大型锻钢支承辊的机加工工艺

大型锻钢支承辊的机加工工艺
摘要：大型锻钢支承辊凭借着自身独特的内部结构和广泛的使用范围，具有对生产制造的高标准要求，对其加工的任一环节若出现误差，就会使整体的机械性能产生不良影响，因此对于该机器的加工技术和方法的选用就变得非常关键。

为保证大型锻钢支承辊的质量和生产效率，本文根据对其结构特点、加工工序的分析，将支承辊制作过程中的工艺难点、要点进行了研究。

关键词：支承辊；机加工；工艺要点
由于对从国外引进的机器加工设备使用技术的提高，使得大型锻钢支承辊的生产实现国产化。

所谓支承辊，即是一种轧机内的重要组成零件，其起到了支撑工作辊、防止工作辊变形的作用，并且其生产的质量对于轧机的组装和轧制钢板的性能、精确度具有重要影响。

所以有关人员要加强对于支承辊加工技艺的深入研究。

1.支承辊的结构特点和加工工艺路线
1.1支承辊的结构特点
支承辊内部的构造特点包括：①器械中能够旋转的零件直径相比于其他要更大，其重量最小为50t，最大能够达到214t。

同时，辊的同轴度一般在φ0.8mm范围内，粗糙度最大为R a0.8；
②支承辊左右两边的部分均具有复合倒角和圆弧，其倾斜程度为20°，粗糙程度不能超过R a0.8，由于这一部分被用来安装迷宫环，所以对其加工精确度就会有相对较高的要求；
③为了使得机器轴承拆卸和安装工作可以更加便利，因此支承辊在制造过程中使用是油膜式轴承，并且左右两端轴颈带的锥度在加工时被制成了1:5.647的比例，同轴度在φ0.01mm范围内，粗糙程度在R a0.4之内；
④在机械的辊颈位置设有相对称的两个凹槽，对称程度最大在0.05mm左右，由于精确程度较高，所以在进行零件制作时很难控制，检测的难度也较大。

1.2支承辊的加工工艺路线
在实际生产支承辊的过程中，其具体的工艺程序为：焙烧→提炼→
溶解、溶化→浇铸→锻造→去除应力→热加工处理→粗车（为调质工作预留加工
零件的余量）→高温回火热加工处理→半精车（为后续工作预留零件余量）→差
温淬火加工→精车→对于支承辊颈进行毛坯部分余量的去除（预留精细制作的余量）→精磨→制作零件的内部孔洞→铣削→钻→零件产品检验→包装。

需要注意
的是，这些制作环节对于零件产品的质量都有着一定的影响，因此，需要相关人
员对于这些加工环节进行严格的监督、把控和检验，在确保每一步均达到相关标
准后，才能进行后续的工作。

2.大型锻钢支承辊的主要工序要点分析
2.1中心孔的研修
在支承辊的制作过程中，中心孔主要作为其加工的位置参考，因为
它的精准度将会直接对支承辊精细制作的效果产生影响，因而要注重对中心孔的
生产处理。

由于中心孔圆准曲面的尺寸大小会使得加工面部产生变化，所以在对
其进行切削的时候，要确保其角度精准度。

其次，因为中心孔不仅要承担着支承
辊的重量，还要成承受着切削加工时的作用力，这就会使得其在应用过程中出现
一定程度的损耗，从而减少了其与顶部的触及面积，使得产品整体的刚性程度下降，导致制作过程发生差错。

因此，在通常情况下，在进行机械粗磨、精磨工作前，都要对中心孔实行维修研磨处理，处理之后，再使用圆锥塞尺对其进行涂色
检查，并保持至少80%的触及面积。

2.2支承辊车削
支承辊车削的工艺部分包含有：粗车、半精车和精车三个部分。

在
进行粗制处理时，要对其毛坯的大多数余量去除，在进行半精处理和完全精致处
理时，就要确保各个研磨、切削的表面部分呈现出一定的精度并留有一些余量。

其中支承辊的车削难点在于组合圆弧。

针对20°倾斜程度的组合倒角和圆弧，其
是支承辊中较为关键的位置，它具有高标准的粗糙度和外形精确度，且这一部位
不但是应力聚集的重点，而且在安装轧辊的过程中，还需在20°倾斜面组合圆弧
的位置安装一个迷宫环，以确保不会有液体、杂质等进入到轴承内部，从而防止
轴承中的润滑剂过度消耗。

对于这样的需求，就要通过数控加工设备来进行处理，以满足20°斜面处精度的要求，并采用打磨抛光的方法，使之表面的粗糙程度达
到R a0.8，进而维持很好的密封性。

此外，在对支承辊进行车削加工时，正确选
用合适的工具，并参考现实加工状况的车削数据，便能够有效地改善加工效果，
减少加工费用。

2.3支承辊磨削
支承辊磨削的工序有粗磨、精磨。

在研磨之前，必须对其各方面的
精确度进行控制，从而确保研磨后所生成的效果符合形位公差的要求。

因此对于
这些在形状精度、粗糙程度上具有高要求的位置就要采用数控轧辊设备进行磨削，以达到降低投入费用和提高制作效率的目的。

针对这一技术应用，其工艺方法：
①在机床上对被研磨的零件进行精加工，然后对其进行二次研磨，再对外圆进行
粗加工；②用工件上磨机对外圆进行定位，用大直径的砂轮对外圆粗磨；③用两
个顶端支撑工件，同时两端用静力压力支架固定住，对外圆进行精密研磨，以确
保上下两个部分外圆的圆度及同轴度，并排除由两端中间孔所引起的偏差；④除
去两个顶点的压力，让其仅承担支承辊轴窜动的力，并用静压支架来支撑机械重量，最后将工件打磨到设计所需的尺寸。

2.4大直径对称分布的双键槽的加工和检测
支承辊在左右两边的辊颈位置一般分布着对称性为0.05mm的双键槽。

因支承辊颈的直径过大，所以不易加工和检测，目前也尚无配套的检测工具，故
特研制一套检测双按键沟槽对称性的工具。

同时，在对键槽进行加工的时候，首
先要对其中一个键槽进行加工，使之达到尺寸精度的要求，之后再对另外一个键
槽进行加工，并在其侧面预留出1～2mm的余量，结束后用量具进行测量，并按
照测量结果来决定另外一个键槽的加工余量，这样便保证了制作的质量和效率。

结语：大型锻钢支承辊具有直径大、质量重、精确程度高、辊颈带锥
度等特征，这也正是其制作的难点。

所以，只有根据支承辊的内部构造，设计出
科学的工艺方案，并采用适当的工艺方法、工具和参数，配置适用的辅助工具，
并对制作过程中的质量进行严格监控，才可以制作出高精度、优质的大型锻钢支
承辊。

参考文献：
[1]王忠科.浅谈大型锻钢支承辊热加工工艺及性能[J].冶金管
理,2020(19):5-6.
[2]吴琼.大型锻钢支承辊制造技术的现状及发展[J].重型机械,2019(06):1-5.
作者简介：梁大刚（1974.11—），男，汉族，黑龙江省齐齐哈尔人，大专，助理工程师，研究方向：机械加工。