CN108723692A - 甘蔗压榨辊轴修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及糖厂机械加工技术领域，具体是一种用于糖厂甘蔗压榨辊轴修复工艺，其工艺步骤如下：预热处理、表面清除、车削清除、测量、焊补、退火处理、时效处理、粗车加工、精车加工、表面硬化前处理、轴颈硬化处理、磨削加工和入库，本发明的压榨辊轴修复工艺具有简便易行，修复成本低廉；修复的甘蔗压榨辊轴质量稳定，强度和硬度高，耐用度好；结构合理，使用适应性广等特点。
Description
技术领域
本发明涉及糖厂机械加工技术领域，具体是一种用于糖厂甘蔗压榨辊轴修复工艺。
背景技术
甘蔗，多年生高大实心草本。根状茎粗壮发达。中国台湾、福建、广东、海南、广西、四川以及云南等南方热带地区广泛种植。甘蔗是温带和热带农作物，是制造蔗糖的原料，且可提炼乙醇作为能源替代品。甘蔗中含有丰富的糖分和水分，还含有对人体新陈代谢非常有益的各种维生素、脂肪、蛋白质、有机酸、钙和铁等物质，并且甘蔗还具有清热解毒、生津止渴、和胃止呕和滋阴润燥等功效，广受人们的喜爱。我国是食糖消费大国，中国人均食糖量为8公斤/年；国际平均量为21公斤/年；港台一般也在23公斤/年；欧洲有的国家人均年食糖量达到60公斤以上。国内外的糖料作物主要为甘蔗和甜菜，其中甘蔗糖在国内占总产糖量的90%以上。目前，我国食糖的生产成本和价格总体上高于国际市场，各个制糖企业之间成本差异较大。国内甘蔗糖厂压榨抽出率为93%～95%，而国际大型制糖企业的压榨抽出率在98%以上，所以，我国制糖的质量有待提高。甘蔗制糖工序包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥。从甘蔗提取蔗汁的方法有压榨法与渗出法。压榨法是对甘蔗通过预处理和压榨设备与渗浸***相配合提取蔗汁的方法。甘蔗压榨机是对甘蔗进行汁液榨取，实现固液分离的机械设备。在甘蔗压榨机中，压榨辊轴是安装在甘蔗压榨机的重要部件之一，压榨机上有多个辊轴，甘蔗被喂入顶辊和底辊之间被压榨，将甘蔗内部所含的蔗汁榨出。因所有甘蔗都要经过压榨辊5～6次的压榨，才能尽可能的将蔗汁压出，因而压榨辊轴的磨损特别严重，大多数糖厂的压榨辊轴只能使用一个榨季（4～5个月）就必须更换，但由于压榨辊轴结构复杂，难以制造，用料也比较昂贵，所以压榨辊轴报废给企业造成了很大的经济损失，为了节约成本，人们往往采用对磨损的压榨辊轴如榨壳以及轴颈进行修复，榨壳的修复目前工艺技术较成熟，对轴颈的修复，公开文献也作了一些报道，如：广西壮族自治区柳州市的卢丽于2014年6月14日申请的中国发明专利：一种压榨辊轴轴颈磨损的修复方法（申请号：201410263198.2），公开涉及了甘蔗压榨设备技术领域，其修复方法的步骤如下：1）榨辊轴颈磨损后，先探伤，检查有无裂纹；2）无裂纹的在榨辊轴颈表面经处理后熔喷多层材料后磨至尺寸；3）有裂纹的，裂纹较浅的刨掉或填平，裂纹较深的去除裂纹后开键槽嵌装锻钢键，键与基体焊接；4）焊牢锻钢键后进行振动时效处理，然后用DH焊条喷涂，熔喷多层材料后磨至尺寸。
然而，经本发明人市场调查后发现，该文献虽然对压榨辊轴轴颈磨损采取了熔喷多层材料后磨至尺寸的修复方法，使得甘蔗压榨辊轴可以再次使用，虽然可以解决榨辊轴报废造成经济损失的一些问题。但由于甘蔗为所含纤维状物质丰富，而且蔗汁有一定酸度，所以，该修复方法的甘蔗压榨辊轴的轴颈，其硬度不高，耐用度还是比较低，直接引起压榨质量不稳定。因此，突破一种工艺更合理，使得修复甘蔗压榨辊轴的强度更高，耐磨性更好的修复工艺技术，是一个亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有加工工艺简单，结构合理，耐用度高的糖厂甘蔗压榨辊轴修复工艺技术。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：其工艺步骤如下：
