轧辊磨床生产要求及研究分析

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论述与分析轧辊磨床工艺改进

论述与分析轧辊磨床工艺改进

239学术论丛论述与分析轧辊磨床工艺改进齐洪震唐山瑞丰钢铁(集团)有限公司摘要:本文在轧辊磨床的基础设备、工作原理进行简单阐述,并针对目前轧辊磨床工艺存在的问题:(1)磨损问题;(2)精度不高;(3)数控系统落后;(4)曲线磨制落后,提出相应改进方案:(1)对机床进行保养;(2)提高磨床精度;(3)发展数控系统在轧辊磨床方面的应用;(4)增加多样磨制,以此提高轧辊磨床工艺技术。

关键词:轧辊磨床工艺;改进方案引言随着科技及工业发展,轧辊磨床工艺逐渐进入我们的视野,轧辊磨床工艺是对工件进行精密加工的生产流水线,具有结构稳定、精准的优势,在工业生产中带来一定便捷性,给工厂带来效益。

轧辊磨床工艺技术的高低直接影响加工效率、钢板产品的质量,最终影响组合产品品质,所以对轧辊磨床工艺技术进行改进是十分有必要的。

轧辊磨床基础设备较为复杂,影响产品品质的因素也较多,所以在对轧辊磨床工艺进行改进时,要系统分析,明确问题因素,实施相应对策,解决问题。

1.轧辊磨穿工艺的运作性质1.1设备结构轧辊磨床设备由机械设备由(1)床身,保证磨床工艺过程中的精度;(2)头架,保证磨床过程中驱动的稳定进行;(3)尾架,在轧辊过程中进行轴向定位,避免发生窜动脱离;(4)托架,用来支撑轧辊;(5)砂轮架,由成型机构、主轴等影响辊型成型的重要部分组成,是轧辊磨床的核心;(6)中凹成型机构,具有靠模式、凸轮式、数控成型式几种类型;(7)冷却过滤系统,增大使用寿命及精度,具有冷却、清洁、润滑、防锈等功能;(8)电控设备,对机床进行控制及错误检查;(9)轴定义,在数控磨床工艺中给各个装置分配标准值和实际值。

1.2工作原理轧辊磨床设备各部件相互配合,磨削时砂轮高速旋转,磨削量小而精准,磨床控制系统接收在线测量系统测量的实时轧辊数据,根据相关数据进行相应磨削调整。

2.目前轧辊磨床工艺存在的问题2.1精度不高目前轧辊磨床工艺存在精度不高的原因主要是安装及磨损问题。

轧辊车(磨)削加工技术要求

轧辊车(磨)削加工技术要求

轧辊车(磨)削加工技术要求1普通轧辊车床加工1.1操作工本人必须自检现用测量卡尺起始尺寸,检测后将起始尺寸值用不干胶粘在卡尺上,并传达到使用卡尺的每一个人。

1.2首槽自测量基准传动端(扁头部位)起始中心距误差≤0.5mm,每对轧辊首槽起始端距应在端部注明实际加工尺寸,凡超出此其尺寸范围的,经检查员、技术人员确认后方可再次加工;加工切分轧制型槽时,应按切分槽成组加工,保证每组切分槽的相邻槽间距135±0.1mm,其余尺寸按图纸加工。

1.3轴径跳动量的控制。

两顶尖装夹,找正后两端轴径跳动量K1辊≤0.03mm, K2-K5辊≤0.05mm,粗中轧辊≤0.07mm,凡无法调整,轴径跳动值超差的,经检查员出具检测报告,由机加班长安排修复中心孔或由供应处协调解决,方可再次加工。

1.4轧辊辊身尺寸的加工。

轧辊辊身尺寸按图纸中公称尺寸加工(修复辊保证去除螺纹横肋及其裂纹),其中K1-K5辊身直径大小端尺寸偏差≤0.1mm,配对轧辊的辊身直径差≤0.1mm;初中轧辊辊身直径大小端尺寸偏差≤0.1mm,配对轧辊的辊身直径差≤0.15mm。

1.5车削型槽尺寸精度,K1辊尺寸精度≤0.05mm, K2-K5辊尺寸精度≤0.07mm,初中轧辊尺寸精度≤0.1mm;加工切分轧辊时,要保证成组孔型尺寸的一致性。

