CN112405146B - 磨削加工高速钢轧辊的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磨削加工高速钢轧辊的方法，所使用的砂轮为低粒度复合磨料树脂软砂轮，其规格范围为：1‑φ915×100×φ304.8AC46EB50m/s；磨削加工时，砂轮转速为25～45m/s，砂轮轴向进给速度为300～2000mm/min，砂轮纵向进给量为0.005～0.01mm，轧辊转速为30～55r/min。本发明的低粒度复合磨料树脂软砂轮既保留了单晶刚玉磨削质量高的优点，又结合白刚玉较软的优点，尤其是具有较好的自锐性，从而在磨削高速钢产品时既能够获得较好的磨削效果，不会产生振纹现象，又能够保持砂轮表面的锋利，不会在高速钢轧辊表面产生磨削打滑现象，保证合格的粗糙度。
Description
技术领域
本发明属于磨削加工技术领域，具体涉及一种磨削加工高速钢轧辊的方法。
背景技术
高速钢轧辊的基本性能参数为：辊身表面硬度为80～90HSD，辊身粗糙度为Ra1.6μm～Ra0.3μm，由于高速钢轧辊表面硬度较高，磨削加工难度较大，效率较低。
目前常规用于磨削加工高速钢轧辊的砂轮为单一棕刚玉砂轮，其规格为：1-φ915×100×φ304.8A60KB40m/s。其中1-φ915×100×φ304.8表示大小，A表示棕刚玉磨料，60表示粒度，K表示硬度，B表示树脂结合剂，40m/s为砂轮允许最高转速。
该砂轮的工作转速通常在25m/s～35m/s，如果加大砂轮转速，则会导致砂轮出现振动，从而在轧辊表面产生振纹现象，而砂轮的转速较慢则会使得砂轮的线速度较小，从而使得砂轮的磨削能力较低，再加上高速钢本身就难以磨削导致磨削效率极其低下，比普通Cr钢轧辊磨削用时成倍的增加。
中国专利文献CN101481596A公开了一种适合高速钢轧辊磨削的砂轮，该砂轮的磨料由氧化铝、单晶刚玉以及碳化硅组成；砂轮最大转速为45m/s，工作转速为40～45m/s，轴向进给速度为1800mm/min～1900mm/min，进刀量为0.008～0.01mm，磨削时间为40～45分钟。
该文献的不足在于：（1）氧化铝磨料太硬，砂轮没有自锐性，在磨削加工高速钢时砂轮表面容易钝化，从而导致磨削不顺畅，而且容易导致轧辊表面打滑摩擦而不是切削加工，造成轧辊表面粗糙度太光的后果。（2）由于砂轮钝化后在没有磨削去除材料后继续进刀，会导致轧辊与砂轮之间产生受力振动，导致轧辊表面产生振纹缺陷。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种磨削效率较高、磨削效果较好的磨削加工高速钢轧辊的方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种磨削加工高速钢轧辊的方法，所使用的砂轮为低粒度复合磨料树脂软砂轮，其规格范围为：1-φ915×100×φ304.8AC46EB50m/s。
其中1-φ915×100×φ304.8表示大小（单位为mm，下同），AC表示复合磨料，46表示粒度，E表示硬度等级，B表示树脂结合剂，50m/s表示砂轮允许最高转速。
所述低粒度复合磨料树脂软砂轮的具体配方（重量百分比）如下：白刚玉30～40%，单晶刚玉30～40%，酚醛树脂粉8～12%，酚醛树脂液2～8%，填料10～20%；其中，白刚玉与单晶刚玉的比例为1∶1。
白刚玉与单晶刚玉的粒度均为46，硬度均为E级。
所述填料为棕刚玉微粉、白刚玉微粉、单晶刚玉微粉中的一种或者两种，优选为棕刚玉微粉。
磨削加工时，砂轮转速为25～45m/s，砂轮轴向进给速度为300～2000mm/min，砂轮纵向进给量为0.005～0.01mm，轧辊转速为30～55r/min。
本发明具有的积极效果：
（1）本发明的低粒度复合磨料树脂软砂轮采用低硬度的白刚玉与单晶刚玉按照等配比作为混合磨料，该砂轮既保留了单晶刚玉磨削质量高的优点，又结合白刚玉较软的优点，尤其是具有较好的自锐性，从而在磨削高速钢产品时既能够获得较好的磨削效果，不会产生振纹现象，又能够保持砂轮表面的锋利，不会在高速钢轧辊表面产生磨削打滑现象，保证合格的粗糙度。
（2）本发明的低粒度复合磨料树脂软砂轮允许最高转速可达50m/s，工作转速通常可达45m/s，从而在提高了磨削效率的情况下还避免了轧辊表面出现振纹。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例所磨削的高速钢轧辊的规格为φ560×2180×5135（单位为mm），辊身表面硬度为87～88HSD，所使用的磨床为MK8480，冷却液成分为乳化液。
本实施例的磨削加工高速钢轧辊的方法所使用的砂轮规格范围为：1-φ915×100×φ304.8AC46EB50m/s。
本实施例所使用的砂轮具体配方如下：白刚玉（粒度46、硬度E级）35%，单晶刚玉（粒度46、硬度E级）35%，酚醛树脂粉10%，酚醛树脂液5%，棕刚玉微粉15%。
加工时，将砂轮安装到磨床上，使砂轮与高速钢轧辊表面接触，并使高速钢轧辊以30r/min的转速进行转动。然后使砂轮以45m/s的转速、1800mm/min的轴向进给速度在轧辊表面进行轴向运动，并使砂轮的纵向进给量（直径方向）为0.01mm。使砂轮沿辊身走6个来回，即磨削辊身长度为12×2180mm。