1）预热处理：放入加热炉加热，温度是100～300°C；
2）表面清除：采用手工焊枪将以上步骤1）预热处理得到的压榨辊轴进行表面清理，清除辊轴表面的锈蚀以及浸渗至辊轴内层组织的水份和油泥；
3）车削清除：车床车去辊轴表面层的疲劳层；
4）测量：对磨损的压榨辊轴进行测量，得到磨损量，确认焊补厚度；
5）焊补：通过车床采用焊机对磨损的压榨辊轴进行焊补，焊补层留2～5mm的加工余量；
6）退火处理：将上述步骤5）得到的压榨辊轴放入箱式电炉内加热，温度是250～350±20°C，在100±10℃的温度中保温2～4小时，出炉冷却至室温，进行退火处理；
7）时效处理：将上述步骤6）得到退火处理的压榨辊轴进行自然时效处理，时间为30天；
8）粗车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留精车加工余量0.50～1.50mm；
9）精车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留激光硬化余量－0.1～－0.80mm；
10）轴颈表面硬化前处理：对轴颈表面进行预置吸光涂层（黑化），其方法是磷化或喷（刷）涂料；
11）轴颈硬化处理：采用激光对以上步骤10）得到轴颈表面处理过的压榨辊轴的轴颈进行激光硬化处理，激光硬化厚度0.1～0.80mm；
12）磨削加工：采用磨床将以上步骤11）得到激光硬化处理的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
13）入库。
优选的，以上所述工艺步骤1）～7）的步骤同上，其余延续的工艺步骤如下：
8）车削加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留等离子熔覆余量－0.50～－1.80mm；
9）轴颈硬化处理：采用离子熔覆工艺对以上步骤8）得到车削加工的压榨辊轴的轴颈进行熔覆硬化，熔覆层的熔覆合金材料是镍基耐磨合金粉，所述熔覆层的厚度是0.6～2mm,留磨削余量0.50～0.80mm；
10）磨削加工：采用磨床将以上步骤9）得到硬化的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
11）入库。
优选的，以上所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，对压榨辊轴进行焊补的焊机是埋弧焊机或二氧化碳气体保护焊机，焊补采用的焊丝是506焊丝。
优选的，以上的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的工艺所采用的工装包括车床、电磁调速部件、焊接部件和支撑部件，所述的车床包括床身和安装在床身上的导轨，所述床身的一侧还设有能够对车床进行控制速度的控制器，所述控制器一端连接有驱动电机，所述导轨上方的左右两端安装有卡盘和尾座，所述导轨的下方安装有丝杆，在所述卡盘和尾座之间设有走刀架，所述的支撑部件固定在导轨上，所述压榨辊轴的一端通过卡盘夹持，另一端通过尾座设有的顶针顶紧，所述车床的驱动电机通过皮带与电磁调速部件连接，所述电磁调速部件与焊接部件通过电连接。
优选的，以上所述焊补的工艺所采用的工装，所述的电磁调速部件包括电磁调速电动机和电磁调速电机控制装置，所述电磁调速电动机通过皮带与驱动电机连接，所述电磁调速电机控制装置与电磁调速电动机通过电连接；所述的焊接部件包括焊枪、焊机和自动送丝器，所述焊机为埋弧焊机或二氧化碳气体保护焊机，所述焊机与电磁调速电机控制装置通过电连接，所述自动送丝器与焊机通过电连接，所述自动送丝器将电焊丝传送到焊枪，所述焊枪固定在通过丝杆实现进给运动的走刀架的上方；所述的支撑部件包括底座、高度调节螺杆、支撑架和滚轮，所述底座的底部设有与导轨配合的导槽，所述底座的上方设有高度调节螺杆，所述高度调节螺杆的上端连接有支撑架，所述支撑架的上方通过螺栓固定有两个平行的滚轮。
