浅谈精磨车床的改造

曾婕

（广西柳州钢铁（集团）公司 机械制造公司，广西 柳州 545002）

胶辊是冷轧板坯设备上的易损易耗件，在一条生产线上，直径小于Φ800 mm的胶辊组分15种约350条。在正常生产使用的情况下，平均每3个月需更换修复一次，是一块具有经济效益的项目。然而，在生产订单未达到一定批量时，单针对冷轧连轧板坯设备而采购专业磨床，显然是不合适的。为此，对现有的C630普通车床进行了适当改造，将切削刀盘改装成砂带磨削磨头，用最少的制作成本获取最大的利润。

1 聚氨酯橡胶辊

聚氨酯橡胶由聚酯或聚醚与二异氰酸酯类化合物聚合而成，耐磨性高于其他橡胶，强度高，耐油性优良，其他如耐臭氧、耐氧及日光老化、气密性等均很好。缺点是耐热、耐水、耐酸碱性能差。而作为用聚氨酯及聚亚安酯作表衬的胶辊，具有高强度、抗耐磨、耐油、耐腐蚀、硬度范围广、与金属粘接牢固不脱胶等特点，被广泛应用于冶金、造纸、煤炭、木材加工、化纤、纺织、印刷等各种行业。如冶金制造业中张力辊、压力辊、挤压辊、托辊、涂覆辊等；造纸业中压榨辊、罗纹辊等。

（1）使用情况。在正常生产情况下，冷轧橡胶辊一般使用3～6个月就必须进行修磨，每次最小的修磨量，应能保证把疲劳层清除，此层深度一般为0.15～0.30 mm。夹送辊、张力辊、导辊等工作一段时间后，应彻底清除毛面层和疲劳层（此层深度一般为2～5 mm），并在加工过程中防聚氨酯橡胶剥落。

图1 胶辊切削用刀具

（2）胶辊切削用刀具。因胶辊表面硬度没有普通的钢材硬，具有较强的柔韧性，在切削胶辊磨损层时，需要用专门的切削刀具，如图1所示的用白钢刀经线切割所形成的具有较大切削刃及圆角的刀具，才适用于胶辊的切削。

（3）胶辊修磨方式。而胶辊硬度一般在60（邵尔A）以下的，可先在车床上用专用胶辊刀具将磨损胶辊表层旋切掉2～3 mm的磨损层，再以砂轮磨光；橡胶硬度在65（邵尔A）以上的胶辊，在车床上旋切至要求规格后，也可以用砂布进行砂光，也可采用柔性砂布带研磨装置表面加工。

2 冷轧生产线使用的轧辊类型与数量

冷轧生产线上所使用的轧辊类型与数量见表1。

表1 冷轧生产线上所使用的轧辊类型与数量表

3 聚氨酯橡胶辊在车床上的加工

3.1 车床的选择

（1）直径≤400 mm、长度≤1300 mm的表面衬聚氨酯、聚亚安酯的胶辊，可以考虑在普通的车床将走刀盘改成砂带装置，进行磨削或砂轮磨削；

（2）直径≥400 mm而≤1 200 mm、长度≤4 500 mm的表面衬聚氨酯、聚亚安酯的胶辊，可以考虑在普通C611车床或外圆磨床M1380上进行磨削（因为轴头直径不可能大于辊身尺寸），磨头可以采用砂轮，也可以选用砂带磨削；

（3）其他的剪刃用平面磨床就可以满足客户使用要求，不再列入考虑范围。

3.2 磨料的选择

（1）砂轮选用超硬磨料人造金钢石M-SD（粒度36/54～65/80），主要用于硬、脆材料的精磨、研磨和抛光等。

（2）砂带采用耐水砂布带法以棉布为背材，磨料宜用粒度为63～40标准氧化铝、黑色或绿色碳化硅。

3.3 润滑冷却剂的选择

（1）采用加有2％浓度的氢氧化钠水溶液作为润滑冷却剂；

（2）采用苏打水（Ⅱ），用于黑色金属与非铁金属磨削，适于金刚石砂轮（树脂结合剂砂轮不用）。

3.4 磨削方式的选择

砂带磨削与普通磨削相比较，有以下优点：

（1）磨削效率高。砂带尺寸较大，有极高的金属切除率。砂带磨削的效率，已达到铣削的10倍，普通砂轮磨削的5倍，有“快削法”之称。

（2）可有效减少工件的变形、烧伤。砂带磨削时，砂带和加工表面间的接触面间的接触面积较大，散热时间长，散热性好，有“冷态”磨削之称。加工精度一般可达到普通砂轮磨削的加工精度，有的尺寸误差控制在±0.005 mm，最低可达0.001 2 mm，平面度误差已控制在0.001 mm以下。