由于辊身直径变化小，所以磨削体积以轧辊展开成长方体的体积来计算，即轧辊的长度2180mm×轧辊的外圆周长×实际磨削量的一半。
磨削结果见表1。
（对比例1）
对比例1的磨削加工高速钢轧辊的方法与实施例1的区别在于采用的是中国专利文献CN101481596A实施例中的砂轮，结果轧辊表面存在振纹缺陷。
表1
| 实施例1 | |
| 砂轮规格 | 1-φ915×100×φ304.8AC46EB50m/s |
| 砂轮转速（m/s） | 45 |
| 轧辊转速（r/min） | 30 |
| 砂轮轴向进给速度（mm/min） | 1800 |
| 砂轮纵向进给量（mm） | 12×0.01 |
| 磨削长度（mm） | 12×2180 |
| 实际磨削量（mm） | 0.08 |
| 磨削时间（min） | 14.5 |
| 磨削体积近似值（mm<sup>3</sup>） | 15×10<sup>4</sup> |
| 单位时间磨削体积近似值（mm<sup>3</sup>/min） | 10.33×10<sup>3</sup> |
（实施例2～实施例5）
各实施例的磨削加工高速钢轧辊的方法采用的砂轮以及所磨削的高速钢轧辊与实施例1相同，不同之处在于磨削工艺参数以及磨削结果，分别见表2和表3。
表2
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 砂轮转速（m/s） | 35 | 30 | 28 | 25 |
| 轧辊转速（r/min） | 40 | 45 | 50 | 55 |
| 砂轮轴向进给速度（mm/min） | 1500 | 1200 | 900 | 600 |
| 砂轮纵向进给量（mm） | 12×0.01 | 12×0.008 | 12×0.005 | 12×0.005 |
| 磨削长度（mm） | 12×2180 | 12×2180 | 12×2180 | 12×2180 |
表3
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 实际磨削量（mm） | 0.085 | 0.065 | 0.04 | 0.042 |
| 磨削时间（min） | 17.44 | 21.8 | 29 | 43.6 |
| 磨削体积近似值（mm<sup>3</sup>） | 16.3×10<sup>4</sup> | 12.5×10<sup>4</sup> | 7.7×10<sup>4</sup> | 8.1×10<sup>4</sup> |
| 单位时间磨削体积近似值（mm<sup>3</sup>/min） | 9.3×10<sup>3</sup> | 5.7×10<sup>3</sup> | 2.6×10<sup>3</sup> | 1.8×10<sup>3</sup> |
（对比例2～对比例5）
对比例2～对比例5的磨削加工高速钢轧辊的方法采用的磨削工艺参数分别与实施例2～实施例5相同，不同之处在于采用的砂轮均为1-φ915×100×φ304.8A60KB40m/s，磨削结果见表4。
表4
| 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
| 实际磨削量（mm） | 0.042 | 0.025 | 0.01 | 0.012 |
| 磨削时间（min） | 17.44 | 21.8 | 29 | 43.6 |
| 磨削体积近似值（mm<sup>3</sup>） | 8.1×10<sup>4</sup> | 4.8×10<sup>4</sup> | 1.9×10<sup>4</sup> | 2.3×10<sup>4</sup> |
| 单位时间磨削体积近似值（mm<sup>3</sup>/min） | 4.6×10<sup>3</sup> | 2.2×10<sup>3</sup> | 0.66×10<sup>3</sup> | 0.53×10<sup>3</sup> |
由表3和表4可以看出，在较低的砂轮转速下，本申请的砂轮相比于现有常规砂轮磨削效率明显较高，最高可达4倍左右。
Claims (4)
1.一种磨削加工高速钢轧辊的方法，所使用的砂轮为低粒度复合磨料树脂软砂轮，其规格为：1-φ915×100×φ304.8AC46EB50m/s；磨削加工时，砂轮转速为25～45m/s，砂轮轴向进给速度为300～2000mm/min，砂轮纵向进给量为0.005～0.01mm，轧辊转速为30～55r/min；
所述低粒度复合磨料树脂软砂轮的具体配方如下：白刚玉30～40%，单晶刚玉30～40%，酚醛树脂粉8～12%，酚醛树脂液2～8%，填料10～20%；其中，白刚玉与单晶刚玉的比例为1∶1；白刚玉与单晶刚玉的粒度均为46，硬度均为E级。
2.根据权利要求1所述的磨削加工高速钢轧辊的方法，其特征在于：所述填料为棕刚玉微粉、白刚玉微粉、单晶刚玉微粉中的一种或者两种。
3.根据权利要求2所述的磨削加工高速钢轧辊的方法，其特征在于：所述填料为棕刚玉微粉。
4.根据权利要求1至3之一所述的磨削加工高速钢轧辊的方法，其特征在于所述低粒度复合磨料树脂软砂轮的具体配方如下：白刚玉35%，单晶刚玉35%，酚醛树脂粉10%，酚醛树脂液5%，棕刚玉微粉15%。
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