优选的，以上所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的粗车车刀，包括刀体和刀头，所述刀头安装在刀体上，所述刀头包括主切削刃、刀尖圆弧、副切削刃和前刀面，所述的主切削刃上设有至少两个向内凹的弧形槽，所述刀尖圆弧上设有向外凸出的圆弧R，所述刀尖圆弧的圆弧R为0.2～3mm，所述刀头还包括前角γ、主偏角Kr1、副偏角Kr2、主后角α和副后角β，所述主偏角Kr1为0°，所述副偏角Kr2为0～5°；
优选的，以上所述焊补的粗车车刀，所述的主切削刃上设有前角γ1、主后角α1、副后角β1、主切削刃和副切削刃，所述主切削刃的宽度Y1为1～2mm，所述副切削刃的宽度δ1为3～8mm，所述前角γ1为3～5°，所述主后角α1为3～8°，所述副后角β1为9～15°；所述弧形槽上设有前角γ1、主后角α2和主切削刃25，所述主切削刃的宽度Y2为1～3mm，所述前角γ1为3～5°，所述主后角α2为3～8°；所述副切削刃上设有前角γ2、主后角α3和副后角β2、主切削刃和副切削刃，所述主切削刃的宽度Y3为1～2mm，所述副切削刃的宽度δ2为3～5mm，所述前角γ2为3～5°，所述主后角α3为3～6°，所述副后角β2为7～10°；所述刀尖圆弧上设有前角γ3、主后角α4和主切削刃，所述主切削刃的宽度Y4为1～2.5mm，所述前角γ3为3～5°，所述主后角α4为3～8°。
与现有技术相比，本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺突出的实质性特点和进步是：
1.修复方法简便易行，修复成本低廉。本发明的修复步骤主要采用预热处理、表面清除、车削清除、测量、焊补、退火处理、时效处理、车削加工、轴颈硬化处理、磨削加工等简单的工艺路线，特别是焊补时采用安装在车床上的工装，可以通过支撑部件固定辊轴在车床上，采用驱动电机配合电磁调速电动机和电磁调速部件，由控制器控制焊机的速度，达到焊机与车床转速同步的目的，可实现半自动化甘蔗压榨辊轴的焊接修复工作，由车床驱动电机带动电磁调速部件产生电流信号，来指导电焊部件的自动送丝速度，车床丝杆传动实现刀架自动进给，焊枪固定于刀架上方即跟随刀架同步进给，焊枪进给速度和自动送丝机的送丝速度与车床主轴同步，通过以上部件的简单结合，使得被焊接的辊轴轴颈焊缝均匀整齐，焊接质量好，大大提高了辊轴车削的工作效率，所以使得甘蔗压榨辊轴修复的费用低于新的压榨辊轴，比新的压榨辊轴费降低50%。
2. 修复的辊轴质量稳定，强度和硬度高，耐用度好。由于本发明采用激光或等离子熔覆处理工艺，特别是采用等离子熔覆工艺，将镍基耐磨合金粉材料熔化到辊轴轴颈的表面，使得本辊轴的熔覆层洛氏硬度达到60～68度，辊轴强度和耐磨性能大大提高，比普通的甘蔗压榨辊轴提高一倍以上，硬度提高了10～20度，所以，由于采用等离子熔覆工艺，金相组织紧密，使得甘蔗压榨辊轴具有很高的硬度、优异的耐磨性、耐腐蚀性以及抗氧化性能，因此，不会出现组织疏松缺陷，大大提高了压榨辊轴的强度，消除了辊轴的内应力，提高了辊轴的疲劳强度。将磨损严重不能再使用作报废处理辊轴修复后可重新使用，使用寿命与新铸造的辊轴相同。
3.结构合理，使用适应性广。由于本发明焊补的粗车车刀的刀头上的刀锋采用了负倒棱结构，负倒棱不但加大了刀具的楔角，增强了刀刃强度，扩大了散热面积，而且还增大了刀具的实际前角，使得刀锋既坚固又锋利，另外，配合在实践中优选出合理的前角和后角，在副后角α2与刀体连接处设有副后角倒圆R2，又进一步加固了刀具的强度，由于本刀具采用了以上结构，不但大大增强了刀具的耐用度，使得刀具的适应性更强，本刀具不但适合用在甘蔗压榨辊轴修复工艺上，也可以应用于其它切削大型的硬度和强度较高的材料的轴类零件外圆的加工，经一定的结构改进，也适用于加工各种零件的内圆、端面、螺纹以及车削凹槽或凸槽等。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本甘蔗压榨辊轴的主视结构示意简图。
