CN219005507U - 一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热处理去应力设备技术领域，具体涉及一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，包括固定设置的用于支承轧辊两端薄壁钢套外圆的一对支承定位块、用于带动轧辊在所述一对支承定位块上转动的旋转驱动装置。本实用新型实现了薄壁钢套外圆的超高精度磨加工，其薄壁钢套外圆的磨加工尺寸精度在±0.001mm以内。

Description

一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置

技术领域

本实用新型涉及热处理去应力设备技术领域，具体涉及一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置。

背景技术

高精度的薄壁钢套是机械加工中的难加工零件，其主要的加工难点有以下两方面：

一是钢套从毛坯制作到机械加工成形的各个阶段，其内部都会产生一定的应力，应力的存在会导致加工后的薄壁钢套变形，最终导致钢套的圆度和尺寸超差。

二是钢套的壁厚较薄，导致其装夹后容易产生变形，因此当加工完成后松开装夹时，会由于变形的恢复而导致钢套圆度和尺寸超差；

为减小薄壁钢套加工后的圆度误差和尺寸误差，现有技术通常在薄壁钢套制造的中间过程中安排若干次的热处理去应力工序和/或冷处理稳定工序，从而可较大幅度地减少应力薄壁钢套内部用力。另外，在机械加工的最后阶段，通过使用专门的钢套定位工装(如自涨芯轴、1:5000锥度芯轴等)，从而可以较大幅度地减少装夹变形、提高加工精度。

为了进一步提高薄壁钢套的加工精度，一种更好的加工方法是将钢套通过过盈配合套装在与之相装配的轴上，然后与轴一起进行轴和钢套外圆的磨加工。这样既提高了钢套外圆的加工精度，又提高了钢套外圆与轴上一起磨加工的外圆的同轴度。

如图1中的轧辊1两端的轴头外圆上设置有薄壁钢套，按照将薄壁钢套通过过盈配合套装在轧辊上后进行磨加工的方法，在超高精度数控外圆磨床上进行钢套外圆的磨加工，其达到的外圆尺寸精度为±0.005mm，虽然其已经达到了很高的精度指标，但是仍然无法达到客户所要求的±0.001mm的超高精度要求。

根据上述情况，我们针对薄壁钢套的磨加工精度进行了技术攻关和分析后发现，虽然薄壁钢套是通过过盈配合套装在轧辊两端外圆上后一起磨削的，但是由于薄壁钢套内部不均匀应力的存在，导致在薄壁钢套外圆磨削的过程中，随着薄壁钢套外圆磨削余量的去除，薄壁钢套的内部不均匀应力进行了重新分布，从而导致薄壁钢套壁厚的不均匀微变形。因此，为了进一步提高薄壁钢套外圆的磨加工精度，有必要设法在薄壁钢套磨加工之前，进一步减少薄壁钢套内部的应力。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，旨在实现薄壁钢套外圆的超高精度磨加工，具体的技术方案如下：

一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，包括固定设置的用于支承轧辊两端薄壁钢套外圆的一对支承定位块、用于带动轧辊在所述一对支承定位块上转动的旋转驱动装置。

优选的，所述支承定位块为V型块，所述V型块的V型支承面上加注有润滑油脂。

优选的，所述V型块的V型支承面上设置有减磨板，所述润滑油脂加注在所述减磨板的支承面上。

本实用新型中，所述旋转驱动装置包括固定设置的驱动电机、设置在所述驱动电机的输出轴与所述轧辊一端端部之间的轧辊连接工装。

优选的，所述驱动电机为减速电机或变频电机。

优选的，所述轧辊连接工装包括固定在所述驱动电机的输出轴上的主动拨盘、固定在所述轧辊端部的从动拨盘、连接在所述主动拨盘与所述从动拨盘之间的拨销。

优选的，所述拨销的一端与所述主动拨盘、从动拨盘中的其中一个拨盘固定连接，所述拨销的另一端与所述主动拨盘、从动拨盘中的其中另一个拨盘孔轴配合连接。

为了将从动拨盘与轧辊的端部相固定，可在轧辊的端面加工出工艺螺孔，然后通过螺钉将从动拨盘固定在轧辊的端面。

优选的，所述拨销为铰制螺栓，所述铰制螺栓的一端螺纹外圆与所述主动拨盘、从动拨盘中的其中一个拨盘螺纹连接，所述铰制螺栓的另一端铰制外圆与所述主动拨盘、从动拨盘中的其中另一个拨盘孔轴配合连接；其中，在所述主动拨盘、从动拨盘之间还设置有外套在所述铰制螺栓的铰制外圆上的限位隔套。