1.6在普通轧辊车床上半精车轧辊孔型时,每对轧辊辊身直径偏差≤0.15mm,每支轧辊辊身直径两端大小头尺寸偏差≤0.15mm,辊身粗糙度约≤Ra6.3μm(精加工时磨削外圆或数控车削外圆);K1辊型槽尺寸深度单边留余量1-1.5mm;为避免精车时槽口处崩角、掉肉,槽口处倒角(考虑槽型内所留加工余量)。

2磨床加工2.1磨削K1辊(高速钢、高硼钢等材质)外圆时,检测轴颈处跳动值应符合要求,否则返修中心孔至尺寸要求;辊身处加工尺寸要求每对轧辊辊身直径偏差≤0.1mm,每支轧辊两端大小头尺寸偏差≤0.03mm,粗糙度约Ra6.3μm (可以保留刀纹)。

浅谈轧辊磨床磨削轧辊

浅谈轧辊磨床磨削轧辊

浅谈轧辊磨床磨削轧辊论文导读:轧辊磨床是现代工业生产中不可缺少的一种重要生产设备。

它的磨削机理具有一般大型外圆磨床特点。

主要还取决于对特定的加工轧辊选用与之相匹配的砂轮、冷却液和磨削工艺参数。

关键词:轧辊,磨削,加工1.引言轧辊磨床是现代工业生产中不可缺少的一种重要生产设备,轧辊主要用于冶金、造纸等行业,它的磨削机理具有一般大型外圆磨床特点,但又不同于一般的外圆磨床的运动复杂得多,除砂轮与工件(轧辊)作相对回转运动(主运动)外,还要求砂轮、工件二者作相对纵向运动的同时,作一定的径向相对位移,而且这个径向位移是不同于磨削锥度的复合运动。

因此,它的传动机构比较复杂,机床工作精度要求也较高。

轧辊磨削精度和表面质量除了依靠精良的轧辊磨床工作精度之外,主要还取决于对特定的加工轧辊选用与之相匹配的砂轮、冷却液和磨削工艺参数。

2.磨削加工基础知识及工艺2.1 磨削加工的基础知识近几年来,磨床加工有很大的发展,已广泛地应用于机械加工行业,磨削的机械零件有很高的精度和很细的表面粗糙度。

论文参考。

随着机制造的精度提高,一个国家的磨削工艺水平,往往地反映了国家机械制造的水平。

磨床除能磨削外圆,内圆,平面、成型面外,还能磨削螺纹、齿轮、刀具、模具等复杂零件表面加工。

磨床—磨床在磨削工件时,按加工要求不同,工作台纵向运动的速度必须可以调整,能实现无极变速,并在换向时有一定的精度要求,磨床要具备这些条件,磨床的纵向往复运动采用了液压传动,液压传动在磨床的工作台驱动及横向快速进退等方面已广泛应用。

液压传动工作原理—在机床上为改善液压传动的性能,以满足生产加工中的各种要求,磨床工作的液压传动系统是由以下四部分组成:执行部分—液压机(液压缸、液压马达)在压力油的推动下,作直线运动或回转运动,即将液体的压力能转换为机械能。

