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1、軸向磨削式鋸片刃磨機的設(shè)計和應(yīng)用 邵鴻麗，王林，李永佳，郭繼富 (唐山冶金鋸片有限公司 河北唐山 063020) 摘要 通過了解金屬冷熱切圓鋸片的使用狀況以及現(xiàn)有鋸片刃磨機的使用效果，找出了徑向磨削式鋸片刃磨機存在的問題和不足，分析了鋸齒修磨質(zhì)量差、鋸切壽命低的主要原因。按照新的思路設(shè)計了軸向磨削式鋸片刃磨機，經(jīng)應(yīng)用證明，可以明顯改善鋸齒刃磨質(zhì)量，延長鋸片使用壽命，具有良好的推廣價值。 關(guān)鍵詞 軸向磨削；鋸片刃磨；設(shè)計應(yīng)用 Design and Application of Saw Blade Sharpening Machine Which Feeds Along the

2、 Axis Shao Hongli，Wang Lin，Li Yongjia，Guo Jifu (Tangshan Metallurgical Saw Blade Co.Ltd tangshan 063020) ABSTRACT Through learning the application condition of the metal cold/hot-cutting circular saw blade and the application results of the sawblade sharpening machine, the problems and defects

3、 of the radial feeding sawblade sharpening machine are found out and analyzed. Then, the new form of sawblade sharpening machine are designed, which can change the sharpening quality, prolong the service life and have a better applied worthy. KEYWORDS Axis sharpening Sawblade sharpening Design

4、ing and application 1 前言 在管、棒、型材的軋制生產(chǎn)線上，普遍配置了各種規(guī)格的金屬圓鋸機，用于切頭、切尾、切定尺，由于鋸切速度高、鋸切質(zhì)量較好，因此得到了廣泛的應(yīng)用。與鋸機配套的金屬冷熱切圓鋸片是一種常用的切斷工具，能夠滿足常溫及高溫狀態(tài)下不同工件的鋸切要求。金屬圓鋸片采用彈簧鋼或具有相近性能的優(yōu)質(zhì)鋼材制成，本身具有良好的機械性能，鋸齒齒尖具有很高的耐磨性，經(jīng)過重復(fù)修磨、淬火，可以多次循環(huán)使用，能夠節(jié)省消耗、降低鋸切成本。 為了切斷工件，在鋸齒的尖部，需要加工出鋒利的齒尖刃口，但是經(jīng)過一段時間的磨損，鋸齒刃口變鈍，鋸切后的工件端面質(zhì)量變差，甚至不能滿足供貨要求，這時

5、就要換下鋸片進行修磨。一般來說，工廠會采用不同種類的鋸片刃磨機進行磨削，但是，不論哪種機器，其砂輪的磨削進給方向都是沿著鋸片半徑方向刃磨，砂輪的圓弧形狀都要留在鋸齒的根部和尖部，使橫刃變成一條弧線，而且刃口較虛，在齒尖淬火時容易燒損，降低鋸片的使用壽命[1,2]。我公司多年來一直為鋼鐵行業(yè)提供金屬冷熱切圓鋸片，對它的使用狀況和修復(fù)后存在的問題進行過深入分析，仿照新鋸片銑齒加工的原理，特別設(shè)計、制造了軸向磨削式鋸片刃磨機，修磨后的鋸齒形狀與新鋸片非常相近，經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明可以大大提高修復(fù)鋸片的使用效果，能夠給用戶帶來良好的經(jīng)濟效益。 2 現(xiàn)有鋸片刃磨機簡介及存在問題 2.1 現(xiàn)有鋸片刃磨機簡

6、介 目前，國內(nèi)外鋸片刃磨機生產(chǎn)廠家眾多：國外廠家主要有德國瓦格納、Vollmer以及法國、韓國、日本等廠家；國內(nèi)廠家多而雜，部分設(shè)備為自行改造加工而成，通過文獻資料可知，國內(nèi)最主要的有北京科技大學(xué)臧勇等人設(shè)計制造的鋸片刃磨機，其糅合了日本、德國等國外設(shè)備的優(yōu)點研制而成，功能強大，應(yīng)用范圍廣[3]。其他較為正規(guī)的廠家有武漢機床廠，從上世紀(jì)50年代開始仿制了國外的兩款機型，分別是M6620和M6615，至今一直在生產(chǎn)，并且沒有明顯的改進。現(xiàn)階段，國內(nèi)外眾多鋸片刃磨機除了撥齒機構(gòu)有些區(qū)別以外，磨削原理大同小異，都是砂輪沿著鋸片的半徑方向從外向內(nèi)磨削，向外退刀。這些設(shè)備廣泛應(yīng)用于鋸片生產(chǎn)行業(yè)及軋鋼企

