以高質(zhì)量鏡面燙光輥體為例，利用濕式砂帶拋光機(jī)，重點(diǎn)對電鍍前的輥面進(jìn)行拋光加工，減少底紋，保證表面粗糙度要求。在電鍍后，通過不同目數(shù)砂帶的磨削，可獲得鍍層厚度穩(wěn)定且具有鏡面效果的輥體。
1 序言
燙光輥是燙光機(jī)的重要部件之一。輥體通常采用低碳鋼無縫管，為使織物表面具有較高的光澤度，輥體表面要求鍍硬鉻處理，要求表面粗糙度值Ra=0.01～0.025μm，拋光后達(dá)到鏡面效果[1]。一般加工方法有機(jī)械拋光、電解拋光等。本公司針對外徑415mm輥體，采用機(jī)械砂帶拋光方法，得到表面粗糙度值R a=0.02μm的鏡面輥體。加工過程中發(fā)現(xiàn)電鍍前的粗拋光質(zhì)量對電鍍后的精拋光有重要影響。通過控制粗拋光質(zhì)量，進(jìn)而得到高質(zhì)量的硬鉻層鏡面拋光效果。
2 輥體加工問題分析
輥體如圖1所示，采用20#無縫鋼管。由于輥體表面A處有棱邊，其作用為拍打、梳理織物毛面，所以棱邊在加工過程中不能受力擠壓，磨削的時(shí)候也要保證不能有圓角邊出現(xiàn)。同時(shí)在砂帶拋光過程中，由于棱槽的存在，拋光頭處于斷續(xù)拋光狀態(tài)，因此在換面加工的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)砂帶底紋，尤其在粗拋光時(shí)，會在輥體表面出現(xiàn)連續(xù)的深淺不一的底紋。由于如果在電鍍之前表面粗糙度無法保證的話，高硬度的鍍鉻層覆蓋后將很難加工達(dá)到鏡面效果，因此電鍍前的底紋處理工藝顯得至關(guān)重要。
圖1 輥體截面
3 工藝分析
輥體磨削后工藝路線為：磨削→粗拋光→電鍍→精拋光→后續(xù)加工。
輥體經(jīng)磨削加工后，表面粗糙度值達(dá)到Ra=0.8μm，表面微可辨加工痕跡，拋光后輥體實(shí)拍表面如圖2所示。
圖2 拋光后輥體實(shí)拍表面
拋光機(jī)床由大連機(jī)床公司CW6180E臥式車床改造而成。拋光如圖3所示。
圖3 拋光示意
當(dāng)輥體在拋光機(jī)床上固定調(diào)試結(jié)束后，要清理輥面，不能讓磨削砂輪顆粒粘附在輥面上，否則很可能影響最終的鏡面效果。拋光機(jī)床加工參數(shù)為：輥體轉(zhuǎn)速126r/min，進(jìn)給量0.26mm/r，擺頭頻率12～18Hz。
根據(jù)砂帶目數(shù)的不同調(diào)整擺頭頻率，具體的粗拋光→電鍍→精拋光工藝見表1。拋光時(shí)，砂帶面垂直于輥面沿軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，250目砂帶拋光兩次后，輥面會有連續(xù)的沿徑向分布的底紋出現(xiàn)，同時(shí)輥面呈暗光澤面，較之前磨削完的輥體有明顯區(qū)別。這種底紋主要是由砂帶表面的砂粒大小不一造成的[2]，砂帶目數(shù)越低，顆粒不一度越高，拋光時(shí)留在輥體表面的痕跡越明顯；同時(shí)輥面跳動(dòng)對于拋光也有一定影響，跳動(dòng)影響砂帶對輥面的壓力，造成底紋深淺不一。對于燙光輥這種特殊的輥體，底紋主要存在于棱邊附近，砂帶與輥面的斷續(xù)接觸會讓砂粒在槽口處的磨削程度高于輥面處，同時(shí)輥體旋轉(zhuǎn)很容易使棱邊變成圓弧邊，因此砂帶與輥面接觸壓力的控制非常重要。在使用500目、1000目砂帶拋光后，底紋被細(xì)化，當(dāng)光線照射在輥面上時(shí)，經(jīng)底紋漫反射，需沿迎光方向觀察，與表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊對比判斷是否需使用1500目砂帶拋光。
表1 粗拋光→電鍍→精拋光工藝
粗拋光結(jié)束后保證表面粗糙度值Ra≤0.1μm，表面基本不可見加工痕跡，迎光方向允許有1500目砂帶底紋。粗拋光后輥體實(shí)拍表面如圖4所示。
圖4 粗拋光后輥體實(shí)拍表面
輥體電鍍后實(shí)拍表面如圖5所示，表面呈亮光澤面，但是底紋仍然存在。經(jīng)現(xiàn)場檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，電鍍前的表面粗糙度值與電鍍后的表面粗糙度值成正比關(guān)系，且鍍層厚度也影響電鍍后的輥面表面粗糙度。
圖5 輥體電鍍后實(shí)拍表面
電鍍前后輥體表面粗糙度與鍍層厚度關(guān)系見表2，可以發(fā)現(xiàn)，鍍層厚度的增加使輥體表面更粗糙。根據(jù)電流尖峰效應(yīng)，工件基體微觀不平度的尖峰凸起處電流密度大，電鍍金屬離子先在該處沉積，使得尖峰處鍍層增厚較快，而隨著電鍍時(shí)間的增加，鍍層變厚，表面變得更粗糙[3]，綜合考慮到經(jīng)濟(jì)成本和后續(xù)加工，鍍層厚度要求≥80μm。
表2 電鍍前后輥體表面粗糙度與鍍層厚度關(guān)系統(tǒng)計(jì)（單位：μm）
將電鍍后的輥體固定于拋光機(jī)床上進(jìn)行最后的加工，與之前粗拋光不同的是，精拋光時(shí)擺頭頻率選擇下限，盡量讓新砂帶與輥面接觸，提高底紋去除率。經(jīng)過不同目數(shù)的砂帶拋光后，在最后上光前進(jìn)行輥面表面粗糙度確認(rèn)（表面粗糙度值Ra≤0.03μm），如果沒有達(dá)到，就繼續(xù)用1500目砂帶拋光。3000目上光砂帶可將殘余底紋基本去除。輥體成品如圖6所示。
圖6 輥體成品表面實(shí)拍
4 結(jié)束語
本文用濕式砂帶拋光機(jī)，重點(diǎn)對電鍍前的輥面進(jìn)行加工，通過控制粗拋光質(zhì)量，進(jìn)而得到高質(zhì)量的硬鉻層鏡面拋光效果，并得出以下結(jié)論。
1）電鍍前輥面表面粗糙度值越低，電鍍層表面粗糙度值越低，后續(xù)精拋光工序底紋越少，越容易得到高質(zhì)量的鏡面輥體。不同目數(shù)的砂帶可將底紋逐漸細(xì)化，直至基本去除。
2）輥體與拋光帶呈逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，在保護(hù)棱邊槽口的同時(shí)，可提高磨削效率。