控制部分—压力控制阀,流量控制阀,方向控制阀等,用以控制液压传动系统所需要的力速度方向和工作性能的要求。

辅助部分—油箱滤油器,油管和油管接头等。

轧辊磨床项目可行性分析报告

轧辊磨床项目可行性分析报告

前言 (3)一、制度建设与员工手册 (3)(一)、公司制度体系规划 (3)(二)、员工手册编制与更新 (4)(三)、制度宣导与培训 (5)(四)、制度执行与监督 (7)(五)、制度评估与改进 (8)二、原辅材料供应 (10)(一)、轧辊磨床项目建设期原辅材料供应情况 (10)(二)、轧辊磨床项目运营期原辅材料供应及质量管理 (11)三、轧辊磨床项目概论 (12)(一)、轧辊磨床项目承办单位基本情况 (12)(二)、轧辊磨床项目概况 (12)(三)、轧辊磨床项目评价 (13)(四)、主要经济指标 (13)四、技术方案 (14)(一)、企业技术研发分析 (14)(二)、轧辊磨床项目技术工艺分析 (15)(三)、轧辊磨床项目技术流程 (16)(四)、设备选型方案 (18)五、轧辊磨床项目建设背景及必要性分析 (20)(一)、行业背景分析 (20)(二)、产业发展分析 (21)六、组织架构分析 (22)(一)、人力资源配置 (22)(二)、员工技能培训 (23)七、市场营销策略 (24)(一)、目标市场分析 (24)(二)、市场定位 (25)(三)、产品定价策略 (26)(四)、渠道与分销策略 (26)(五)、促销与广告策略 (26)(六)、售后服务策略 (27)八、劳动安全生产分析 (27)(一)、设计依据 (27)(二)、主要防范措施 (28)(三)、劳动安全预期效果评价 (30)九、进度计划 (31)(一)、轧辊磨床项目进度安排 (31)(二)、轧辊磨床项目实施保障措施 (32)十、质量管理与持续改进 (33)(一)、质量管理体系建设 (33)(二)、生产过程控制 (34)(三)、产品质量检验与测试 (36)(四)、用户反馈与质量改进 (37)(五)、质量认证与标准化 (38)十一、制度建设与员工手册 (39)(一)、公司制度建设 (39)(二)、员工手册编制 (40)(三)、制度宣导与培训 (42)(四)、制度执行与监督 (44)(五)、制度优化与更新 (45)十二、轧辊磨床项目管理与团队协作 (46)(一)、轧辊磨床项目管理方法论 (46)(二)、轧辊磨床项目计划与进度管理 (47)(三)、团队组建与角色分工 (48)(四)、沟通与协作机制 (48)(五)、轧辊磨床项目风险管理与应对 (49)十三、人力资源管理 (50)(一)、人力资源战略规划 (50)(二)、人员招聘与选拔 (51)(三)、员工培训与发展 (53)(四)、绩效管理与激励 (53)(五)、职业规划与晋升 (54)(六)、员工关系与团队建设 (55)十四、团队建设与领导力发展 (58)(一)、高效团队建设原则 (58)(二)、团队文化与价值观塑造 (59)(三)、领导力发展计划 (61)(四)、团队沟通与协作机制 (62)(五)、领导力在变革中的作用 (63)十五、公司治理与法律合规 (64)(一)、公司治理结构 (64)(二)、董事会运作与决策 (66)(三)、内部控制与审计 (67)(四)、法律法规合规体系 (68)(五)、企业社会责任与道德经营 (70)本项目商业计划书是为了规范轧辊磨床项目的实施步骤和计划而编写的。

轧辊表面磨削质量缺陷分析及控制措施

轧辊表面磨削质量缺陷分析及控制措施
莱钢 科技
21 0 0年 2月
轧 辊 表 面 磨 削 质 量 缺 陷 分 析 及 控 制 措 施
孙 强
( 带厂 ) 板

要 :通过 对 莱钢 10 m 宽 带轧 辊磨 削质 量存 在 的 缺 陷进 行 分 析 ,并 针 对性 的提 出 了 50m
表 面质 量 缺陷 振痕 走 刀痕 拉毛
的振 动 。
2 缺 陷原 因分 析 及 措 施 2 1 轧辊 表 面存 有振 痕 .
轧辊 表 面振痕产 生 的原 因是在磨 削 时砂 轮相对
4 )工 件旋转 顶尖 或 颈 座不 对 中或 润滑 不 合 适
引起 的振 动 。 2 1 3 消 除振痕 的措施 ..
1 )消 除 因砂轮原 因引起 的振痕
b .平衡 处理 之前 和之后 都 要对 砂 轮进 行 修 整 。
根 据砂 轮 面而对 砂轮 侧 面进 行修 整 。 C .当砂 轮材 质太 硬磨 时应选 择 软 一点 的砂 轮 , 磨 粒 结构 宽一点 或磨 粒粒 度大 一点 的砂轮 。
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等专科学校冶金机械专业。现为板带厂机动科工程师 ,主要从事设
1 )保持 冷却 液清 洁 , 微 的磨 屑 镶 嵌在 硝 轮 细
统 、进 给 机构 和托架 的刚度 都是 很关 键 的 ,良好 的
床体 刚度能 较好 的降低 传 动引起 的振 动 。磨 床作业 中传 动引起 的不 平衡 有 以下 几种 。 1 电动机运 转 引起 的振 动 。 )
2 )油泵 运转 引起 的振动 。 3 )磨床 工作 台行 走 液体 静 压 导 轨不 平 行 引起
轧辊有振动,引起振动的根源是砂轮的不平衡 ,其
次是 传动 中的不 平衡 。另 外 当砂轮 的磨粒 磨钝 后 ,