优选的，所述铰制螺栓与拨盘的孔轴配合为间隙配合。

优选的，所述拨盘上与铰制螺栓间隙配合的孔为腰型孔，以补偿驱动电机输出轴与轧辊的不同轴误差。

优选的，所述轧辊连接工装也可以是连接在所述驱动电机的输出轴与所述轧辊一端轴头之间的万向联轴节。

优选的，所述万向联轴节连接在所述主动拨盘与所述从动拨盘之间。

优选的，所述底座上设置有升降平台，所述驱动电机固定在所述升降平台上，以提高驱动电机的输出轴与不同规格轧辊对接连接的适应性。

本实用新型的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置还包括底座和设置在所述底座上的导轨槽、设置在所述底座上且与所述导轨槽相平行的T型槽，所述一对支承定位块移动设置在所述导轨槽上并通过设置在所述T型槽上的T型螺栓和螺母与所述底座固定连接。

通过将一对支承定位块移动设置在所述导轨槽上，可满足不同长度规格的轧辊的支承定位。

一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置的磨削方法，包括如下步骤：

(1)钢套预加工：薄壁钢套预先进行单独的机械加工；其中，薄壁钢套的内孔和两端面尺寸加工到位，薄壁钢套的外圆留磨削余量；

(2)钢套装配：采用热套方式，将预加工的薄壁钢套安装到轧辊的端部外圆上，钢套装配后在薄壁钢套内孔与轧辊的端部外圆之间形成过盈配合；

(3)钢套去应力处理：将安装有薄壁钢套的轧辊吊装到去应力装置上的一对支承定位块上，轧辊的一端通过轧辊连接工装与旋转驱动装置相连接；开启旋转驱动装置带动轧辊连续转动一段时间，在轧辊自身重力的作用下，轧辊端部的薄壁钢套被压在支承定位块上作连续的受压转动，使得薄壁钢套的内部应力得到释放；

(4)钢套磨削：采用高精度外圆磨床，对轧辊端部的薄壁钢套外圆进行磨加工。

作为本实用新型中高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置的磨削方法的进一步改进，所述旋转驱动装置采用由控制器控制的变频电机，所述步骤(3)的钢套去应力处理分两阶段进行，第一阶段为恒速转动去应力，在控制器的控制下变频电机带动轧辊作连续数小时的恒速转动，达到设定的时间后转入第二阶段的渐变减速转动去应力，在控制器的控制下变频电机带动轧辊作连续数小时的渐变减速转动，直至最低转速后停止转动。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，利用轧辊自身的重量为作用力，配合支承定位块和旋转驱动装置，对以过盈配合方式外套在轧辊两端外圆上的薄壁钢套进行连续转动施压，实现了薄壁钢套内部应力的消除，使得薄壁钢套外圆的磨加工尺寸精度由±0.005mm提高到±0.001mm，由此实现了薄壁钢套外圆的超高精度磨加工。

第二，本实用新型的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，磨前去应力装置上支承定位块的水平间距可调，驱动电机的高度可调，其通用性好。

附图说明

图1是本实用新型的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置的结构示意图；

图2是图1的左视图(位于图1的左侧支承定位块部分的剖视图)。

图中：1、轧辊，2、薄壁钢套，3、支承定位块，4、旋转驱动装置，5、减磨板，6、驱动电机，7、轧辊连接工装，8、输出轴，9、主动拨盘，10、从动拨盘，11、拨销(铰制螺栓)，12、螺钉，13、限位隔套，14、底座，15、导轨槽，16、T型槽，17、T型螺栓，18、螺母，19、升降平台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1至2所示为本实用新型的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置的实施例，包括固定设置的用于支承轧辊1两端薄壁钢套2外圆的一对支承定位块3、用于带动轧辊1在所述一对支承定位块3上转动的旋转驱动装置4。

优选的，所述支承定位块3为V型块，所述V型块的V型支承面上加注有润滑油脂。

优选的，所述V型块的V型支承面上设置有减磨板5，所述润滑油脂加注在所述减磨板5的支承面上。

本实施例中，所述旋转驱动装置4包括固定设置的驱动电机6、设置在所述驱动电机6的输出轴与所述轧辊1一端端部之间的轧辊连接工装7。

优选的，所述驱动电机6为减速电机或变频电机。

优选的，所述轧辊连接工装7包括固定在所述驱动电机6的输出轴8上的主动拨盘9、固定在所述轧辊1端部的从动拨盘10、连接在所述主动拨盘9与所述从动拨盘10之间的拨销11。

优选的，所述拨销11的一端与所述主动拨盘9、从动拨盘10中的其中一个拨盘1或11固定连接，所述拨销11的另一端与所述主动拨盘9、从动拨盘10中的其中另一个拨盘11或10孔轴配合连接。

为了将从动拨盘10与轧辊1的端部相固定，可在轧辊1的端面加工出工艺螺孔，然后通过螺钉12将从动拨盘10固定在轧辊的端面。

优选的，所述拨销11为铰制螺栓，所述铰制螺栓11的一端螺纹外圆与所述主动拨盘9、从动拨盘10中的其中一个拨盘1或10螺纹连接，所述铰制螺栓11的另一端铰制外圆与所述主动拨盘9、从动拨盘10中的其中另一个拨盘10、11孔轴配合连接；其中，在所述主动拨盘9、从动拨盘10之间还设置有外套在所述铰制螺栓11的铰制外圆上的限位隔套13。

