数控轧辊月牙槽铣床刀头跳动故障分析及技术改进

郭向辉

（陕西龙门钢铁有限责任公司）

摘　要：介绍了WXK-500C数控轧辊月牙槽铣床系统的工作机理，机床满足铣槽、跳槽、刻字在一次装夹中完成，不需要二次装夹轧辊。铣刀头则是铣床的关键零件，是铣削作业的直接执行零件。机床工作时利用数控系统控制完成飞刀、工件回转及月牙槽深度进给补偿等各轴的运动控制，使安装在飞刀杆上的成型铣刀与工件（轧辊）完成旋转插补运动，同时刀杆轴作轴向工件中心的进给运动，直至刀杆轴轴线到达要求的轧辊月牙槽投影弧中心。铣床在加工轧辊过程中，经常出现槽底出现波浪纹、深浅不一、乱槽等问题，造成废钢，对轧线钢材轧制质量有非常重大的影响。提出改进措施，采用铣床主轴加装轴承，让刀头不再出现跳动造成废槽问题，提高了轧辊加工质量，降低了轧线因轧辊问题出现废品钢材。

关键词：数控铣床；刀头；跳动；故障分析；改进

1、前言

某轧钢厂精轧成品轧辊加工使用的是WXK-500C数控轧辊月牙槽铣床，月牙槽铣床是轧钢轧辊加工的关键设备，具有自动化程度高、加工精度高、切削效率高、操作安全可靠等优点。机床满足铣槽、跳槽、刻字在一次装夹中完成，不需要二次装夹轧辊。铣刀头则是铣床的关键零件，是铣削作业的直接执行零件。铣床在加工轧辊过程中，经常出现槽底出现波浪纹、深浅不一、乱槽等问题，造成废钢，对轧线钢材轧制质量有非常重大的影响。本篇主要通过分析铣刀头的工作原理和故障现象，提出改进措施，采用铣床主轴加装轴承，让刀头不再出现跳动造成废槽，提高了轧辊加工质量，降低了轧线因轧辊问题出现废品钢材。

2、存在问题

某轧钢厂生产准备作业区WXK-500C数控轧辊月牙槽铣床，自2010年投产开始，至2018年前，整体钢材产量平稳，钢材轧制规格、外形、尺寸、重量、表面质量都比较正常。使用铣床加工过的轧辊质量比较稳定，没有很大的因轧辊乱槽、波纹、尺寸不符合要求等故障出现不合格钢材。

在2018年某轧钢厂生产线经过一系列技术改造，轧钢产量有了很大的提升。在高产量下，轧辊使用量加大，更换频繁，数控轧辊月牙槽铣床刀头跳动严重，加工的成品轧辊就出现乱槽、波纹、尺寸不符合要求，严重影响成品材表面质量。由于加工成成品轧辊时，会采用人工检验，不合格轧辊废槽，重新加工，导致员工劳动强度加大，检查检验工作量也增多；因成品轧辊问题轧线废品多时，会造成提前换辊误机，钢材也会退库，增加很大的质量损失。严重影响成品钢材质量和作业效率与人员劳动强度。

3、工作机理、设计要求、故障分析和改进

铣刀刀头的工作机理、设计要求

数控轧辊月牙槽铣床（飞刀切削式）铣床的刀杆轴与工件（轧辊）回转轴互成90°交角，刀杆轴轴线置于轧辊环形槽中心，刀杆刀头中心位于工件轴线并与刀杆轴线垂直的平面。机床工作时利用数控系统控制完成飞刀、工件回转及月牙槽深度进给补偿等各轴的运动控制，使安装在飞刀杆上的成型铣刀与工件（轧辊）完成旋转插补运动，同时刀杆轴作轴向工件中心的进给运动，直至刀杆轴轴线到达要求的轧辊月牙槽投影弧中心。

铣刀作为轧辊加工的直接执行零件，长期受到强力切削合金轧辊钢材的作用，还受到机床时运动的反作用力，这些都会造成铣刀刀杆、传动齿轮、轴承正常磨损或事故损坏，磨损到一定程度时，就出现刀头跳动、轧辊加工乱槽、波纹、尺寸不符合等现象，就需要补刀加工，严重时，造成废槽。

针对以上问题，决定拆解刀头传动机构，逐一进行检查，发现传动箱内铁屑特别多，顶部两盘轴承间隙较大，进行更换高精度的轴承。发现传动轴底座没有轴承，但有轴承台。由于是次维修，不能确定原来装配时是否装有轴承，现场进行测量，选配轴承装上，对传动箱内铁屑彻底清理，齿轮间隙进行精细调整，重新装配，试运转后刀头跳动故障排除，加工的轧辊尺寸检验均符合要求，轧辊上线使用后再未出现废品钢材。

总体上，随着钢材质量要求越来越严格，上线轧辊要求更加严格，如果轧辊铣削加工有问题，会造成一系列的质量问题，对生产影响巨大。所有设备管理和日常维护必须重视起来，只有工作母机各项指标?合要求，才能生产出满意的产品。

4、结束语

通过对数控轧辊月牙槽铣床系统工作机理的了解、对原设计不足的查找、出现故障的原因分析，综合维修维护经验，进行了相应的技术改造，取得了良好的效果，铣床性能得到充分保证。有力保障了成品轧辊工艺过程。成品钢材质量得到保障，员工劳动强度明显下降。轧辊安全高效顺行，提升了轧钢效益。

参考文献

［1］  李鹏机.修钳工在设备保养中的工作，2014

［2］  顾维邦.金属切削机床概论.北京：机械工业出版社.1992

［3］  吴玉华.机械制造技术.北京：机械工业出版社.1997

（来源：钢铁培训网）