MK系列轧辊磨床特点及技术改造和大修理分析

MK系列轧辊磨床特点及技术改造和大修理分析

—314—技术改造1 MK 系列轧辊磨床的主要组成和结构设计特点1.1MK 系列轧辊磨床的主要用途及技术规格参数MK 系列轧辊磨床适用于磨削钢铁、铜、铝加工行业轧机上的轧辊,主要结构形式和部件组成如下图所示。

MK 系列轧辊磨床结构简图1.2MK 系列轧辊磨床的主要技术特点MK 系列数控轧辊磨床是在消化吸收引进德国技术基础上开发制造的国产数控轧辊磨床。

床身导轨最终精度在自然状态下采用人工刮研,高于机加工精度,工作台拖板运行更平稳。

砂轮架床身采用贴塑滑动导轨,抗振性及抗颠性好,进给灵敏度高,运动平稳。

砂轮主轴偏心套静压设计及主轴动静压轴承设计结构,有很高的回转精度及刚度,并依靠无间隙传动设计,保证了高精度磨削质量。

附表:磨削精度一览表序号名称单位数值1圆柱表面磨削圆度mm 0.0022圆柱度mm 0.002/1000mm 3表面粗糙度Ra μm 0.14中高磨削对称性mm0.003/1000mm2轧辊磨削质量问题轧辊磨削除了控制尺寸、形状精度,对轧辊表面质量也有较高的要求。

常见表面质量缺陷包括轧辊表面的微观纹路不符合工艺要求及不一致,表面存在振纹、斜纹、横纹、砂轮刻痕等。

表面质量缺陷的产生原因较为复杂,与环境、磨削工艺、磨床维护保养、人员操作水平、砂轮选型和修整等都有关系。

轧辊表面缺陷会“印刷”在产品表面上,影响产品的表面质量评定或对后续的加工产生不利影响。

3影响轧辊磨削质量的因素分析及控制3.1环境、机床地基等的影响及控制振动会造成轧辊磨削过程的不稳定,进而影响到磨削质量,数控磨床应安装在无振动源、无阳光直射的地方,若由于某些原因不能远离振动源时,应在基础四周设置隔离防振沟。

弹簧减震地基新技术的应用,进一步提高了磨床基础对磨床运行精度、稳定性、抗震性的保障。

轧辊磨床的床身金属构件外形尺寸的长宽比较大,环境温度的变化会造成床身、甚至地基基础的微观变形,会造成磨床在运行过程中出现爬行等异常并造成磨削缺陷。

浅谈轧辊磨床工艺中要注意的问题

浅谈轧辊磨床工艺中要注意的问题

浅谈轧辊磨床工艺中要注意的问题【摘要】本文就轧辊磨床工艺问题进行阐述并根据工作经验提出最优对策,仅供参考。

【关键词】轧辊磨床;优化轧辊磨床是钢材板材轧制生产线的重要配套设备,它是由驱动系统、承载系统、测量系统、磨削系统和控制系统五个子系统,在生产过程中数控系统根据轧辊表面母线的数学模型,控制机床作多轴复合运动,在运动过程中实现砂轮对辊面金属的磨削。

