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摘要：高速钢轧辊因其高硬度及热稳定性、淬透性、耐磨性好，一直是棒材成品架次的常用材质之一。近几年轧钢厂对于轧辊单槽过钢量的要求越来越高，轧辊硬度、合金含量随之升高，轧辊的修复加工难度大幅增加。
关键词：高速钢轧辊;问题;原因分析;解决措施
1概述
机加工车间多年来一直承担着石横特钢集团有限公司轧辊的修复加工任务，近几年因轧辊材质优化升级，尤其是高速钢K1成品辊，轧辊加工质量、效率均受影响。本文以高速钢轧辊的月牙槽加工为例，结合常见问题案例，重点阐述如何有针对性地对相关刀具系统、工艺系统进行优化，供大家参考。通过进行合理优化，成功解决了高速钢轧辊月牙槽加工存在的部分疑难问题。
2 高速鋼轧辊粘刀的问题
2.1 问题描述
部分高速钢轧辊材质粘刀，即铣削月牙槽时，铁屑粘在刀尖上形成积屑瘤，迫使硬质合金刀磨损加快、刀片出现掉块，修磨一次刀具最多加工1道槽，影响刀具寿命及加工效率。
2.2 原因分析
为提高过钢量，轧辊厂家在高速钢轧辊中添加钨、钼、铬、钒、铌等合金元素量增加，轧辊在淬火处理发生马氏体转换时，总会保留一部分未转变的奥氏体，即残余奥氏体。经过多次热处理回火，残余奥氏体仍无法完全去除，影响切削加工性能。
2.3 解决措施
2.3.1 刀具修磨时选取较小的正前角值;磨刀机修磨好切削刃及刀尖后，用油石将刀尖修钝;
2.3.2 降低进给量，由0.05mm/r降至0.03-0.04mm/min;降低飞刀转速，由10万降低至6-7万转/分钟;
2.3.3 使用加工正常不粘刀轧辊磨合过的合金刀片加工。
采取以上措施，刀片修磨一次可加工2-3槽，寿命提高。
3 高速钢轧辊硬度超差的问题
3.1 问题描述
高速钢轧辊硬度高，轧钢工艺要求轧辊硬度HSD81-85，但实际修复时部分轧辊硬度达到HSD90以上，螺纹铣工序采用硬质合金刀具加工困难，出现缩刀，一道槽加工不到尺寸，刀杆、支承块磨损很快，刀具消耗高，影响轧辊月牙槽的加工质量及效率;切削阻力大，严重影响机床精度。
3.2 原因分析
一方面，为提高过钢量，轧辊中耐磨合金元素含量增加，合金刀加工难度加大;另一方面，车序采用立方氮化硼刀具加工，对轧辊造成表面硬化，导致硬度有一定增加。
3.3 解决措施
借鉴车序刀具材质，利用PCBN刀具适用于加工超硬材料的特点，与刀具厂家邢台金成航合作研发了PCBN月牙槽铣刀片，以14K1高速钢螺纹辊为例，1个刀片可加工约20槽，有效保证了型槽尺寸的一致性;切削力小，对机床精度影响大大减小，刀杆、支撑块磨损大大减轻，刀具综合成本降低。
4 PCBN铣刀片掀面或崩刃
4.1 问题描述
采用PCBN铣刀片加工轧辊月牙槽，在对刀或铣槽时，PCBN复合层出现掀面或崩刃现象时有发生。
4.2 原因分析
刀具系统刚性差;对刀时工件对刀具冲击太大;切削参数选择不合理;PCBN复合层太薄，刀具刃口过脆。
4.3 解决措施：
4.3.1 刀片优先采用全贴面复合式工艺制作，即在高温高压下用六面顶压机将CBN层与硬质合金衬底复合在一起，经粗磨、精磨、研磨将刀片修磨成型，采用此工艺制作的刀片，其刚性明显优于焊接式刀片;
