轴向磨削式锯片刃磨机的设计和应用

1、.轴向磨削式锯片刃磨机的设计和应用邵鸿丽，王林，李永佳，郭继富(唐山冶金锯片有限公司 河北唐山 063020)摘要 通过了解金属冷热切圆锯片的使用状况以及现有锯片刃磨机的使用效果，找出了径向磨削式锯片刃磨机存在的问题和不足，分析了锯齿修磨质量差、锯切寿命低的主要原因。按照新的思路设计了轴向磨削式锯片刃磨机，经应用证明，可以明显改善锯齿刃磨质量，延长锯片使用寿命，具有良好的推广价值。关键词 轴向磨削；锯片刃磨；设计应用Design and Application of Saw Blade Sharpening MachineWhich Feeds Along the AxisShao Hongl

2、i，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 of the radial feeding s

3、awblade 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 Designing and application1 前言在管、棒、型材的

4、轧制生产线上，普遍配置了各种规格的金属圆锯机，用于切头、切尾、切定尺，由于锯切速度高、锯切质量较好，因此得到了广泛的应用。与锯机配套的金属冷热切圆锯片是一种常用的切断工具，能够满足常温及高温状态下不同工件的锯切要求。金属圆锯片采用弹簧钢或具有相近性能的优质钢材制成，本身具有良好的机械性能，锯齿齿尖具有很高的耐磨性，经过重复修磨、淬火，可以多次循环使用，能够节省消耗、降低锯切成本。为了切断工件，在锯齿的尖部，需要加工出锋利的齿尖刃口，但是经过一段时间的磨损，锯齿刃口变钝，锯切后的工件端面质量变差，甚至不能满足供货要求，这时就要换下锯片进行修磨。一般来说，工厂会采用不同种类的锯片刃磨机进行磨削，但

5、是，不论哪种机器，其砂轮的磨削进给方向都是沿着锯片半径方向刃磨，砂轮的圆弧形状都要留在锯齿的根部和尖部，使横刃变成一条弧线，而且刃口较虚，在齿尖淬火时容易烧损，降低锯片的使用寿命1,2。我公司多年来一直为钢铁行业提供金属冷热切圆锯片，对它的使用状况和修复后存在的问题进行过深入分析，仿照新锯片铣齿加工的原理，特别设计、制造了轴向磨削式锯片刃磨机，修磨后的锯齿形状与新锯片非常相近，经过生产实践证明可以大大提高修复锯片的使用效果，能够给用户带来良好的经济效益。2 现有锯片刃磨机简介及存在问题2.1 现有锯片刃磨机简介目前，国内外锯片刃磨机生产厂家众多：国外厂家主要有德国瓦格纳、Vollmer以及法国

6、、韩国、日本等厂家；国内厂家多而杂，部分设备为自行改造加工而成，通过文献资料可知，国内最主要的有北京科技大学臧勇等人设计制造的锯片刃磨机，其糅合了日本、德国等国外设备的优点研制而成，功能强大，应用范围广3。其他较为正规的厂家有武汉机床厂，从上世纪50年代开始仿制了国外的两款机型，分别是M6620和M6615，至今一直在生产，并且没有明显的改进。现阶段，国内外众多锯片刃磨机除了拨齿机构有些区别以外，磨削原理大同小异，都是砂轮沿着锯片的半径方向从外向内磨削，向外退刀。这些设备广泛应用于锯片生产行业及轧钢企业生产厂现场，是金属冷热切圆锯片重磨加工过程中的重要装备。图1是武汉机床厂的M6615型刃磨机

7、。图1 现有锯片刃磨机样图2.2 现有锯片刃磨机存在问题在刃磨工艺方面，上边介绍过的众多锯片刃磨机中，砂轮的进给方式多为沿锯片半径方向的径向进给，砂轮在图2中所示位置1、2间往复运动，导致修磨后的锯齿刃部存在轴向圆弧，在使用过程中，齿顶部轴向圆弧的两个端点在齿尖淬火时易烧损，且在切削过程中极易磨损或崩刃，从而改变锯齿实际切削部位，影响锯片的锯切效果。目前采用径向进给方式修磨出的锯片，在实际使用中的切割寿命远不如新片，仅为新片的5070%，且径向进给式锯片刃磨机只能修复部分齿形，应用范围受限。图2 砂轮径向进给磨削时的运动轨迹及磨削效果在设备结构方面，现有刃磨机虽外形构造有多不同，但砂轮进给导轨

8、均采用普通滑动式，磨损较快，设备精度低，且砂轮旋转方向面向操作者，危险性较大。3 轴向磨削式锯片刃磨机的设计思路和结构特点3.1 轴向磨削式锯片刃磨机的设计思路轴向磨削式锯片刃磨机的设计出发点为克服径向进给式圆锯片锯齿修磨工艺所存在的锯刃圆弧问题，参考新锯片铣齿加工的原理，为金属圆锯片刃磨提供一种新的加工工艺。此工艺适用范围广，对锯片外径、厚度及齿型没有特定要求，设备投入少、加工成本低，所修磨的齿型质量高，精度好，能有效改善返修锯片的锯切效果、延长使用寿命，节省锯片消耗。轴向磨削式锯片修磨工艺方面，如图3所示，要求砂轮在位置1、2、3、4间依次运动，形成矩形运动轨迹，经过四个分段路径完成锯齿的