在线测量系统实时地将测量数据反馈给磨床控制系统,并由控制系统对机床出闭环控制,从而完成对工件的精密加工。

轧辊磨床磨削精度和磨削效率直接影响钢板的轧制质量与生产效率。

轧辊在钢板轧制过程中因高温氧化和机械磨损等原因会导致辊面几何精度损坏,需要周期性的对辊面进行磨削修复。

而为了满足对板形控制的工艺要求,轧辊辊面母线需按照不同的工艺要求,加工成所需的各种特殊高次方曲线。

同时工作辊与支承辊的辊面母线相互还要按一定的要求实现耦合匹配,因此加工的难度较高。

而影响轧辊磨削精度和表面质量除了依靠精良的轧辊磨床工作精度之外,主要还取决于对特定的加工轧辊选用与之相匹配的砂轮和磨削工艺参数。

1 轧辊磨床工艺中砂轮的选择选择砂轮主要应满足如下要求:精磨时砂轮磨削时间要短,损耗要小;精磨时要求砂轮磨削发热小,微刃性好,磨削时不应有自励现象。

1.1 磨料的选择磨料是制造砂轮的主要原料,它担负着切削工作。

因此,磨料必须锋利,并具备高的硬度、良好的耐热性和一定的韧性1.2 粒度的选择主要与加工表面粗糙度和生产率有关。

粗磨时,磨削余量大,要求的表面粗糙度值较大,应选用较粗的磨粒。

因为磨粒粗、气孔大,磨削深度可较大,砂轮不易堵塞和发热。

精磨时,余量较小,要求粗糙度值较低,可选取较细磨粒。

一般来说,磨粒愈细,磨削表面粗糙度愈好。

1.3 硬度的选择砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度。

砂轮的硬度软,表示砂轮的磨粒容易脱落,砂轮的硬度硬,表示磨粒较难脱落。

砂轮的硬度和磨料的硬度是两个不同的概念。

轧辊磨床

轧辊磨床

轧辊磨床一、轧辊磨床概述:磨床是钢材板材轧制生产线的重要配套设备,其磨削精度和磨削效率直接影响钢板的轧制质量与生产效率。

轧辊在钢板轧制过程中因高温氧化和机械磨损等原因会导致辊面几何精度损坏,需要周期性的对辊面进行磨削修复。

而为了满足对板形控制的工艺要求,轧辊辊面母线需按照不同的工艺要求,加工成所需的各种特殊高次方曲线。

同时工作辊与支承辊的辊面母线相互还要按一定的要求实现耦合匹配,因此加工的难度较高。

产品为金属切削机床,由床身、头架、尾架、托架、纵横拖板、磨头、测量架及电气数控系统组成,分为承载系统、驱动系统、磨削系统、测量系统和控制系统五个子系统。

工件由头架、尾架和托架支撑,并由头架驱动旋转。

数控系统根据轧辊表面母线的数学模型,控制机床作多轴复合运动,在运动过程中实现砂轮对辊面金属的磨削。

在线测量系统实时地将测量数据反馈给磨床控制系统,并由控制系统对机床出闭环控制,从而完成对工件的精密加工。

二、轧辊磨床型号:国内轧辊磨床主要型号有:MK8440、MK8463、MK8480、MK84100、MK84125、MK84160、MK84200、MK84250、MK84300。

三、轧辊磨床生产企业:国内生产轧辊磨床的企业主要有:昆山华辰机器制造有限公司、贵州险峰机床厂、上海机床厂。

国外生产轧辊磨床的企业并在国内用应较多的主要有:德国赫格里斯、德国瓦德里希.济根(已被赫格里斯收购)、意大利波米尼。

四、轧辊磨床结构介绍床身床身采用砂轮床身与工件床身分离的结构。

床身调整垫铁间距短,刚性强,床身精度不易变化。

砂轮床身为1200mm导轨间距的宽体床身,配备的伸缩式不锈钢防护罩保证永不生锈,安装在砂轮床身内的精密滚珠丝杆,用于驱动大拖板(Z轴)。

头架采用三级三角皮带传动保证了传动的平稳和精度;使用交流主轴电机驱动能使头架实现正向和反向旋转;头架的位置控制功能,可实现拨盘角度自动定位,方便轧辊的吊装,减少辅助时间。

头架润滑系统选用了油脂泵,可实现自动定时给油。

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轧辊磨床主要用于磨削轧制机中的各种具有中凸度或中凹度的圆柱体轧辊。

