CN105964699B - 一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，所述工艺包括以下步骤：1）磨削加工，将豆花磨损后的花纹板工作辊放在轧辊磨床上进行精密磨削，使花纹板工作辊辊面的粗糙度满足复刻要求；2）豆花原位复刻，先沿着工作辊的轴向对一个刻槽方向的豆花进行处理，具体是通过图像识别技术对刻槽方向上的原有豆花依次识别后进行复刻，再沿着轧辊的轴向对其它刻槽方向的原有豆花进行复刻；3）成型处理，对复刻后的花纹板工作辊进行处理，使表面粗糙度满足要求。本发明工艺过程易于掌握，操作简便，自动化程度高，能够减少车削量，节约大量贵重金属，缩短加工工时，降低加工成本，延长轧辊使用寿命，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺

技术领域

本发明涉及轧辊加工及修复技术领域，尤其是一种花纹板工作辊的复刻工艺，用于重新刻出轧辊表面磨损后的豆花。

背景技术

花纹板因其具有美观、防滑、易清洁等特点，被广泛应用于建筑、机械制造、桥梁、交通、造船等各个领域，花纹板产品主要通过热连轧工艺进行生产，即在生产过程中主要是通过辊面刻有豆花(豆花也叫花纹槽)的花纹板工作辊 (也称为花纹板工作轧辊、花纹槽轧辊)进行轧制，轧制过程中通过施加轧制力作用使板面金属流动填充到豆花内。根据国标GB/T3277-1991和行业标准 YBT/4159-2007内阐述，目前花纹板产品的主要样式为菱形、扁豆形、圆豆形和组合形四类。

在花纹板轧制过程中，由于工作辊直接与被轧金属之间产生相互作用，在轧制过程中花纹板工作辊既要承受很大的动态压力和弯曲应力，又要承受变化幅度较大的温度影响，经过一定的轧制量之后，工作辊辊面会被磨损，豆花的槽深、槽长、槽宽、槽形等参数发生改变，豆花产生一定损耗后的工作辊不能满足轧制需求，需要对工作辊上的豆花进行二次加工修复后才能够重新使用。

现有的花纹板工作辊的二次加工方法，主要包括以下步骤：对工作辊进行车削加工，将工作辊表面原有的豆花车削掉；对车削后的工作辊进行磨削，使轧辊表面的各项参数满足要求；重新采用铣床在轧辊表面刻制豆花。现有的加工方法主要存在以下缺点：一是进行的车削加工量大，耗时长，加工成本高；二是大大缩短了花纹板工作辊的使用寿命，花纹板工作辊的一次轧制量为800 吨左右，在轧制3次之后，工作辊上的豆花即会因变形而不符合要求，需要重新刻辊，传统加工方法需要将原有豆花全部车削干净，然后经磨床加工后重新刻制，工作辊直径车削一次的损耗量为6.5～7mm。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，以解决现有花纹板工作辊在二次加工过程中存在的问题，减少车削量，缩短加工工时，降低加工成本，延长轧辊使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，所述工艺包括以下步骤：

1)磨削加工，将豆花磨损后的花纹板工作辊放在轧辊磨床上进行精密磨削，使花纹板工作辊辊面的粗糙度满足复刻要求；

2)豆花原位复刻，先沿着工作辊的轴向对一个刻槽方向的豆花进行处理，具体是通过图像识别技术对刻槽方向上的原有豆花依次识别后进行复刻，再沿着轧辊的轴向对其它刻槽方向的原有豆花进行复刻；

3)成型处理，对复刻后的花纹板工作辊进行处理，使表面粗糙度满足要求。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤1)中磨削加工的磨削量为 0.02～0.05mm，磨削后的花纹槽轧辊表面粗糙度Ra为0.16～0.04μm。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2)中的豆花原位复刻包括以下步骤：