9、轴向进给式磨削。图3 砂轮轴向进给磨削时的运动轨迹3.2 轴向磨削式锯片刃磨机的结构及工艺特点轴向磨削式锯片刃磨机设备简图如图4所示，其工作原理为：将锯片9通过芯轴6安装于轨道8上，使芯轴在轨道8上前后移动，满足不同规格锯片的位置要求。插齿机构2拨动锯片9旋转，以此来完成锯片的分度，逐一完成锯齿的修磨。该刃磨机采用直线导轨及凸轮控制相结合的方式，精度高，故障率低、寿命长、操作简单。修磨锯齿时，砂轮中心O点轨迹如图3中所示，砂轮由位置1向位置2运动，对于位置2的确定，主要有以下几点注意：一是砂轮K点必须满足锯齿根部位置的要求，即砂轮K点处于锯齿根部所在直线的延长线上，如图3中虚线所示；二是为了避

10、免锯片分齿时与砂轮发生干扰，砂轮在K点满足要求的前提下，其M点需在锯片上方，最保险的做法是使砂轮L点处于锯片上方，但为了尽量缩短砂轮的运动行程，加快修磨速度，只需满足M点要求即可。砂轮运动到设定好的位置2时，接着由位置2运动到位置3，对锯齿进行轴向进给修磨。对于位置3的确定，如图3中虚线所示砂轮位置，当砂轮K点不再与锯片接触，即砂轮不再进行磨削时即可为位置3，此时位置2到位置3的行程最短，但为了保证锯齿磨削面的流畅性，砂轮K点脱离锯片时可使砂轮继续向下运动适当距离，使锯齿得到充分的磨削。根据目前普遍选用的修磨砂轮的大小以及锯片的片厚，可推算出砂轮从位置2到位置3的行程范围为120150毫米。锯

11、齿磨削完成砂轮处于位置3后，砂轮继续运动，从位置3到位置4再到位置1，准备下一锯齿的修磨。经过该机器修磨的锯齿，横刃及底圆弧都是直线型的，尤其是直线型横刃接近于新锯片铣齿加工的效果，可保证锯刃完整、淬火质量可靠，充分提高锯片的锯切效果，使修复锯片的锯切寿命达到新锯片的80%以上，给用户解决旧锯片寿命低、影响轧钢作业率的问题，能够最大限度的发挥锯片的利用价值，节省材料和能耗，该设备及工艺的推广具有一定的节能减排作用。1控制箱；2插齿机构；3砂轮；4砂轮驱动电机；5除尘机构；6锯片悬挂支撑机构；7锯片定位电机；8锯片运行轨道；9锯片；10机床图4 轴向磨削式锯片刃磨机设备简图4 轴向磨削式锯片刃磨

12、机的应用效果轴向磨削式锯片刃磨机的设计制造已经有一年多的时间，经过在生产现场试验、改进以后，目前已经定型，其最大加工锯片直径达到2500mm，可以覆盖国内所有金属冷热切圆锯片的修磨，以河北津西钢铁公司大型厂、中小型厂为例，该机器分别修复了直径2100、2000mm的冷热锯片，锯片厚度达到1315mm，如果使用普通刃磨机修复，其横刃弧度明显，修复片刃口耐磨性不佳，平均锯切寿命只有45m2，相当于新片的5060%；实用新型刃磨机修复的锯片平均锯切寿命达到67m2，相当于新锯片的80%以上，减少了班中更换锯片的次数，增加了轧材时间和产量，尤其是对于大规格型钢，明显的节省了辅助工时，创造了良好的经济效

13、益。图5、6是新型锯片刃磨机的图片。图5 轴向磨削式锯片刃磨机磨削部位图图6 轴向磨削式锯片刃磨机全景图5 结论（1）传统的锯片刃磨机来源于德国瓦格纳等公司的设计思路，结构和动作比较简单，在钢铁行业占有主导地位。但是由于采用了径向进给的磨削方式，锯齿刃磨后的形状呈现弧形横刃，降低了锯片的使用寿命。（2）轧钢厂家为了提高作业率，要求提高修磨锯片的使用寿命，传统方式修磨的锯片其寿命仅有新锯片的5070%，不能满足需要。（3）我公司设计了轴向进给磨削的新型锯片刃磨机，仿照新锯片铣削加工的原理，改进机器结构，使修复锯齿的形状非常接近新锯片，得到了直线型横刃，提高重磨锯片的使用寿命到新锯片的80%以上。（4）新型刃磨机采用直线导轨及凸轮控制相结合的设计思路，故障率低、寿命长、操作简单。参考文献：1 韩会杰，郭继富，张艳龙，郭颖金属热切圆锯片裂纹产生原因分析及预防J机电设备，2008(1)：35-362