轧辊的中凸或中凹是为了在轧制过程中消除轧制件对于轧辊的作用力所产生的变形和热膨胀变形,以保证在轧制过程中轧辊间等间隙,使轧制件沿宽度方向等厚。

近年来,由于冶金、造纸、橡胶、塑料以及印染业的迅速发展,对轧辊磨削的技术要求也日趋提高。

但是,在轧辊磨床的设计中,如何形成复杂的辊形轮廓曲面是一个难题。

理论上,砂轮的横向进给和纵向运动就可以加工出任意轮廓曲面的轧辊,但是由于加工的轧辊中凸量或中凹量很小,横向运动精度要求高,所以要求在轧辊磨床中设计一个中高机构,轧辊轮廓曲线的生成就是通过这个中高机构来实现的。

国外轧辊磨床上的中高机构有多种不同的结构形式,其中使用最广泛的是凸轮杠杆机构,采用机械结构的中高机构虽能满足轧辊轮廓表面的精度要求,但是结构比较复杂。

因此,国外有些轧辊磨床制造厂家都在各自的产品中对其进行了改进设计,并引进了CNC 设备。

例如纳索斯乌尼恩公司轧辊磨床的中高机构采用偏心套的机构形式。

东芝机械公司KWA-C型轧辊磨床的中高机构,取消了由中高凸轮驱动砂轮架绕支点摆动的传统结构形式,采用了由控制装置通过伺服电机驱动砂轮架进给丝杠直接进给实现中高磨削。

瓦德里希济根公司轧辊磨床的中高机构也已采用CNC机构。

数控英才网整理发布1国内外已有轧辊轮廓曲线生成方法分析目前,国内外轧辊磨床辊形轮廓曲线的生成方法主要有以下6种,下面就各种曲线生成方法进行详细的分析和比较。

1.1凸轮杠杆法凸轮杠杆法是轧辊磨床早期广泛使用的曲线生成方法,它的中高机构实现原理如所示。

砂轮架拖板变速箱电机m通过变速齿轮将运动传到z1后分成两路。

一路通过z11、z12直到z13完成拖板纵向移动;另一路通过i直到z9,z10转动凸轮,并推动直角杠杆A、B、C,使砂轮架绕支点D回转,砂轮即在工件长度的不同截面上磨出不同尺寸的直径,移动机构F用以调整中高量。

凸轮杠杆法的优点:组成部分都是传统部件,成本小,在精度要求不高,轧辊曲线种类较少时可以使用。

凸轮杠杆法的缺点:砂轮架架体必须做成三层结构,砂轮架抗弯刚度较小,而且在磨削工件直径较小时,因为移动伸出太长,砂轮架刚度降低,在强力磨削时产生震动,导致磨削精度下降。

凸轮受力非常大,导致磨损严重,致使加工精度下降。

轧辊的曲线形状取决于凸轮的形状,在磨削不同曲线的轧辊时,要更换不同的凸轮,生产效率较低。

凸轮种类要求很多,加工困难,柔性不好。

?结构非常复杂,而且砂轮架的锁定困难。

1.2电机直接驱动法日本东芝机械公司的KWA系列和意大利因赛公司的RCH系列轧辊磨床采用了结构最为简单的实现方法,由数控系统控制伺服电机,经预加负荷给精密滚珠丝杠,直接驱动砂轮架横向进给,通过控制横向进给和纵向移动的复合运动,应用插补原理,实现中凸或中凹磨削。

滚珠丝杠是一种新型的螺旋传动机构,主要组成为丝杠、螺母、滚珠和反向器。

滚珠丝杠副螺母是在丝杠和螺母之间放入适量的滚珠使丝杠和螺母之间由滑动摩擦变为滚动摩擦的螺旋传动。

滚珠丝杠副的工作原理:当丝杠和螺母相对运动时,滚珠就沿丝杠螺旋滚道面滚动。

设滚珠丝杠基本导程为L0,伺服电机(电机重绕的研究与改进)编码器精度为M脉冲/转,则此传动方式的脉冲当量(分辨率)为U=1ML0,如果选择电机编码器精度很高,完全可以实现U=0.0001mm0.001mm的高档数控系统要求,同时也能满足轧辊磨床实现微小量中凸或中凹磨削。