7、業(yè)生產(chǎn)廠現(xiàn)場，是金屬冷熱切圓鋸片重磨加工過程中的重要裝備。圖1是武漢機床廠的M6615型刃磨機。 圖1 現(xiàn)有鋸片刃磨機樣圖 2.2 現(xiàn)有鋸片刃磨機存在問題 在刃磨工藝方面，上邊介紹過的眾多鋸片刃磨機中，砂輪的進給方式多為沿鋸片半徑方向的徑向進給，砂輪在圖2中所示位置1、2間往復(fù)運動，導(dǎo)致修磨后的鋸齒刃部存在軸向圓弧，在使用過程中，齒頂部軸向圓弧的兩個端點在齒尖淬火時易燒損，且在切削過程中極易磨損或崩刃，從而改變鋸齒實際切削部位，影響鋸片的鋸切效果。目前采用徑向進給方式修磨出的鋸片，在實際使用中的切割壽命遠不如新片，僅為新片的50—70%，且徑向進給式鋸片刃磨機只能修復(fù)部分齒形，應(yīng)用

8、范圍受限。 圖2 砂輪徑向進給磨削時的運動軌跡及磨削效果 在設(shè)備結(jié)構(gòu)方面，現(xiàn)有刃磨機雖外形構(gòu)造有多不同，但砂輪進給導(dǎo)軌均采用普通滑動式，磨損較快，設(shè)備精度低，且砂輪旋轉(zhuǎn)方向面向操作者，危險性較大。 3 軸向磨削式鋸片刃磨機的設(shè)計思路和結(jié)構(gòu)特點 3.1 軸向磨削式鋸片刃磨機的設(shè)計思路 軸向磨削式鋸片刃磨機的設(shè)計出發(fā)點為克服徑向進給式圓鋸片鋸齒修磨工藝所存在的鋸刃圓弧問題，參考新鋸片銑齒加工的原理，為金屬圓鋸片刃磨提供一種新的加工工藝。此工藝適用范圍廣，對鋸片外徑、厚度及齒型沒有特定要求，設(shè)備投入少、加工成本低，所修磨的齒型質(zhì)量高，精度好，能有效改善返修鋸片的鋸切效果、延長使用壽命

9、，節(jié)省鋸片消耗。 軸向磨削式鋸片修磨工藝方面，如圖3所示，要求砂輪在位置1、2、3、4間依次運動，形成矩形運動軌跡，經(jīng)過四個分段路徑完成鋸齒的軸向進給式磨削。 圖3 砂輪軸向進給磨削時的運動軌跡 3.2 軸向磨削式鋸片刃磨機的結(jié)構(gòu)及工藝特點 軸向磨削式鋸片刃磨機設(shè)備簡圖如圖4所示，其工作原理為：將鋸片9通過芯軸6安裝于軌道8上，使芯軸在軌道8上前后移動，滿足不同規(guī)格鋸片的位置要求。插齒機構(gòu)2撥動鋸片9旋轉(zhuǎn)，以此來完成鋸片的分度，逐一完成鋸齒的修磨。該刃磨機采用直線導(dǎo)軌及凸輪控制相結(jié)合的方式，精度高，故障率低、壽命長、操作簡單。 修磨鋸齒時，砂輪中心O點軌跡如圖3中所示，砂輪由位

10、置1向位置2運動，對于位置2的確定，主要有以下幾點注意：一是砂輪K點必須滿足鋸齒根部位置的要求，即砂輪K點處于鋸齒根部所在直線的延長線上，如圖3中虛線所示；二是為了避免鋸片分齒時與砂輪發(fā)生干擾，砂輪在K點滿足要求的前提下，其M點需在鋸片上方，最保險的做法是使砂輪L點處于鋸片上方，但為了盡量縮短砂輪的運動行程，加快修磨速度，只需滿足M點要求即可。砂輪運動到設(shè)定好的位置2時，接著由位置2運動到位置3，對鋸齒進行軸向進給修磨。對于位置3的確定，如圖3中虛線所示砂輪位置，當(dāng)砂輪K點不再與鋸片接觸，即砂輪不再進行磨削時即可為位置3，此時位置2到位置3的行程最短，但為了保證鋸齒磨削面的流暢性，砂輪K點脫離

