式中：acgmax�cgmax为单个磨粒最大切削厚度，mm；v、vw为砂轮、头架的转速，m/s；d0、dw为砂轮、轧辊的直径，mm；m为砂轮单位圆周上的磨粒数，mm−1；fr为x轴径向进给量，单程进刀量，mm；fa为z轴轴向进给量，拖板速率，mm/s；B为砂轮厚度，mm。

切削厚度与磨粒的切削负荷、磨削力和砂轮磨损成正比，且切削厚度越大磨出的轧辊表面质量越差，切削厚度越小磨出的轧辊表面质量越好。
式(1)中，当头架转速vw、拖板速率fa、砂轮进给量fr增大时，单个磨粒的磨削厚度增大，磨削的轧辊表面质量就会变差；当砂轮转速v、砂轮宽度B、砂轮直径d0、砂轮粒度m、轧辊直径dw增大时，单个磨粒的磨削厚度变小，磨削的轧辊表面质量就会变好。

工件磨削加工后表面的较小间距眇小峰谷的不平度，可以表明工件表面的微不雅观特性，用表面粗糙度来定义。

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式中，R为磨削表面粗糙度；K为根据磨削情形而定的常数；a，b，c为指数。

式(2)中，一样平常情形下指数取a=0.25，b=0.5，c=0.38，因此可以得出对粗糙度影响最大的是托板速率(轴向进给量)fa，其次是磨削速比vw/v，最小的是径向进给量fr。
径向进给量fr在粗磨和前精磨阶段对表面粗糙度影响较大，到后精磨阶段和抛光阶段时对表面粗糙度影响变得很小。
因此，在实际操作中，有履历的轧辊磨床操作工常日将轴向进给量fa掌握在小而平稳的状态下，不仅能有效降落磨削表面残余应力，优化轧辊表面的物理、力学性能，还能得到均匀的轧辊表面粗糙度值。

由磨削事理剖析可知，m、B、d0、dw是加工前确定了的数据，即在磨削工艺过程中不能改变的静态成分。
fa、fr、vw/v是在磨削工艺流程中可以改变的动态成分，是磨床操作工掌握磨削质量的直接成分，因此这些参数选择的履历值显得尤为主要。

磨削过程中，z轴轴向进给速率fa对表面粗糙度影响最大，应逐渐减小，参数设置一样平常根据砂轮宽度来选择，即头架每转一次砂轮沿z轴轴向行走间隔为：粗磨阶段fa=(0.3~0.85)B，精磨阶段fa=(0.2~0.3)B，抛光阶段fa=(0.1~0.2)B。

磨削过程中，x轴径向进给量fr也应不断减小，其值跟轧辊的硬度、砂轮的脱粒、磨削辊面的直径有关。
拖板每往来来往一个行程，结合原始辊型及磨削哀求来选择fr：粗磨阶段fr=(0.005~0.02) mm，精磨阶段fr=(0.001~0.005) mm，抛光阶段取消径向进给或稳定保持很小的径向进给量。

比较轴向进给速率fa，磨削速比vw/v虽然对磨削表面的影响略小，但也是终极决定磨削表面利害的关键成分。
在不超过砂轮自身额定线速率的上限45 m/s以及磨床系统不涌现振纹和斜花纹等不稳定的征象的条件下，利用只管即便高的砂轮速率，一样平常情形下，砂轮速率v=(25~35) m/s。

磨削过程中，头架转速vw也应不断降落。
按磨削工艺选择：粗磨阶段vw=(40~45) r/min，精磨阶段vw=(35~40) r/min，抛光阶段vw=(30~35) r/min。

磨床安装精度直接影响轧辊磨削精度，因此，磨床安装的一样平常哀求是：哀求安装点周围无振动源、无阳光直射、通气良好，尤其不能有严重冲击运动的机器，安装在水泥厚度为 150 mm 以上且四周开设隔离防振沟的地面上。
同时，磨床安装应知足一下精度哀求：

