探讨如何提高轧辊加工效率

探讨如何提高轧辊加工效率

何可 李伟 高炎

武汉钢铁有限公司 湖北武汉 430000

摘要：伴随着社会经济的不断增长与工业发展的突飞猛进，各项生产技术都在不断改革提升经济效益。结合工作经验，对轧辊加工流程及工艺改进进行了分析探讨，最终提高了轧辊加工效率，希望能为相关工作提供参考。

关键词：轧辊；车削；孔型；钢坯

引言

随着数控加工技术的发展，数控轧辊车床以加工精度高、质量稳定、加工能力强等特点在轧辊生产厂家、型钢厂逐步得到普及应用。但因数控编程技术、刀具材质、工人操作水平等因素的影响，型钢轧辊孔型加工效率相对较低。据了解，各型钢厂同规格轧辊加工效率相差30%以上。

1高速钢轧辊

高碳高速钢复合轧辊(简称高速钢轧辊)是近年来发展最快且应用前景最广的热轧辊材料，它的成分是较为复杂的合金钢，在热处理工艺淬火后，即使在空气中冷却也能硬化。其工作层材料采用高碳钢，轧辊的芯部材料采用球墨铸铁、石墨钢或锻钢等，两种不同的材料通过离心铸造或者采用CPC工艺复合而成，基体组织一般为回火马氏体+贝氏体+碳化物，碳化物以高度弥散形式分布在基体中，所以具有很高的耐磨性、强韧性，导致车削加工难度大。高速钢轧辊特点是热稳定性好、淬透性好，碳化物硬度高，容易形成氧化膜，具有良好的抗热裂性和耐磨性能，对冷却水的要求远远低于硬质合金的要求，它的单槽轧制量能达到铸铁轧辊的4-5倍。有利于轧材负公差控制，提高轧材表面质量。主要是应用在线棒材成品和成品前机架以及切分轧制预切、切分孔型为主而研发的新型材质轧辊，硬度可达HSD78～90，具有很高的耐磨性，同时具有良好的抗冲击性能，抗热疲劳性好。随着高速钢轧辊在线棒材轧钢厂的普及，研发制造厂家随之迅速蔓延，但是各厂家在高速钢轧辊铸造过程中添加的合金元素有所差异，为此在加工、使用方面，切削难易程度和在线使用效果并非完全一致，整体上主要包含有钨、钼、铬、钒、铌等碳化物形成元素。

2轧辊对于性能的要求

在上述内容中也有提到，不同的材质的选取对于轧辊所产生的使用价值也是不同的，除此之外，在实际的生产和使用过程中，我们对轧辊的性能也有一些特别的要求：（1）硬度。从上表也可以看出，铸铁轧辊对于硬度的要求比较高，冷轧辊在我所了解的材质中对硬度的要求被排在了首位，最高硬度达到了105HS，由于硬度是比较容易测量的，在实际运用中，因为轧辊是非常容易被磨损的，并且磨损的机理很麻烦很复杂，但是磨损是评定轧辊抗磨性的指标，所以要运用硬度这一指标来测量，而硬度较低的材质就会具备较弱的耐磨性。所以硬度的高低一般就可用于体现轧辊的耐磨性的强弱。（2）耐冲击性。因为要考虑到轧辊的主要使用用途，所以在加工轧辊的过程中，需要考虑轧辊的耐冲击性，避免在接受压力比较大的物体时，能够仍然保证自身的完整性，不会被外界物质所破坏。所以在这个情况下，就需要要求轧辊能够具有较高的耐冲击性，可以在使用过程中时刻保证自身的坚固，避免产生某些不必要的危险情况，对人员财产安全造成一定的威胁隐患。（3）光洁性。轧辊作为一种轧钢机器上的重要零件，在具体进行制作规格比较薄的产品的时候，对轧辊表面的光洁度也是有一定的要求的，如果轧辊表面存在杂质或者有不平整的现象出现，对其在机器上的使用过程也是会产生一定的消极影响，所以我们也需要在实际的加工过程中考虑这一点，确保轧辊性能的良好性与可使用性。

3数控机夹刀杆支承系统的设计

公司型钢产品规格大，轧辊孔型较深，加工时刀杆伸出长度较长（100-150mm），刀具刚性不足，加工时只能选择较小的切削用量，严重影响加工效率，产品的加工质量也无法保证。为改善这种情况，设计刀杆支承工装：在刀架前面用螺栓把合焊接而成的支承板，支承板上设计有导向键，螺杆通过导向键调整前后支承位置，通过螺旋支承调整支承高度。这样，前后支承位置及高度均可根据实际生产需要调节，有效避免了刀具前端悬空，增强了刀具刚性。此工装使用后效果良好，单边切削深度由2mm提高到5mm，同时降低了孔型表面振纹，有效确保产品质量，改善加工效率。

3.4高硬度轧辊加工方法

（1）在加工之前做好检查了之后，要进行轧辊的组合和校正，轧辊装夹在车床上校正之后，应该可以达到最初的要求，具体的要求需要根据具体情况来制定。（2）进行粗车外圆进行粗车外圆的时候要考虑外圆的加工方向和倒角的位置正好是相反的，所以在加工的时候倒角不易过大，在外圆达到尺寸的要求的时候，这时倒角也应该能被加工好；除此之外，还要注意外圆加工时的切削参数，不同的刀具材质有不同的适合的参数，但是切削的参数不能太快，要不然车刀会承受不了，就会影响加工的表面质量。（3）进行粗车孔型应该安全加工所要求的的储存进行划线，然后进行车削，车削的时候要随时检查，进刀最好是用手动进刀，因为轧辊比较硬，用手动进刀的方式比较容易被控制，较少偏差和对轧钢的影响。（4）精车外圆精车外圆和粗车外圆的不同之处就是精车外圆的切削量比较小，但是要求的精度比较好，在操作的时候需要小心谨慎，在车削之前要注意首先要对整个轧辊进行测量，确保车削之后达到原始的要求。（5）精车孔型。在精车孔型这一阶段进刀的时候就需要减速了，转速要需要调整到最慢的转速，依旧要采用手动进刀的方式，一点一点的修磨，直至最后达到要求，不宜太追求速度，操作的时候也要注意小心操作。

结语

高速钢轧辊的高硬耐磨性能，同等轧制条件下，与冷硬铸铁轧辊和高镍铬复合铸铁轧辊相比，磨损量更小，单槽轧制量成倍增加，且能够大大改善钢材表面质量，有效控制负差尺寸精度，在线棒材机组的优越性日益凸显。但是高速钢轧辊的加工刀具材质是制约其发展的一大瓶颈，随着CBN刀具材质的持续升级，通过合理的加工工艺，在机床刚性满足加工条件下，加工难度会逐渐降低，加工效率将得到进一步提升，同时高速钢轧辊的冷却方式也将随之改进。为此，高速钢轧辊的推广应用前景广阔，必将带动高速钢轧辊优势发挥到极致，推动轧钢生产装备的再次飞跃。

参考文献

[1]徐宏海，罗学科，张超英，等．数控机床刀具及其应用［M］．北京:化学工业出版社，2007:41－56．

[2]中钢集团邢台机械轧辊有限公司.一种高硬度半钢轧辊的热处理方法[P].2010-11-24.