11、鋸片時可使砂輪繼續(xù)向下運動適當(dāng)距離，使鋸齒得到充分的磨削。根據(jù)目前普遍選用的修磨砂輪的大小以及鋸片的片厚，可推算出砂輪從位置2到位置3的行程范圍為120—150毫米。鋸齒磨削完成砂輪處于位置3后，砂輪繼續(xù)運動，從位置3到位置4再到位置1，準(zhǔn)備下一鋸齒的修磨。 經(jīng)過該機器修磨的鋸齒，橫刃及底圓弧都是直線型的，尤其是直線型橫刃接近于新鋸片銑齒加工的效果，可保證鋸刃完整、淬火質(zhì)量可靠，充分提高鋸片的鋸切效果，使修復(fù)鋸片的鋸切壽命達到新鋸片的80%以上，給用戶解決舊鋸片壽命低、影響軋鋼作業(yè)率的問題，能夠最大限度的發(fā)揮鋸片的利用價值，節(jié)省材料和能耗，該設(shè)備及工藝的推廣具有一定的節(jié)能減排作用。 1

12、—控制箱；2—插齒機構(gòu)；3—砂輪；4—砂輪驅(qū)動電機；5—除塵機構(gòu)；6—鋸片懸掛支撐機構(gòu)； 7—鋸片定位電機；8—鋸片運行軌道；9—鋸片；10—機床 圖4 軸向磨削式鋸片刃磨機設(shè)備簡圖 4 軸向磨削式鋸片刃磨機的應(yīng)用效果 軸向磨削式鋸片刃磨機的設(shè)計制造已經(jīng)有一年多的時間，經(jīng)過在生產(chǎn)現(xiàn)場試驗、改進以后，目前已經(jīng)定型，其最大加工鋸片直徑達到2500mm，可以覆蓋國內(nèi)所有金屬冷熱切圓鋸片的修磨，以河北津西鋼鐵公司大型廠、中小型廠為例，該機器分別修復(fù)了直徑2100、2000mm的冷熱鋸片，鋸片厚度達到13—15mm，如果使用普通刃磨機修復(fù)，其橫刃弧度明顯，修復(fù)片刃口耐磨性不佳，平均鋸切壽命只有

13、4—5m2，相當(dāng)于新片的50—60%；實用新型刃磨機修復(fù)的鋸片平均鋸切壽命達到6—7m2，相當(dāng)于新鋸片的80%以上，減少了班中更換鋸片的次數(shù)，增加了軋材時間和產(chǎn)量，尤其是對于大規(guī)格型鋼，明顯的節(jié)省了輔助工時，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。圖5、6是新型鋸片刃磨機的圖片。 圖5 軸向磨削式鋸片刃磨機磨削部位圖 圖6 軸向磨削式鋸片刃磨機全景圖 5 結(jié)論 （1）傳統(tǒng)的鋸片刃磨機來源于德國瓦格納等公司的設(shè)計思路，結(jié)構(gòu)和動作比較簡單，在鋼鐵行業(yè)占有主導(dǎo)地位。但是由于采用了徑向進給的磨削方式，鋸齒刃磨后的形狀呈現(xiàn)弧形橫刃，降低了鋸片的使用壽命。 （2）軋鋼廠家為了提高作業(yè)率，要求提高修磨鋸

14、片的使用壽命，傳統(tǒng)方式修磨的鋸片其壽命僅有新鋸片的50—70%，不能滿足需要。 （3）我公司設(shè)計了軸向進給磨削的新型鋸片刃磨機，仿照新鋸片銑削加工的原理，改進機器結(jié)構(gòu)，使修復(fù)鋸齒的形狀非常接近新鋸片，得到了直線型橫刃，提高重磨鋸片的使用壽命到新鋸片的80%以上。 （4）新型刃磨機采用直線導(dǎo)軌及凸輪控制相結(jié)合的設(shè)計思路，故障率低、壽命長、操作簡單。 參考文獻： [1] 韓會杰，郭繼富，張艷龍，郭穎．金屬熱切圓鋸片裂紋產(chǎn)生原因分析及預(yù)防[J]．機電設(shè)備，2008(1)：35-36 [2] 郭繼富，李永佳，萬紅俠．金屬冷熱切圓鋸片瓢曲變形原因初探[J]．軋鋼，2006(8)：60-62 [3] 田湛，李應(yīng)強．基于ADAMS的鋸片磨齒機撥齒機構(gòu)接觸仿真[J]．冶金設(shè)備，2006(1)：27-28 作者簡介： 邵鴻麗，女，1983年出生，唐山冶金鋸片有限公司研發(fā)部技術(shù)員，碩士研究生，畢業(yè)于北京科技大學(xué)機械工程學(xué)院機械裝備及控制專業(yè)。 電話：0315-2051024、18712852801 郵箱：tangjuyanfa@