(1)床身V形导轨安装精度：水平和垂直方向直线度≤0.01 mm/m，打仗点方面哀求每25 mm×25 mm面积12~14点，相对托板导轨的垂直度≤0.02 mm/250 m。
床身平面导轨精度： 垂直直线度≤0.01 mm/m，打仗点哀求12~14点/(25 mm×25 mm)，对V形导轨的平行度≤0.02 mm/m。

(2)托板V形导轨精度：垂直方向直线度≤0.01 mm（在全部长度上），每25 mm×25 mm面积上打仗点哀求10~12点。
托板平面导轨精度：平行度≤0.02 mm/m（与V形导轨之间），每25 mm×25 mm面积上打仗点哀求10~12点。

(3)砂轮主轴动压轴承：采取刮刀刮研轴瓦表面的转研办法，同时知足轴瓦和主轴轴颈之间的打仗点和合营间隙0.0025~0.005 mm的哀求。
静压轴承检讨检讨前后轴承油腔压力，创造非常即可调度。

(4)砂轮主轴电机的振动对磨削表面粗糙度影响比例最大。
如果振动较大，应对研砂轮法兰盘锥孔与主轴锥端，使打仗面80％以上。

其余，磨床润滑也是影响磨削精度的一个紧张缘故原由，如事情台导轨的润滑及一些液压机构的压力值是否正常都会直接影响磨削精度，应定期检讨。

砂轮会直接影响磨削质量，选择砂轮一样平常从砂轮的磨料、硬度、粒度和结合剂等成分综合考虑。

磨料：为得到较高的磨削表面质量，一样平常根据不同材料的钢质轧辊选用与之相匹配的刚玉型砂轮。

硬度：砂轮磨粒脱落的难易程度。
如果砂轮磨损太快，解释所选用的砂轮太软，可采纳提高砂轮线速率，提高拖板速率到砂轮宽度的2/3~3/4（增加工件每转轴向进给量），降落轧辊速率等方法。
如果采纳这些方法后效果仍不明显，则应选择硬度高一点的砂轮。
如果砂轮磨削时钝化磨粒不易脱落，砂轮易粘着磨屑，辊面涌现烧伤、拉毛征象，则解释砂轮太硬，可采纳降落砂轮线速率，提高轧辊速率等方法。
如果磨削效果仍不明显，则解释所选砂轮太硬，应选择硬度低一点的砂轮。

粒度：粒度是指磨料颗粒尺寸的大小。
砂轮的粒度大则耐用度高、切削能力强、不易被堵塞，砂轮的粒度小则性能稳定、磨削轧辊表面质量高。
一样平常情形，知足粗磨磨削选用粒度24~80的砂轮，精密磨削选用粒度150的砂轮，超精磨或镜面磨削选用W64~W14的微粉砂轮。

结合剂：砂轮是用结合剂将磨粒粘结在一起成型并使其具有一定的硬度。
最常用的砂轮结合剂有陶瓷结合剂(V)和树脂结合剂(B)。
轧辊磨床一样平常选用树脂结合剂材质的砂轮。

(1)砂轮的安装稳定性和精度直接影响加工精度。
砂轮卡盘直径应大于砂轮直径的1/3。
为担保磨削过程中热膨胀不涌现砂轮胀裂或砂轮合营较松涌现偏幸振动征象，砂轮内孔与轴或法兰盘外圆之间的间隙为0.1~0.8 mm。

(2)砂轮安装中螺母垫厚度1~2 mm，安装于法兰盘与砂轮端面间的软垫直径大于卡盘直径2 mm。
为担保安装精度，卡盘上不能有锈蚀、磨损或污渍等毛病。

(3)砂轮运转不平衡，将会加重砂轮主轴的振动和轴承的磨损，影响加工质量和机床精度。
因此，砂轮一样平常要进行静平衡或动平衡测试，使其重心与旋转轴线重合。
一样平常只作静平衡，但对付高精度数控轧辊磨床，应进行动平衡填补砂轮本身的毛病和安装时产生的偏差，到达运行平稳及实现高质量磨削的目的。

