CN105538057A - 一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，步骤包括：1)将金刚笔座固定在数控卧式车床的尾座；将气动磨头通过卡子卡装在数控卧式车床的刀架上；2)将轧辊通过车床卡盘和中心架装卡在数控卧式车床上，并按照找正基准找正好，轧辊中心孔朝向砂轮；3)启动气动马达带动砂轮旋转，通过刀架的平移使气动磨头的砂轮移动至与金刚笔的尖部接触，修整打磨砂轮；4)启动数控卧式车床，使砂轮移动至轧辊中心孔的孔内，对刀后使砂轮在旋转的同时按照轧辊中心孔的半锥角斜向进给；走完一刀后，沿轧辊中心孔的直径方向进给走第二刀；如此重复，直至轧辊中心孔的尺寸及光洁度符合要求。本发明的方法简单易行。

Description

一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法
技术领域
本发明属于机械设备制造技术领域，涉及一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法。
背景技术
轧辊是轧钢机的主要部件，为了保证轧钢机能够轧制出符合要求的钢材，轧辊的精度要求要求通常比较高，并且轧辊在生产过程中会因磨损而精度降低，为了恢复精度需要反复重磨，制造新轧辊时的磨削和轧辊重磨时通常要利用轧辊中心孔装夹，中心孔是轧辊磨削时常用的工艺基准，以它定位来磨削轧辊的表面。在磨削时，中心孔表面与顶尖不仅接触，而且有时还存在相对运动，中心孔的几何形状将直接影响轧辊的磨削情度，因此中心孔对保证轧辊的磨削精度至关重要。
由于轧辊通常比较大，无法在中心孔磨床上磨削中心孔，目前通常是在车床上车削中心孔或者在镗床上铣削中心孔，这种方法加工出来的中心孔精度都比较低，很难满足精磨轧辊外圆的要求，因此研制一种磨削轧辊中心孔的工装及方法，成为机械制造行业的一项技术难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，解决了现有技术中没有特别的方法，对轧辊中心孔难以有效磨削的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，按照以下步骤具体实施：
步骤1、将金刚笔座固定在数控卧式车床的尾座的侧面，金刚笔的尖部高度与数控卧式车床的回转中心等高；将气动磨头通过卡子卡紧并安装在数控卧式车床的刀架上，气动磨头的砂轮的轴线与数控卧式车床的回转中心等高；
步骤2、将轧辊通过车床卡盘和中心架装卡在数控卧式车床上，并按照找正基准找正好，轧辊中心孔朝向砂轮；此时，轧辊的轴心线、气动磨头的砂轮的轴心线和金刚笔的尖部均与数控卧式车床的回转中心等高；
步骤3、启动气动马达，气动马达驱动气动磨头的砂轮旋转，通过刀架的平移使气动磨头的砂轮移动至与金刚笔的尖部接触，并控制砂轮斜向进给，将砂轮修整打磨成半锥角为G的锥形，多次进给修整打磨砂轮，直至满足磨削的要求，砂轮的半锥角G应比轧辊中心孔的半锥角H小0.2°，同时，砂轮的小端直径E应小于轧辊中心孔的底孔直径F；
步骤4、启动数控卧式车床，使得卡盘带动轧辊回转，通过刀架的平移使气动磨头的砂轮移动至轧辊中心孔的孔内，对刀后开始在数控程序控制下，使砂轮在旋转的同时按照轧辊中心孔的半锥角H斜向进给；
走完一刀后，沿轧辊中心孔的直径方向进给走第二刀；
如此重复，直至轧辊中心孔的尺寸及光洁度符合要求。
本发明的有益效果是，该方法及其工装简单易行，操作简单，利用轧辊制造时的常用设备安全、高效率、低成本地实现对轧辊中心孔无法磨削的问题。
附图说明
图1是本发明方法所使用的气动磨头的(剖视)结构示意图；
图2是本发明方法所使用的卡子的(主视)结构示意图；
图3是图2的俯视结构示意图；
图4是本发明方法所使用的金刚笔座的结构示意图(局部剖开)；
图5是本发明方法气动磨头的装配状态示意图(主视)；
图6是图5的俯视图；
图7是图5的P向视图(局部)；
