5-武钢棒材厂提高碳化钨轧辊利用率的实践

武钢棒材厂提高碳化钨轧辊利用率的实践姜翼二〇一二年八月背景1正文2结语3我厂分别于2009年和2010年进行了两次技术改造，技改后，精轧机组13H和14V两道次轧机仍为340轧机，15H→18V四个道次轧机由以前的340轧机变为380轧机，参数如表一所示。15H→18V最大辊径/mm辊长/mm辊径使用范围/mm技改前340550φ290～φ340技改后380650φ320～φ380表一15H→18V技改前后参数对比一、背景由于轧辊尺寸发生变化，使得以前使用在18V上用于生产φ16和φ18圆钢的两对碳化钨的成品孔轧辊报废。为节约生产成本，通过从加工方式选用、孔型选择、刀具及加工参数选用等方面着手，分析并提出相应的解决方案，保证了碳化钨轧的综合利用。背景1正文2结语32.1明确加工方式碳化钨硬度特别高，耐磨性能非常好，所以碳化钨轧辊的孔型加工一般使用专用轧辊磨床，而我厂无此类设备。外协修磨孔型的费用尚且很高，更何况是改孔型，加工余量很大，其费用相当昂贵。因此不能采用外协加工，只能用我厂现有的车床进行加工。二、正文2.2轧辊孔型的选择孔型选择需考虑尽量减小碳化钨辊环的切削量，并使得碳化钨轧辊直径尽可能大（即轧辊使用次数尽可能多）。表一配辊参数节选表孔型号孔型轧机道次辊身长度（mm）端部间距（mm）槽间距（mm）C80圆18V55057.529D80圆18V55057.529C30椭13H5505948D30椭13H5505948C40圆14V5505948D40圆14V5505948如表一所示，两对18V上的340轧机碳化钨成品孔代码分别为C80（φ16圆钢）、D80（φ18圆钢），其槽间距均为29mm，13H和14V上的轧辊槽间距均为48mm。通过对比发现13H和14V两道次上的轧辊槽间距比C80、D80的槽间距大得多（接近两倍的关系），故不能对应的将C80、D80上的一条轧槽加工成13H和14V上一条轧槽。通过对比发现，可将两条C80、D80轧槽加工成一条13H或14V上轧辊的轧槽。图一C80、D80辊环局部图图一为C80、D80碳化钨辊环的孔型示意图。图二为C30、D30孔型示意图。图三为C80、D80孔型加工成C30、D30孔型的示意图，外轮廓为加工前的轧辊，打剖面线的部分为加工后的轧辊。图二C30、D30辊环局部图图三C30、D30辊环加工局部图图四为C40、D40、D42孔型示意图。图五为C80、D80孔型加工成C40、D40、D42孔型的示意图，外轮廓为加工前的轧辊，打剖面线的部分为加工后的轧辊。图四C40、D40、D42辊环局部图图五C40、D40、D42辊环加工局部图对比图三和图五，可以看出把C80、D80孔型的碳化钨辊环改成C30、D30孔型的辊环的切削量比改成C40、D40、D42得切削量小得多。因此，将C80、D80孔型的碳化钨辊环分别改成C30、D30孔型。图六为轧辊加工示意图。图六加工过程示意图2.3轧辊孔型加工•通过研究讨论，明确了包括所使用车床、使用刀具、加工工艺和加工程序编制在内的加工方案。•2.3.1、车床的选择•由于碳化钨材质硬度特别高，耐磨性能非常好，采用车削加工相当困难。在使用现有机床装备加工碳化钨轧辊，只有选择合适的刀具形式和材料，才能达到理想的效果。目前，我厂用于轧辊加工的车床有5台普通轧辊车床和2台数控轧辊车床。车床的使用状况如表二所示。表二车床使用状况车床类型加工形式刀具材质适用轧辊材质普通车床车外圆YT5，山特维克球铁，半钢车孔型山特维克球铁，半钢，数控车床车外圆陶瓷球铁，半钢，高速钢车孔型陶瓷球铁，半钢，高速钢加工碳化钨轧辊，普通车床可加工外圆，数控车床可加工外圆及孔型。为减少装夹次数，采用数控车床加工，一次装夹。•2.3.2、刀具的选择•对于锻钢辊身，采用平时用于车削外圆的YT5进行车削。•对于碳化钨辊环，如表三（辊环加工-机床和刀具使用对比表）所示，从表中可看出陶瓷刀具的参数在CBN和WC之间，用陶瓷刀片车削WC相当困难，考虑到加工成本及更换方便，选取机卡式的SB95作为辊环的车削用刀。•同时，为保证刀具刀杆有足够的强度和刚度，将刀杆直接压紧在刀台上，刀头探出距离在保证不干涉情况下取最短值，并且在刀头的底面加装一顶杆，以增加刀杆刚度。刀具材质牌号刀具形式及用途性能简介立方氮化硼整体式氮化硼(CBN)MBN2500粗、精车用机卡式小孔型成型刀MBN2500硬度为HRA95，强度和稳定性号，可作基圆小于φ孔型成型刀使用，因成型刀吃刀面很大，故对机床的强度和刚性要求很高，只适用于工况良好的轧辊专用车床MBN3500及卡片，粗、半精车外圆，数控车孔型MBN3500硬度为HRA96.5，耐磨性好，强度稍低，用于工况良好的轧辊专用车床时能以较高的线速进行重切削，在普通车床上降低切削量也能正常使用氮化硼复合片SB95BN700机卡或焊接刀，精车外圆，数控孔型BN700、SB95硬度大于HV4000，耐磨性能最高，但强度低、抗冲击性差，在高速小切削量工况下，可取的很高精度和表面光洁度，SB95耐磨性能较BN700低，但价格低，可根据不同要求搭配使用陶瓷CC650FD22机卡式，数控粗车，半精车孔型陶瓷刀具各项参数介于CBN和WC之间，可提供小规格仿形圆刀片表三辊环加工-机床和刀具比较•2.3.3、加工工艺•先将锻钢的轧辊辊身加工至所需尺寸，再将C80、D80两孔间的碳化钨台肩车削至与孔型底部相切，最后通过粗车、精车加工孔型。加工工艺如表四所示。材质刀具材质粗车精车主轴转速r/min吃刀量mm进给mm/min主轴转速r/min吃刀量mm进给mm/minWC辊环CBN50.21.050.10.5锻钢辊身YT53021530110表四车削加工工艺参数•2.3.4、加工程序编制•编制数控轧辊车床加工程序时，考虑到按仿形方式加工孔型，机床走空刀的时间会大于吃刀时间，加工效率较低。使用MasterCAM自动编程软件，最大限度地减少空刀耗时，提高效率，还避免较复杂孔型因人工编程所造成的程序错误和键盘输入错误。图四加工好的碳化钨轧辊背景1正文2结语3碳化钨轧辊的成功改制，节约了生产成本，累计创效将达100万元。更重要的是碳化钨轧辊的使用，极大提高了轧槽的轧制吨位、轧制稳定性和轧机生产作业率。同时，也为碳化钨辊环的车削加工积累了经验，为今后车削加工碳化钨成品孔打下了基础。三、结语Thankyou