2-1)图像采集，沿着工作辊的轴向将轧辊表面划分成若干个图像采集区域，采用图像采集设备，依次对每个图像采集区域的图像进行采集；

2-2)图像识别，将采集到的图像进行处理，识别出图像中的原有豆花的位置及形状；

2-3)图像校正，根据复刻的规格要求，在图像上对原有豆花进行校正，形成符合要求的豆花图像；

2-4)刻刀定位，按照校正后的豆花图像，对铣刀头进行定位；

2-5)刻槽，按照复刻的规格要求重新刻制豆花。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2-1)中的每个图像采集区域内至少包含一个完整的豆花。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2-2)中对图像内豆花的长轴线及短轴线进行识别，并依照长轴线及短轴线确定原有豆花的位置及形状。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤2-3)中的图像校正是根据复刻的规格要求，在图像内原有豆花的长轴线及短轴线上进行校正，满足豆花复刻的规格要求。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述工艺适用于菱形豆花、扁豆形豆花、圆豆形豆花、组合形豆花的原位复刻。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明的一种花纹槽轧辊复刻工艺，工艺过程易于掌握，操作简便，自动化程度高，能够减少车削量，节约大量的Cr、Ni、Mo、V等不可再生的贵重金属，缩短加工工时，降低加工成本，延长轧辊使用寿命，具有较好的经济效益和社会效益。

本发明采用图像识别技术对原有豆花进行准确的图像识别和图像校正，能够在原有豆花的基础上进行复刻，而不必将所有的原有豆花除掉，极大地减少了车削量，延长了轧辊的使用寿命。本发明采用了图像识别技术对原有花纹槽进行准确定位，能够保证复刻的位置的准确性，防止复刻过程中花纹槽位置产生偏差，使复刻后的轧辊质量满足要求。

现有技术中的工作辊的二次加工方法，每次加工后都要将在工作辊的直径方向上将工作辊的表面磨削掉6.5～7mm，这个过程至少需要花费36小时，工作辊直径也会产生大幅度的减小，进行一次二次加工，至少需要花费2.4万元费用，一根新的工作辊通常进行6次二次加工后就不能满足生产需求。

而本发明的豆花原位复刻工艺，每次加工时，只需将工作辊的表面磨削掉 0.02～0.05mm，这个过程仅仅需要花费8小时，仅需花费0.6万元费用，一根新的工作辊通常进行30次复刻还能正常进行使用，极大地延长了工作辊辊的使用寿命。

具体实施方式

本发明提供一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，以利用上述工艺对磨损后的花纹板工作辊进行二次加工，为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

本实施例中需要复刻的花纹板工作辊，工作辊直径为640mm，工作辊表面原有的豆花呈两个互为90度交叉的刻槽方向排列，具体排列方式为：其中一个刻槽方向的豆花的长轴线沿着工作辊轴线倾斜45度排列，另一个刻槽方向的豆花的长轴线沿着工作辊轴线倾斜135度排列，两个刻槽方向的豆花交错布置且长轴线相互垂直，同向倾斜的豆花之间沿轧辊轴线方向的间距为8mm，同向倾斜的豆花首尾之间的间距为8mm，原有的豆花的槽深为3.5mm，豆花的长轴线长度为32mm，豆花的短轴线宽度为7.5mm。磨损后、待修复的花纹板工作辊表面的豆花的参数为：槽深小于2.5mm，此时的花纹板工作辊不能满足工作要求，需要重新刻豆花 。

本实施例中采用的一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，具体包括如下步骤。

1)磨削加工，将前述的豆花磨损后的花纹板工作辊，放在轧辊磨床上进行精密磨削，磨削加工的磨削量为0.02～0.05mm，使花纹板工作辊辊面的粗糙度 Ra为0.16～0.04μm，满足后续加工要求。本步骤中的磨削加工的时间为8h，磨削加工费用为0.8万元。

2)豆花原位复刻，先沿着工作辊的轴向对一个刻槽方向上的豆花进行处理，再沿着轴向对其它刻槽方向的原有花纹槽进行复刻，通过图像识别技术对刻槽方向上的原有花纹槽依次识别后进行复刻；

将磨削加工后的工作辊置于复刻机床上，先沿着工作辊的轴向对一个刻槽方向的豆花进行处理，具体是通过图像识别技术对刻槽方向上的原有豆花依次识别后进行复刻，具体过程为：

2-1)图像采集，按照花纹板工作辊的具体尺寸参数及加工工艺参数，沿着轧辊轴向对一个刻槽方向的豆花进行处理，将工作辊表面划分成若干个图像采集区域，本实施例中，每个图像采集区域内包含一个完整的豆花，如沿着工作辊轴向有N个豆花，那么就将工作辊表面划分成N个图像采集区域，采用图像采集设备，依次对每个图像采集区域的图像进行采集；图像采集设备可以是光学成像设备或者电子成像设备，如高清摄像机等。

2-2)图像识别，将采集到的图像进行处理，识别出图像中的原有豆花的位置及形状。以工作辊加工起始端的第一个花纹槽的位置参数为基点，对处于同一行列的豆花图像中的原有豆花的位置及形状进行识别并记录，主要识别图像内豆花的长轴线及短轴线的参数，包括长轴线的长度、起点位置、及角度，短轴线的长度、起点位置及角度，以及豆花与基点的距离参数。