（3）具有适当的柔性，有较好的跑合和抛光作用。砂带磨削时，砂带可反贴于工作曲面进行磨削，可磨削各种复杂的成形面，有“弹性”磨削之称。工件表面粗糙度可达Rα0.8～0.2μm，且比较均匀。

（4）设备结构简单，制造成本低。砂带磨床比普通磨床结构要简单，其传动链短，机床功率利用率可达85％以上。

（5）适应性强。可在普通机床（车床、立式车床、龙门刨床等）上，利用砂带磨头对外圆、内圆、平面进行磨削加工。

（6）磨削稳定性好。砂带装在接触辊（上轮）上，接触辊（轮）极少磨损，传动比固定不变，可使砂带保持恒速，从而增加了磨削的稳定性。

（7）辅助时间少。工件一次定位后，可多次更换砂带完成全部加工，无需像砂轮那样进行平衡和修整。

（8）操作简单，维修方便，安全可靠。

砂带磨削虽然具有诸多优点，但由于砂带磨床中某些部件（如接触辊）的结构性能差异、砂带的选择及砂带的速度与削液的选用等因素的影响，在砂带磨削中也常会产生一些缺陷，但都可以采取一些技术措施进行消除，不作为主要的考虑因素。

4 车床改造方案的确定

将C620普通车床及C611车床的走刀箱进行改造，设计两套砂带磨头，采用砂带磨削的方式进行胶辊或其他辊件的磨削。采用耐水砂布带法以棉布为背材，磨料宜用粒度为63～40标准氧化铝、黑色或绿色碳化硅；采用加有2％浓度的氢氧化钠水溶液作为润滑冷却剂进行磨胶辊。现用的M1380磨床则可以选取用人造金钢石M-SD（粒度36/54～0/0.5）进行普通磨削磨胶辊，或正常磨削含铬的其他辊轴。砂带磨头的设计，具体阐述如下：

（1）如图2所示，电机选择一普通的三相电机Y100L1-4就能满足砂带粗磨圆周速度为15～35 m/min及精磨时则为0.1 m/min的要求。

图2 砂带磨头设计示意图

（2）底座的螺孔要与待改造机床上的刀架孔吻合，即在设计前要先对拆卸刀架后的走刀箱上的螺栓位置进行测量，磨头底座的螺孔位置尺寸要与实际测量尺寸来制作。

（3）粗磨时，为了提高磨削速度及强度，直接采用（如图2）砂带2的方式，即工作砂带轮直接对着辊面进行磨削，精磨时再换成（如图2）砂带1的磨削方式，即利用2个工作砂带轮中间的砂带进行精磨、抛光。

（4）如图2所示，调整块上下滑动便于砂带的安装及张紧，如只进行粗磨时，还可以拆卸。

（5）整个设计结构简单可行，整套工装的生产成本按现市场价核算，不超过1 600元。

砂带磨削的操作技术，参照《中级磨工技术》。

必须注意的是：砂轮或砂布带在研磨过程中的圆周速度为15～35 m/min，精磨时则为0.1 m/min，砂轮与砂布带旋转方向与胶辊的旋转方向一致。在砂轮和胶辊产生磨削的接触点上，其旋转方向是相反的，研磨时不得使胶辊胶层发热。

胶辊表面精度的检验，参照《橡胶工业制品加工技术》中的胶辊表面加工。

5 结束语

通过对普通车床上的刀架进行改造，基本达到了磨削胶辊精度要求，并从经济上分析可以看出，整个设计制作成本不高，简单易行。实践证明，采用简单设计磨头工装，在现有的机床设备情况下，以最经济的方式实现对胶辊的修磨，为企业创造了效益。

［1］邵奇惠.中级磨工技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

［2］翁国文.橡胶工业制品加工技术[M].北京：化学工业出版社，2005.