图8是本发明方法磨削轧辊中心孔时轧辊与砂轮的位置关系示意图(主视)；
图9是图8的俯视图(轧辊剖开)。
图中，1.空心轴，2.主轴，3.角接触球轴承，4.定距套，5.圆螺母，6.双列向心球面球轴承，7.透盖，8.气动马达，9.连接套，10.砂轮，11.安装柄，12.卡子孔，13.开口，14.把合孔，15.座体，16.金刚笔，17.尾座，18.刀架，19.轧辊，20.车床卡盘，21.中心架，22.轧辊中心孔，23.砂轮头部。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参照图1，是本发明方法采用的气动磨头的结构是，包括空心轴1，空心轴1内腔中安装有主轴2，主轴2的一端(图1左端)通过两个面对面的角接触球轴承3与空心轴1套接，该两个角接触球轴承3的内圈之间安装有定距套4，采用定距套4隔开该两个角接触球轴承3，最外侧的角接触球轴承3内圈通过两个圆螺母5固定在主轴2上，最外侧的角接触球轴承3的外圈采用透盖7轴向固定在空心轴1上；该端主轴2外端头同轴心安装有砂轮10，用于后续磨削轧辊中心孔，砂轮10为带柄锥砂轮，主轴2沿径向安装有固定螺钉，用于将砂轮10与主轴2周向定位连接；该端主轴2(左端)作为固定端；
主轴2的另一端(图1右端)通过双列向心球面球轴承6与空心轴1套接，该双列向心球面球轴承6内圈通过轴用弹性挡圈固定在主轴2上，双列向心球面球轴承6的外圈轴向不进行固定；该端的空心轴1外端安装有气动马达8，气动马达8的输出轴通过连接套9及键与主轴2传动连接，向主轴2提供动力，与普通电机相比，气动马达具有安全性好、可以过载保护的特点；该端主轴2(右端)作为自由端。
参照图2和图3，本发明的卡子的结构是，包括带有开口13的卡子孔12，卡子孔12外圆周上固定安装有安装柄11，安装柄11与开口13分别设置在沿直径方向的两边，安装柄11的厚度尺寸H应按照所使用卧式车床的刀方高度确定；卡子孔12的直径D应按照气动磨头空心轴1的外圆直径确定，采用H8/f7的较大间隙公差配合，既可以满足配合精度又安装调整比较容易；卡子孔12的轴心线与安装柄11的上表面等高，以使安装后气动磨头的中心高与卧式车床的回转中心高吻合；开口13外端上下沿开有多对把合孔14，每对把合孔14安装有一个把合螺栓，开口13和把合孔14是为了装入气动磨头空心轴1后与气动磨头把合牢靠。
参照图4，本发明的金刚笔座的结构是，包括座体15，座体15一端设置有安装用的法兰，用于连接固定；座体15另一端轴心的盲孔中套装有金刚笔16，金刚笔16的径向设置有一个紧定螺钉。
本发明的加工方法，利用上述的三个工装，按照以下步骤具体实施：
步骤1、参照图5、图6和图7，将金刚笔座的座体15法兰用螺栓固定在数控卧式车床的尾座17的侧面，并保证金刚笔16的尖部高度与数控卧式车床的回转中心等高(见图5)；将气动磨头通过卡子卡紧并安装在数控卧式车床的刀架18上(见图7)，安装时应在满足加工部位长度的情况下，气动磨头的砂轮10伸出卡子孔12的长度尽量短一些，以提高气动磨头磨削时的刚性，此时气动磨头的砂轮10的轴线与数控卧式车床的回转中心等高(图5)；
步骤2、将轧辊19通过车床卡盘20和中心架21以卡架的方式装卡在数控卧式车床上，并按照找正基准找正好，经过初步车加工的轧辊中心孔22应朝向砂轮10(见图6)；此时，轧辊19的轴心线、气动磨头的砂轮10的轴心线和金刚笔16的尖部均与数控卧式车床的回转中心等高(见图5)；
步骤3、接通气源，启动气动马达8，气动马达8驱动气动磨头的砂轮10旋转，通过刀架18的平移使气动磨头的砂轮10移动至与金刚笔16的尖部接触，并通过数控程序控制使砂轮10斜向进给(见图6的斜向进给)，将砂轮10修整打磨成半锥角为G(见图6)的锥形，多次进给修整打磨砂轮10，直至满足磨削的要求，砂轮10的半锥角G应比轧辊中心孔22的半锥角H小0.2°(见图9)，以克服后序在磨削加工轧辊中心孔22时因磨削力使砂轮10让刀，磨削出的中心孔角度产生变化，同时砂轮10的小端直径E应小于轧辊中心孔22的底孔直径F，以使后续磨削轧辊中心孔22时，砂轮10能够顺利进入轧辊中心孔22内；