使用这种方法的主要缺点:设备非常昂贵,不经济。

主要优点:结构非常简单。

精度高,传动系统简化,机械效率提高。

曲线形状可按两轴插补直接获得,软件控制,柔性好。

1.3电机蜗轮蜗杆偏心套法现代轧辊磨床大都取消了传统的凸轮杠杆机构,代之以高性能的直流(或交流)伺服系统,由数控系统直接控制实现。

由德国瓦德里希!济根公司生产的WSC系列和国内贵州险峰机床厂生产的MK84系列以及星火机床有限责任公司推出的MK84系列轧辊磨床的中高机构,均采用静压偏心套机构,由位置脉冲发讯装置发出控制指令,中高伺服电机经双导程蜗轮蜗杆副和滚珠丝杠驱动偏心套做一定角度的回转,使砂轮架在水平方向上产生相应的微量位移,实现中凸或中凹磨削。

如所示,这种设计方案采用两级尺寸放大,第一级将微小的砂轮架中心点的横向进给,通过偏心套机构,转变成推板3的直线运动,且行程变大,第二级通过蜗轮蜗杆副较大的降速比的特点,将滚珠丝杠的低速运动,转变成电机的较高速运动,实现转速的放大。

1.偏心套2.安全液压装置3.推板4.编码器5.蜗轮蜗杆副6.直流(或交流)电机7.滚珠丝杠8.轴承电机蜗轮蜗杆偏心套法实现原理图设:偏心套的放大比例系数为K(K=H/h),蜗轮蜗杆减速比为I(I=Zl/Zg),滚珠丝杠基本导程为L0伺服电机编码器精度为M脉冲/转,则此传动方式的脉冲当量为U=1MIKL0。

这种方法的主要缺点:机械结构相对复杂,且蜗轮蜗杆副易磨损。

主要优点:采用两级放大,精度提高。

整个系统是闭环系统,补偿功能强大。

1.4齿轮齿条蜗轮蜗杆偏心套法这种方法的中高机构实现原理如所示,当走刀工作台进行轴向进给运动时,床身5上的齿条6,通过齿轮7驱动安装在轴向走刀工作台上的蜗轮蜗杆机构8.随着蜗轮的转动,与其同轴的偏心调整盘9也随之转动。

于是,偏心调整滑块10上的偏心轴D围绕蜗轮的轴心O,以偏心距e为半径做圆周运动,因而支撑连杆11对于杠杆臂4上的支撑点A实现了升降运动,杠杆摇臂4对于砂轮磨头安装平台2的支撑点B相应的按比例升降。

随着砂轮磨头安装平台2随铰链轴O的转角变化,不断的改变着砂轮的切削深度,显然,当偏心轴D处于最低位置时,砂轮切削深度t最浅,使磨削工件形成中高,当偏心轴D离开最低位置时,砂轮的切削深度则相应的增加t,偏心轴D离开最低位置越远,砂轮的切削深度越深。

偏心式中高形成机构,就是这样在砂轮轴向走刀的过程中,相应的控制径向走刀的切削深度,从而使工件外圆表面产生一定的中高量。

1.砂轮磨头2.砂轮磨头的安装平台3.轴向走刀工作台4.杠杆摇臂5.床身6.齿条7.齿轮8.蜗轮蜗杆机构9.偏心调整10.偏心调整滑块11.支撑连杆齿轮齿条蜗轮蜗杆偏心套法实现原理图使用这种方法,主要缺点:属于开环结构,决定加工精度的因素很多,导致精度不高。

轧辊的曲线形状取决于偏心套的形状和偏心量,加工曲线的种类单一。

主要优点:采用传统的机械结构,机床成本低。

1.5靠模加工法靠模磨削是仿行磨削的一种,在专用机床上按放大样板(或靠模)或放大图进行磨削。

靠模加工时,砂轮按靠模的形状,不断改变运动轨迹,将工件磨削成与靠模一样形状的曲线。

靠模加工轧辊磨削曲线的实现原理如所示,工作台纵向移动,长臂5顶在直尺4上,工作台同时绕定位柱O回转,形成中凸或中凹轧辊面。

台面回转式:工件向砂轮移动量yy=tanlx2=Kx2K=tanl靠模直尺与工作台运动方向夹角x工作台纵向移动距离l长臂与靠模直尺的接触点到回转中心O的距离K常数1.6棘轮实现法棘轮机构由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。