4.3.2 刀具对零点时要仔细观察，在接近槽型时将手轮进给量调整为0.01mm，避免因进刀量过大，刀具与工件发生碰撞;
4.3.3 低进给量加工，采用0.03-0.04mm/r铣削月牙槽;
4.3.4 PCBN复合层厚度设计选用0.8-1mm;
4.3.5 对刀具刃口进行倒棱钝化处理。
5 轧辊月牙槽震纹明显、月牙槽出现变形
5.1 问题描述
采用PCBN刀具加工高速钢轧辊月牙槽，尤其是22以上大规格轧辊，刀具接触面积大，有时会出现打凸现象，月牙槽震纹明显、发生变形，影响钢材成品质量。
5.2 原因分析
5.2.1 轧辊自身原因：热处理金相组织不均匀。轧辊质量验收考核项一般为外形尺寸、硬度值、合金元素成分、过钢量等，对金相组织未作要求;
5.2.2 刀具原因：刀头角度设计不合理，正前角偏大，刀具太钝;
5.2.3 切削用量选用不合理，进给量太大。
5.3 解决措施：
5.3.1 记录轧辊编号，反馈轧辊厂家，严格控制热处理过程，保证轧辊金相组织的均匀性;
5.3.2 优化刀具角度设计，刀具前角按5-7度设计，确保刀具的锋利性;
5.3.3 加工22及以上大规格螺纹时，适当降低进给量，推荐选择0.02-0.03mm/r;适当降低飞刀转速，选用5-6万转/分钟。
7 结束语
针对高速钢轧辊月牙槽铣削加工中的常见问题，通过对刀具系统、工艺系统进行合理优化，可以有效改善轧辊月牙槽的加工质量、提高加工效率、降低刀具消耗、保证成品螺纹钢的产品质量及负差率。
参考文献
[1]尹燕涛.数控铣床在轧钢生产中的应用[J].河北冶金，2013（3）：64-65.
个人简介：段建军，汉族，男，1970年7月，山东泰安人，本科学历，工程师，长期从事设备制造、维修、改造及安装机械技术工作。
关键词：高速钢轧辊;问题;原因分析;解决措施
1概述
机加工车间多年来一直承担着石横特钢集团有限公司轧辊的修复加工任务，近几年因轧辊材质优化升级，尤其是高速钢K1成品辊，轧辊加工质量、效率均受影响。本文以高速钢轧辊的月牙槽加工为例，结合常见问题案例，重点阐述如何有针对性地对相关刀具系统、工艺系统进行优化，供大家参考。通过进行合理优化，成功解决了高速钢轧辊月牙槽加工存在的部分疑难问题。
2 高速鋼轧辊粘刀的问题
2.1 问题描述
部分高速钢轧辊材质粘刀，即铣削月牙槽时，铁屑粘在刀尖上形成积屑瘤，迫使硬质合金刀磨损加快、刀片出现掉块，修磨一次刀具最多加工1道槽，影响刀具寿命及加工效率。
2.2 原因分析
为提高过钢量，轧辊厂家在高速钢轧辊中添加钨、钼、铬、钒、铌等合金元素量增加，轧辊在淬火处理发生马氏体转换时，总会保留一部分未转变的奥氏体，即残余奥氏体。经过多次热处理回火，残余奥氏体仍无法完全去除，影响切削加工性能。
2.3 解决措施
2.3.1 刀具修磨时选取较小的正前角值;磨刀机修磨好切削刃及刀尖后，用油石将刀尖修钝;
2.3.2 降低进给量，由0.05mm/r降至0.03-0.04mm/min;降低飞刀转速，由10万降低至6-7万转/分钟;
2.3.3 使用加工正常不粘刀轧辊磨合过的合金刀片加工。
采取以上措施，刀片修磨一次可加工2-3槽，寿命提高。
3 高速钢轧辊硬度超差的问题
