電流的初步穩定

在此工藝階段中，在保證砂輪沒有鈍化現象、切削相對鋒利的基礎上，可快速保證切削電流的穩定性。

對于有經驗的磨工，時刻會關注磨削電流，耐心地穩定磨削電流，使其恒定在8A狀態下。此步驟對下一步的粗糙度控制尤為重要。砂輪切削電流的穩定工藝參數如表4所示。

表4砂輪切削電流穩定參數

第四刀的重點在于把磨削電流作為關注點，適當降低了拖板運行速度并提高工件轉速，以便減輕拖板快速運行時的螺旋紋寬度。

2.5 慢降慢提穩定砂輪切削電流

在此工藝過程中，在確保上一刀磨削電流波動＜3A的基礎上，通過微調工件速度，再次降低拖板速度，從而進一步穩步恒定磨削電流。在第五步操作結束后已進入了精磨階段，此時將粗磨痕跡去掉后，輥型和要求的尺寸基本就磨好了。故而此時的操作要點就是進一步穩定砂輪的磨削電流，具體參數見表5。

表5砂輪切削電流穩定參數

第五刀的重點是觀察軋輥表面的缺陷是否為正常磨削而產生的缺陷，此時螺旋紋會變淡，寬度會變窄，利用手輪控制磨削電流為7A。

2.6 緩慢提速嚴格控制好切削電流波動

在此工藝步驟中，在確保上一刀磨削電流波動＜2A的前提下，提高工件速度，減少磨削量，減少磨削電流，從而進一步控制軋輥表面粗糙度。切削電流波動的控制參數如表6所示。

表6切削電流波動控制參數

軋輥磨削的關鍵在于控制表面粗糙度，所以，從粗磨到精磨的全過程都必須要有效控制好吃刀深度和走刀量，適當提高軋輥轉速，降低表面粗糙度。

由于工件轉速適當再次提高了2r/min，第六刀重點減少了進給量，減小了切削電流，其目的就是為了有效控制表面粗糙度。

2.7 磨削螺旋紋和振紋的控制

在此工藝操作中，在保證上一刀不出現大的橫振紋前提下，通過降低拖板運行速度、減少進給量，可有效消除表面的螺旋紋和水波紋現象，具體操作參數如表7所示。

表7磨削螺旋紋和振紋的控制參數

第七刀的重點在于有效控制好磨削所產生的磨削缺陷。

2.8 網紋線的消除

此工藝步驟中，運用工件變速功能，可快速消除機床震動出現的網線、細小螺旋紋，達到輥面均勻性一致（變速時間15s，軋輥變速為1r/min）。

操作參數如表8所示。

表8網紋線的消除工藝參數

最后一刀的磨削屬于拋光狀態，就是無進給自動磨削，也可以靠操作者進行手輪操作，將磨削電流控制在＜0.05A以內。利用工件的變速，打亂或者減少軋輥機床轉動時各種頻率的振動對磨削圓度和磨削波紋度的影響。利用砂輪低速時的擠壓，以及磨削電流的輕負荷，實現軋輥的整體均勻，粗糙度≤0.002。

第八刀的重點是消除網線和僅能用強光手電所能看到的磨削缺陷，從而實現完美的磨削加工。

3 磨削效果

自公司將“8刀磨削法”運用于實際生產以來，通過磨削近2000根軋輥的使用結果來看，磨削效果良好，既省時高效，又安全穩定可靠。這種對磨削工藝的創新使磨削次數基本控制在8刀左右，磨削量≤0.10mm，表面粗糙度0.35～0.41。如果需要表面粗超度0.3，可以把最后一步的拖板速度降至200mm/min，也可以更換細粒度砂輪，從而滿足拋光或達到鏡面磨削要求。

該磨削工藝的優化和改進，降低了磨削成本，減少了磨削量，每加工一根軋輥僅需40min，磨削時間減少了60%，并且合格率可達100%。與此同時，軋輥的使用壽命也大幅提升，達到2年以上。

4 結束語

世上沒有完美的磨床，這就需要操作者不斷地去適應所操作的磨床，摸清其特性，觀察磨削電流并穩定控制，精準控制切削量。熟練運用此“8刀磨削法”，反復摸索探新，必將能磨削出高質量的軋輥，不僅減少人工操作強度和壓力，更能大幅提高磨輥磨削質量，為鋁合金軋制生產提供堅實可靠的設備保障。