砂轮的修整便是去除不屈均的表面磨粒，重新得到平整锋利的磨粒，规复自身形状精度及加工能力。
当涌现下面三种环境时，解释砂轮须要改动：一是受轧辊的摩擦挤压造成砂轮磨粒逐渐磨圆变钝。
二是磨削韧性材料，磨屑嵌塞在孔隙中产生打滑、引起砂轮振动和涌现噪音，影响磨削效率和表面质量。
三是砂轮硬度及表面磨损不屈均损失形状精度，影响轧辊表面粗糙度及形状精度。
而修整砂轮的紧张工具是金刚石，一样平常先用金刚石对砂轮进行精修，然后再用油石对砂轮进行细修。

轧辊凸度紧张有凸度对称性差和中高超差两个毛病。
凸度对称性差存在床身导轨精度超标和轧辊中央未达标准两个缘故原由。
因此，首先要对床身导轨进行必要的调度，校正规复其精度；其次核对轧辊事情面的中央和砂轮起刀到结束的中央是否完备重合。
中高超差的缘故原由有床身精度超标和成型机构的间隙肃清机构调度不得当。
因此，首先要对床身进行必要的调度，校正规复其精度，再调度成型机构的间隙肃清机构。
把稳，由于标尺迁徙改变角度极小，机器传动机构非常精密，调度时不能随意拆卸且须要担保润滑良好。

轧辊对锥度的哀求非常苛刻，冷轧事情辊锥度一样平常哀求为0.005 mm。
涌现锥度超差的缘故原由一方面是床身精度不达标，床头中央线和轧辊中央线之间的同轴性差，另一方面是磨削中一侧托架润滑不良涌现明显发热导致轧辊中央线偏移。
因此，在磨削前，首先，要负责校正轧辊中央。
带自动丈量装置的磨床，轧辊中央线与基准的同轴度可达0.001 mm。
没有自动丈量的磨床，借助千分表丈量调度轧辊中央线与基准间的偏差在0.005 mm之内。
其次，要仔细开展托瓦清洁事情，防止异物掉落，同时利用得当的润滑油担保润滑充分，防止辊颈发热。

哀求将轧辊事情面圆度偏差及辊颈的圆度偏差掌握在0.005 mm。
但是，在实际轧辊磨削时，即便辊颈处圆度不大于0.005 mm，磨后辊身圆度也可能会超出哀求值的2~3倍。
如图1迁徙改变轧辊，用千分表丈量磨床托架支撑轧辊的紧张部位A、B、C、D、E处的振摆，判断轧辊振动来源。
任何一点振摆过大都会导致轧辊圆度不佳，因此要对振摆过大点的相应部位做适宜的调度来减小振摆。

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影响轧辊磨削后圆度的缘故原由有：（1）轧辊的辊颈圆度，由于其是轧辊磨削时的基准；（2）床身旁边托架的刚度；（3）托架与轧辊辊颈的打仗精度。
磨床头架工装与磨床花盘夹头点打仗，两头垫多片碟形弹簧缓冲驱动扭力，轧辊驱动时会产生一对驱动浸染力偶（向左的力偶基本由侧瓦抵挡，向右的力偶只有底瓦来抵挡），该驱动力偶会使轧辊每旋转一周作两次向右振摆，使E处振摆是最高点。
托架锁紧螺栓松动，托架与导轨面打仗差存在间隙，托瓦丝杆的间隙过大，瓦面与辊颈的弧面打仗差等使辊身振动，影响E处的振摆大小。