步骤4、启动数控卧式车床，使得卡盘20带动轧辊19回转，通过刀架18的平移使气动磨头的砂轮10移动至轧辊中心孔22的孔内，见图8及图9，对刀后开始在数控程序控制下，使砂轮10在旋转的同时按照轧辊中心孔22的半锥角H斜向进给(见图9)，由于砂轮10的半锥角G小于轧辊中心孔22的半锥角H，因此在磨削时，仅仅砂轮头部23在数控程序的控制下按轧辊中心孔22的半锥角H斜向进给参与磨削，这样就可以避免因砂轮10的不同部位参与磨削引起的角度误差；
走完一刀后，沿轧辊中心孔22的直径方向进给走第二刀；
如此重复，直至轧辊中心孔22的尺寸及光洁度符合要求。

Claims (4)

1.一种在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，其特征在于，按照以下步骤具体实施：
步骤1、将金刚笔座固定在数控卧式车床的尾座(17)的侧面，金刚笔(16)的尖部高度与数控卧式车床的回转中心等高；将气动磨头通过卡子卡紧并安装在数控卧式车床的刀架(18)上，气动磨头的砂轮(10)的轴线与数控卧式车床的回转中心等高；
步骤2、将轧辊(19)通过车床卡盘(20)和中心架(21)装卡在数控卧式车床上，并按照找正基准找正好，轧辊中心孔(22)朝向砂轮(10)；此时，轧辊(19)的轴心线、气动磨头的砂轮(10)的轴心线和金刚笔(16)的尖部均与数控卧式车床的回转中心等高；
步骤3、启动气动马达(8)，气动马达(8)驱动气动磨头的砂轮(10)旋转，通过刀架(18)的平移使气动磨头的砂轮(10)移动至与金刚笔(16)的尖部接触，并控制砂轮(10)斜向进给，将砂轮(10)修整打磨成半锥角为G的锥形，多次进给修整打磨砂轮(10)，直至满足磨削的要求，砂轮(10)的半锥角G应比轧辊中心孔(22)的半锥角H小0.2°，同时，砂轮(10)的小端直径E应小于轧辊中心孔(22)的底孔直径F；
步骤4、启动数控卧式车床，使得卡盘(20)带动轧辊(19)回转，通过刀架(18)的平移使气动磨头的砂轮(10)移动至轧辊中心孔(22)的孔内，对刀后开始在数控程序控制下，使砂轮(10)在旋转的同时按照轧辊中心孔(22)的半锥角H斜向进给；
走完一刀后，沿轧辊中心孔(22)的直径方向进给走第二刀；
如此重复，直至轧辊中心孔(22)的尺寸及光洁度符合要求。
2.根据权利要求1所述的在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，其特征在于：所述的气动磨头的结构是，包括空心轴(1)，空心轴(1)内腔中安装有主轴(2)，主轴(2)的一端通过两个面对面的角接触球轴承(3)与空心轴(1)套接，该端主轴(2)外端头同轴心安装有砂轮(10)，砂轮(10)为带柄锥砂轮；
主轴(2)的另一端通过双列向心球面球轴承(6)与空心轴(1)套接，该端的空心轴(1)外端安装有气动马达(8)，气动马达(8)的输出轴与主轴(2)传动连接。
3.根据权利要求1所述的在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，其特征在于：所述的卡子的结构是，包括带有开口(13)的卡子孔(12)，卡子孔(12)外圆周上固定安装有安装柄(11)，安装柄(11)与开口(13)分别设置在沿直径方向的两边；开口(13)外端上下沿开有多对把合孔(14)。
4.根据权利要求1所述的在数控卧式车床上磨削轧辊中心孔的方法，其特征在于：所述的金刚笔座的结构是，包括座体(15)，座体(15)一端设置有法兰；座体(15)另一端轴心的盲孔中套装有金刚笔(16)。
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