2-3)图像校正，根据复刻豆花的规格要求，在图像上对原有豆花进行校正，形成符合要求的豆花图像；具体为，根据复刻豆花的规格要求，调整图像中豆花长轴线与豆花短轴线的参数，以及豆花与基点的距离参数，形成符合要求的豆花图像，使复刻的位置能够覆盖原有豆花的位置。

2-4)刻刀定位，按照校正后的图像，对铣刀头进行定位；铣刀头的定位也是以基点为基准。

2-5)刻槽，按照一定的规格要求刻槽。由于实在原有豆花的基础上进行复刻，因此复刻的铣削量会减少。

再沿着轧辊的轴向对另一刻槽方向的原有豆花进行复刻；具体复刻步骤与上述步骤2-1)～2-5)相同。

豆花原位复刻工艺中，复刻时间为14h，复刻费用为2.8万元。

3)成型处理，对复刻后的花纹槽轧辊进行处理，使表面粗糙满足要求。

对比例1

将实施例1中需要复刻的花纹板工作辊，采用现有的二次加工方法进行加工。具体如下：

1)车削加工，将磨损后的花纹板工作辊放在车削机上进行车削加工，将原有豆花全部车削掉，在工作辊的直径方向上的车削厚度为6.5～7mm，即车削一次，花纹板工作辊的直径减少6.5～7mm，车削加工的时间为28h，车削加工费用为2.4万元。

2)磨削加工，将车削加工后的花纹板工作辊放在磨削机上进行精密磨削，使花纹板工作辊辊面的粗糙度满足要求；磨削加工的磨削量为0.5mm，使工作辊辊面的粗糙度Ra为0.16～0.04μm，满足后续加工要求。磨削加工的时间为8h，磨削加工费用为0.8万元。

3)豆花重刻，先沿着工作辊辊轴向重刻一个刻槽方向的豆花，再对其它刻槽方向的豆花进行重刻。

豆花重刻工艺中，重刻时间为20h，重刻费用为3～5万元。

4)成型处理，对重刻后的花纹板工作辊进行处理，使表面粗糙度满足要求。

由以上实施例1和对比例1可以看出本发明的技术优势和有益效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是对本发明技术方案的限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：

1）磨削加工，将豆花磨损后的花纹板工作辊放在轧辊磨床上进行精密磨削，使花纹板工作辊辊面的粗糙度满足复刻要求；

2）豆花原位复刻，先沿着工作辊的轴向对一个刻槽方向的豆花进行处理，具体是通过图像识别技术对刻槽方向上的原有豆花依次识别后进行复刻，再沿着轧辊的轴向对其它刻槽方向的原有豆花进行复刻；

3）成型处理，对复刻后的花纹板工作辊进行处理，使表面粗糙度满足要求；所述步骤2）中的豆花原位复刻包括以下步骤：

2-1）图像采集，沿着工作辊的轴向将轧辊表面划分成若干个图像采集区域，采用图像采集设备，依次对每个图像采集区域的图像进行采集；

2-2）图像识别，将采集到的图像进行处理，识别出图像中的原有豆花的位置及形状；

2-3）图像校正，根据复刻的规格要求，在图像上对原有豆花进行校正，形成符合要求的豆花图像；

2-4）刻刀定位，按照校正后的豆花图像，对铣刀头进行定位；

2-5）刻槽，按照复刻的规格要求重新刻制豆花；

所述步骤2-2）中对图像内豆花的长轴线及短轴线进行识别，并依照长轴线及短轴线确定原有豆花的位置及形状；

所述步骤2-3）中的图像校正是根据复刻的规格要求，在图像内原有豆花的长轴线及短轴线上进行校正，满足豆花复刻的规格要求。

2.根据权利要求1所述的一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，其特征在于：所述步骤1）中磨削加工的磨削量为0.02~0.05mm，磨削后的花纹槽轧辊表面粗糙度Ra为0.16~0.04μm。

3.根据权利要求1所述的一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，其特征在于：所述步骤2-1）中的每个图像采集区域内至少包含一个完整的豆花。

4.根据权利要求1所述的一种花纹板工作辊豆花原位复刻工艺，其特征在于：所述工艺适用于菱形豆花、扁豆形豆花、圆豆形豆花、组合形豆花的原位复刻。