铝制细长导向辊的加工技术革新

安双薇

[摘 要] 导向辊是一种薄壁辊筒类细长轴件，材质为铝合金6000系列铝材，剖面结构复杂，成品件对表面粗糙度和同轴度要求极高、壁薄不易加工（含硅量大）、易产生共振。导向辊的精度直接影响印刷机的整体精度，对印刷质量起着决定性作用。

[关键词] 导向辊;细长轴;跟刀架;粗糙度;技术革新

所谓细长轴就是工件的长度与直径之比大于25（即L/D>25）的轴类零件。在切削力、重力和顶尖顶紧力的作用下，横置的细长轴很容易弯曲甚至失稳，因此，车削细长轴时有必要改善细长轴的受力问题。

一、细长轴特点

由于细长轴刚性很差，在加工中极易变形，对加工精度和加工质量影响很大。为此，生产中常采用下列措施予以解决：

（一）改进工件的装夹方法

粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡頂法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。

（二）采用跟刀架

跟刀架是车削细长轴极其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工时径向切削分力的影响，从而减少切削振动和工件变形，但必须注意仔细调整，使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。

二、导向辊的加工工艺过程

（一）加工流程

为保证导向辊能完全满足加工精度及技术要求，导向辊的加工流程通常设定为：

将导向辊的轴头与辊身进行热装→粗车导向辊的外圆和两个端面，并分别在两个端面上打出中心孔→以两端中心孔为基准，精磨导向辊外圆及两端轴头→在动平衡机上设定动平衡，使导向辊平衡力矩不大于5gmm→利用数控车床精车导向辊外圆。

（二）加工要点

1.轴头与辊身的热装形式

通常情况下，导向辊的轴头与辊身都是采用热装形式，这样可以减小导向辊圆周方向的扰动。

2.轴头材质的选择

进行热装的两个组件的材质应该相同，这是因为如果两个组件的材质不同，热膨胀系数就不同，就会影响到两个组件的热装效果，所以理论上轴头材质应与辊身材质相同。

3.轴头结构的改进

除此之外，还要对轴头结构进行合理设计，以消除热膨胀对热装效果的影响。经多次改进，在导向辊上分别加工了轴向槽和径向槽。同时为保证薄膜在输送过程中保持稳定、均匀的张力，导向辊两端的轴头结构还应具有较好的支撑能力。

三、跟刀架技术革新

在生产的Y125型凹版印刷机中，导向辊不仅壁薄、管长，材料为不易加工的铝合金材料，要求有很高的表面粗糙度和同轴度，要达到使用要求必须满足设计和工艺要求。对我国同行业来说生产长度超过2600mm的辊子尚属首例，这就给生产带来了很大的不便，在没有经验可以借鉴的情况下，通过自己多年的生产经验，结合这几年生产铝制导向辊（其他型号，辊身较短）的技术摸索。重点对刀具几何角度、车削用量、车削速度狠下功夫。

细长轴在车削时必须使用跟刀架，再根据工件的类别选择合理的走刀方向。虽说刀具起到了很大的作用，但是不能忽视跟刀架在车削细长轴时所发挥的决定性作用，怎么跟？跟多紧？这是摆在我们面前的首要问题。结合车间生产的一些宝贵经验，在解决上述问题之前必须合理选择跟刀架磨头的类型和结构。首先采用传统的钢制和铸铁磨头，不能达到设计要求，主要是走刀纹理不均匀光洁度不达标。故此，在原磨头前镶嵌一枚钢珠，在实验同样失败的情况下，又将钢珠更换成轴承，这样虽然很大程度上提高了表面质量，但是仍然不能满足使用要求，而且表面仍然存在微小振纹，怎么办？于是我想选择一种密度较小，且能很好消除机床共振的材料，先后尝试了黄铜、紫铜、尼龙等材料。最终经过试验选择了尼龙作为磨头。通过多次试验，不仅保证了表面粗糙度和两端同轴度，而且很好地满足了设计和工艺要求，在紧接着的生产过程中，我发现跟刀架的松紧直接影响辊身的各项性能指标，怎么自动平衡由人为因素对加工过程所造成影响呢？又通过多种方法实验，最终在尼龙棒根部装入一定弹力的弹簧，这样在车削过程中由于人为造成的夹紧力不均衡和机床振动的径向力就由弹簧自动补偿掉了，从而彻底解决了精车的技术问题，由于技术革新，在生产完全部Y125铝制导向辊后无一件不合格品，经过本次技术革新使铝制细长导向辊的生产迈上了一个新台阶。

四、革新效果

未革新前生产的同类型导向辊全部从台湾进口，费用相当昂贵。此次技术革新后自行制造同类型导向辊，在各技术指标满足使用的前提下，并不比进口产品质量差，并且精度有过之而无不及。按照生产成本来说，不仅大大降低了整台机器的制造成本，而且每台份为企业节约外汇资金高达几十万元。不仅解决了印刷机的制造瓶颈问题，还很大程度上降低了制造成本。在一定程度上提升了产品的市场竞争力，为企业的进一步发展奠定了基础。

参考文献：

[1]宋新海，王忠仓.薄壁钢导向辊加工要点[J].印刷技术，2014（8）.

[2]王晓敏.薄膜导向辊的加工要点[J].印刷技术，2012（18）.

[作者单位]

渭南技师学院

致谢：感谢陕西北人印刷机械有限责任公司陈惠平对此文在纂写过程中给予的帮助。

（编辑：张佳琪）