3.1 问题描述
高速钢轧辊硬度高，轧钢工艺要求轧辊硬度HSD81-85，但实际修复时部分轧辊硬度达到HSD90以上，螺纹铣工序采用硬质合金刀具加工困难，出现缩刀，一道槽加工不到尺寸，刀杆、支承块磨损很快，刀具消耗高，影响轧辊月牙槽的加工质量及效率;切削阻力大，严重影响机床精度。
3.2 原因分析
一方面，为提高过钢量，轧辊中耐磨合金元素含量增加，合金刀加工难度加大;另一方面，车序采用立方氮化硼刀具加工，对轧辊造成表面硬化，导致硬度有一定增加。
3.3 解决措施
借鉴车序刀具材质，利用PCBN刀具适用于加工超硬材料的特点，与刀具厂家邢台金成航合作研发了PCBN月牙槽铣刀片，以14K1高速钢螺纹辊为例，1个刀片可加工约20槽，有效保证了型槽尺寸的一致性;切削力小，对机床精度影响大大减小，刀杆、支撑块磨损大大减轻，刀具综合成本降低。
4 PCBN铣刀片掀面或崩刃
4.1 问题描述
采用PCBN铣刀片加工轧辊月牙槽，在对刀或铣槽时，PCBN复合层出现掀面或崩刃现象时有发生。
4.2 原因分析
刀具系统刚性差;对刀时工件对刀具冲击太大;切削参数选择不合理;PCBN复合层太薄，刀具刃口过脆。
4.3 解决措施：
4.3.1 刀片优先采用全贴面复合式工艺制作，即在高温高压下用六面顶压机将CBN层与硬质合金衬底复合在一起，经粗磨、精磨、研磨将刀片修磨成型，采用此工艺制作的刀片，其刚性明显优于焊接式刀片;
4.3.2 刀具对零点时要仔细观察，在接近槽型时将手轮进给量调整为0.01mm，避免因进刀量过大，刀具与工件发生碰撞;
4.3.3 低进给量加工，采用0.03-0.04mm/r铣削月牙槽;
4.3.4 PCBN复合层厚度设计选用0.8-1mm;
4.3.5 对刀具刃口进行倒棱钝化处理。
5 轧辊月牙槽震纹明显、月牙槽出现变形
5.1 问题描述
采用PCBN刀具加工高速钢轧辊月牙槽，尤其是22以上大规格轧辊，刀具接触面积大，有时会出现打凸现象，月牙槽震纹明显、发生变形，影响钢材成品质量。
5.2 原因分析
5.2.1 轧辊自身原因：热处理金相组织不均匀。轧辊质量验收考核项一般为外形尺寸、硬度值、合金元素成分、过钢量等，对金相组织未作要求;
5.2.2 刀具原因：刀头角度设计不合理，正前角偏大，刀具太钝;
5.2.3 切削用量选用不合理，进给量太大。
5.3 解决措施：
5.3.1 记录轧辊编号，反馈轧辊厂家，严格控制热处理过程，保证轧辊金相组织的均匀性;
5.3.2 优化刀具角度设计，刀具前角按5-7度设计，确保刀具的锋利性;
5.3.3 加工22及以上大规格螺纹时，适当降低进给量，推荐选择0.02-0.03mm/r;适当降低飞刀转速，选用5-6万转/分钟。
7 结束语
针对高速钢轧辊月牙槽铣削加工中的常见问题，通过对刀具系统、工艺系统进行合理优化，可以有效改善轧辊月牙槽的加工质量、提高加工效率、降低刀具消耗、保证成品螺纹钢的产品质量及负差率。
参考文献
[1]尹燕涛.数控铣床在轧钢生产中的应用[J].河北冶金，2013（3）：64-65.
个人简介：段建军，汉族，男，1970年7月，山东泰安人，本科学历，工程师，长期从事设备制造、维修、改造及安装机械技术工作。