因此，提高圆度可采纳以下方法：采取变速磨削轧辊，通过改变力偶的周期变革来改变E处振摆的周期性变革；铲刮磨床床身导轨面与托架打仗面，打仗均匀且打仗点不少于12点/25 mm×25 mm；碾刮托瓦巴氏合金，改进托瓦弧面和轧辊辊颈架打仗面；改换侧瓦丝杆，修磨侧瓦压板表里面，校正新丝杆自由间隙，担保侧瓦平稳固定；改换花盘夹头碟形弹簧，调度夹头与轧辊扁头间间隙至合理值；调度得当主轴间隙，提高主轴刚度[2]。

轧辊磨削过程中任一位置的振动超幅其表面都有产生振痕的可能，而产生振纹的机理是轧辊在前一道次磨削时表面产生了波纹，后一道次将在有波纹的表面上进行磨削，会在轧辊表面上形成新的波纹。
对付高精度磨床，产生振纹的紧张缘故原由是主轴系统，产生斜纹紧张缘故原由是床头拨盘系统。
因此振纹肃清方法有：

（1）以10%/min的变革幅度变速磨削轧辊，可以使轧辊表面的振纹相移一直变革，从而使系统能频繁离开颤振引发区，抑制颤振的涌现，提高磨削质量；

（2）确保主轴系统精度在哀求内。
主轴圆度和圆柱度公差均≤0.00 1mm，表面粗糙度Ra0.02 μm；主轴径向间隙≤0.10 mm，轴向间隙约0.02 mm；轴与轴承内孔的打仗点数≥12点/（25 mm×25 mm）；

（3）主轴油腔必须密封、清洁无异物；主轴油无水汽、杂质等，清洁度达标且需定期改换；

（4）按磨削工艺修整砂轮。

划道是砂轮脱粒造成的不能完备肃清的短划痕，如图2所示，缘故原由有：磨削时磨粒掉在砂轮和轧辊之间，冷却液将磨粒或磨屑带入砂轮与轧辊表面之间，砂轮事情面上存在突出的磨粒，砂轮磨料脆性较大磨粒易破碎，砂轮硬度偏低或不屈均易脱落，选用粒度太粗的砂轮等。
可采纳以下方法减少或使其变短：（1）增加磨削液流量冲洗砂轮和辊面结合处；（2）适当提高砂轮线速率；（3）选择脱粒速率得当的砂轮。

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5.2.3 螺旋纹

由磨削事理可知，螺旋纹是无法完备肃清的，其产生与磨削工艺和砂轮选型有关，见图3。
通过每次修整完砂轮必须倒圆角，选择适宜的磨削工艺和匹配的砂轮，以及调度合理参数修磨可以减轻该毛病。

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织布纹和螺旋纹一样，由磨削事理决定其无法完备肃清，但可以通过选择得当砂轮和调度磨削工艺得到减轻。

色差是一种综合产物，是由轧辊粗糙度、圆度、硬度和辊面振纹等多方面成分造成的。
掌握好辊面粗糙度均匀性、辊身圆度、表面的浅振纹和轧辊辊身硬度的均匀性可以得到较好的掌握。

本文通过对磨削和粗糙度公式进行剖析，定性总结了磨削参数对轧辊磨削表面质量影响的静态成分和动态成分，加深了对磨削理论及规律的理解，同时也剖析了磨床安装精度、砂轮利用与表面质量掌握的关系，剖析总结了磨削涌现的紧张表面、辊型毛病及其掌握策略，给轧辊磨床操作供应了优化操作方法的路子，为冷轧薄板高效生产供应了有力的设备保障。

参考文献

[1]范伟. 轧辊磨削事理简析. 轻合金加工技能, 2012,40(4):30doi: 10.3969/j.issn.1007-7235.2012.04.008

[2]田洪. 冷轧轧辊磨削辊型及表面毛病剖析. 铝加工, 2014,217(2):38doi: 10.3969/j.issn.1005-4898.2014.02.08

文章来源——金属天下

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