它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。

棘轮轮齿通常用单向齿,棘爪铰接于摇杆上,当摇杆逆时针方向摆动时,驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动;当摇杆顺时针方向摆动时,棘爪在棘轮上滑过,棘轮停止转动。

棘轮每次转过的角度称为动程。

动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节,也可以在运转过程中加以调节。

在MG1432A型高精度万能外圆磨床中,由于应用了棘轮机构,可以实现具有中凸或中凹的轧辊磨削。

当用于轧辊磨削时,手动调节棘轮(Z=500mm)微量进给,每推一次棘轮旋转1/500转,砂轮架微量进给0.002mm.设基本导程为L0,齿轮减速比为I,棘轮轮齿数为Z,每转进给量为X;则有X=L0/IZ.由式中可以看出减小丝杠基本导程,增大齿轮减速比和棘轮轮齿数可以使进给量变的更小,精度更高。

使用这种方法,主要缺点:属于开环结构,精度不高。

工人必须手动进给,劳动强度大。

主要优点:结构简单,机床成本低。

2提出两种轮廓曲线生成的新方法经过对国内外轧辊磨床6种辊形轮廓曲线生成方法的分析和比较,在深刻理解轧辊磨床中高机构原理和微进给意义的基础上,提出了两种曲线的生成方法:电机蜗轮蜗杆法和步进电机双层驱动法。

2.1电机蜗轮蜗杆法将电机直接驱动法和电机蜗轮蜗杆偏心套法相结合,取长补短,将电机直接驱动法结构简单的优点和蜗轮蜗杆具有较大减速比的优点相结合,用蜗轮蜗杆的放大作用补偿电机直接驱动中电机要求高、价格昂贵的缺点。

电机蜗轮蜗杆法的实现原理如所示,设蜗杆螺纹头数N=1,蜗轮齿数Z2=60,滚珠丝杠的基本导程为L0=4mm,伺服电机编码器精度为2500脉冲/转,利用伺服放大器的四倍频功能,精度可达10000脉冲/转,则此传动方式的脉冲当量为U=1100001604=0.000007mm=0.007m,可以满足轧辊磨床的需要。

2.2步进电机双层驱动法由于中高机构的作用就是实现微进给,所以利用步进电机的特点提出了步进电机双层驱动法的设计方案。

如所示,这种结构由五部分组成:两台步进电机,两个平台,两根丝杠。

由于步进电机具有低速震动很大、精度降低的缺点,用一组驱动系统作为进给部分,另一组驱动系统作为补偿部分。

设滚珠丝杠的基本导程为都为L0=8mm.步进电机都采用混合式五相步进电机(HB)五相(步进角为0.72度)。

步进电机驱动器采用128细分电路,则步进电机每接到一个脉冲,转动角度为0.005625度,脉冲当量(分辨率)为U=0.7212813608=0.00012mm=0.12m.为了避免步进电机低速震动的问题,在加工过程中,控制系统发送给进给电机和补偿电机的脉冲频率不同,如进给电机脉冲频率为2000Hz,补偿电机脉冲频率为1990Hz,则相当于进给电机脉冲频率变为了10Hz,可以实现微进给。

在深刻理解插补原理的基础上,运用C语言编程在计算机上对提出的两种辊形轮廓曲线生成方法进行了原理性仿真,结果表明电机蜗轮蜗杆法和步进电机双层驱动法在理论上是可行的。

3结束语针对轧辊磨削中辊形轮廓曲线生成这一难题,分析和研究了国内外轧辊磨床各种曲线生成方法的实现原理,并在深入理解中高机构原理和微进给意义的基础上,提出了两种轧辊磨床辊形轮廓曲线生成的设计方案。

在深刻理解插补原理的基础上,采用数据采样插补法,运用C语言编程对提出的两种方法进行了原理性仿真,结果证明这些方法在理论上是可行的,这对轧辊磨床轮廓曲线生成机构的设计具有一定的实际指导意义。

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