优选的，所述铰制螺栓11与拨盘9或10的孔轴配合为间隙配合。

优选的，所述拨盘9或10上与铰制螺栓11间隙配合的孔为腰型孔，以补偿驱动电机6输出轴8与轧辊1的不同轴误差。

优选的，所述轧辊连接工装7也可以是连接在所述驱动电机6的输出轴8与所述轧辊1一端轴头之间的万向联轴节。

优选的，所述万向联轴节连接在所述主动拨盘9与所述从动拨盘10之间。

优选的，所述底座14上设置有升降平台19，所述驱动电机6固定在所述升降平台19上，以提高驱动电机6的输出轴8与不同规格轧辊1对接连接的适应性。

本实施例的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置还包括底座14和设置在所述底座14上的导轨槽15、设置在所述底座14上且与所述导轨槽15相平行的T型槽16，所述一对支承定位块3移动设置在所述导轨槽15上并通过设置在所述T型槽16上的T型螺栓17和螺母18与所述底座14固定连接。

通过将一对支承定位块3移动设置在所述导轨槽15上，可满足不同长度规格的轧辊1的支承定位。

实施例2：

一种采用实施例1的超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置的磨削方法，包括如下步骤：

(1)钢套预加工：薄壁钢套2预先进行单独的机械加工；其中，薄壁钢套2的内孔和两端面尺寸加工到位，薄壁钢套的外圆留磨削余量；

(2)钢套装配：采用热套方式，将预加工的薄壁钢套2安装到轧辊1的端部外圆上，钢套2装配后在薄壁钢套2内孔与轧辊1的端部外圆之间形成过盈配合；

(3)钢套去应力处理：将安装有薄壁钢套2的轧辊1吊装到去应力装置上的一对支承定位块3上，轧辊1的一端通过轧辊连接工装7与旋转驱动装置4相连接；开启旋转驱动装置4带动轧辊1连续转动一段时间，在轧辊1自身重力的作用下，轧辊1端部的薄壁钢套2被压在支承定位块3上作连续的受压转动，使得薄壁钢套2的内部应力得到释放；

(4)钢套磨削：采用高精度外圆磨床，对轧辊1端部的薄壁钢套2外圆进行磨加工。

作为本实施例中高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置的磨削方法的进一步改进，所述旋转驱动装置4采用由控制器控制的变频电机，所述步骤(3)的钢套去应力处理分两阶段进行，第一阶段为恒速转动去应力，在控制器的控制下变频电机带动轧辊作连续数小时的恒速转动，达到设定的时间后转入第二阶段的渐变减速转动去应力，在控制器的控制下变频电机带动轧辊作连续数小时的渐变减速转动，直至最低转速后停止转动。

实施例3：

采用实施例2中步骤(1)～(4)的磨削方法，对某锂电池行业用的轧辊薄壁钢套2依次进行钢套预加工、钢套装配、钢套去应力处理和钢套磨削；其中，所述步骤(3)的钢套去应力处理工序中，开启旋转驱动装置4带动轧辊连续转动的时间为12小时，步骤(4)钢套磨削工序完成后，得到薄壁钢套外圆的尺寸精度误差为±0.001mm。

实施例4：

将薄壁钢套通过过盈配合套装在轧辊上后，采用常规磨加工方法，在超高精度数控外圆磨床上进行钢套外圆的磨加工，磨加工后薄壁钢套外圆尺寸精度为±0.005mm，大大低于本实用新型的实施例3的加工精度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，包括固定设置的用于支承轧辊两端薄壁钢套外圆的一对支承定位块、用于带动轧辊在所述一对支承定位块上转动的旋转驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，所述支承定位块为V型块，所述V型块的V型支承面上加注有润滑油脂。

3.根据权利要求2所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，所述V型块的V型支承面上设置有减磨板，所述润滑油脂加注在所述减磨板的支承面上。

4.根据权利要求1所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括固定设置的驱动电机、设置在所述驱动电机的输出轴与所述轧辊一端端部之间的轧辊连接工装；其中，所述驱动电机为减速电机或变频电机。

5.根据权利要求4所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，底座上设置有升降平台，所述驱动电机固定在所述升降平台上。

6.根据权利要求4所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，所述轧辊连接工装包括固定在所述驱动电机的输出轴上的主动拨盘、固定在所述轧辊端部的从动拨盘、连接在所述主动拨盘与所述从动拨盘之间的拨销。

7.根据权利要求6所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，所述拨销的一端与所述主动拨盘、从动拨盘中的其中一个拨盘固定连接，所述拨销的另一端与所述主动拨盘、从动拨盘中的其中另一个拨盘孔轴配合连接。

8.根据权利要求1所述的一种超高精度轧辊薄壁钢套磨前去应力装置，其特征在于，还包括底座和设置在所述底座上的导轨槽、设置在所述底座上且与所述导轨槽相平行的T型槽，所述一对支承定位块移动设置在所述导轨槽上并通过设置在所述T型槽上的T型螺栓和螺母与所述底座固定连接。

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