图2是甘蔗压榨辊轴在车床上焊接轴颈的示意简图。
图3是图2中支撑部件5的主视结构示意简图。
图4是图3中支撑部件5的A向结构示意简图。
图5是甘蔗压榨辊轴在车床的粗车车刀的主视结构示意简图。
图6是图5的A—A剖视结构示意简图。
图7是图5的B—B剖视结构示意简图。
图8是图5的C—C剖视结构示意简图。
图9是图5的D—D剖视结构示意简图。
图10是本粗车车刀安装在车床上的主视结构示意简图。
图中部件名称及序号：
压榨辊轴1、车床2、电磁调速部件3、焊接部件4、支撑部件5、床身6、控制器7、卡盘8、走刀架9、尾座10、导轨11、丝杆12、驱动电机13、电磁调速电动机14、电磁调速电机控制装置15、焊枪16、焊机17、自动送丝器18、底座19、高度调节螺杆20、支撑架21、滚轮22、刀体23、刀头24、主切削刃25、弧形槽26、刀尖圆弧27、副切削刃28、前刀面29。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图及其实施例描述本发明的结构。
实施例1
参看附图1～8所示，本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，通过以下方案实现：
本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其工艺步骤如下：
1）预热处理：放入加热炉加热，温度是100°C；
2）表面清除：采用手工焊枪将以上步骤1）预热处理得到的压榨辊轴进行表面清理，清除辊轴表面的锈蚀以及浸渗至辊轴内层组织的水份和油泥；
3）车削清除：车床车去辊轴表面层的疲劳层；
4）测量：对磨损的压榨辊轴进行测量，得到磨损量，确认焊补厚度；
5）焊补：通过车床采用焊机对磨损的压榨辊轴进行焊补，焊补层留2～5mm的加工余量；对压榨辊轴进行焊补的焊机是二氧化碳气体保护焊机，焊补采用的焊丝是506焊丝。
6）退火处理：将上述步骤5）得到的压榨辊轴放入箱式电炉内加热，温度是250±20°C，在100±10℃的温度中保温4小时，出炉冷却至室温，进行退火处理；
7）时效处理：将上述步骤6）得到退火处理的压榨辊轴进行自然时效处理，时间为30天；
8）粗车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留精车加工余量0.50～1.50mm；
9）精车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留激光硬化余量－0.1～－0.80mm；
10）轴颈表面硬化前处理：对轴颈表面进行预置吸光涂层（黑化），其方法是磷化；
11）轴颈硬化处理：采用激光对以上步骤10）得到轴颈表面处理过的压榨辊轴的轴颈进行激光硬化处理，激光硬化厚度0.1～0.80mm；
12）磨削加工：采用磨床将以上步骤11）得到激光硬化处理的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
13）入库。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的工艺所采用的工装包括车床2、电磁调速部件3、焊接部件4和支撑部件5，所述的车床2包括床身6和安装在床身6上的导轨11，床身6的一侧还设有能够对车床2进行控制速度的控制器7，所述控制器7一端连接有驱动电机13，导轨11上方的左右两端安装有卡盘8和尾座10，导轨11的下方安装有丝杆12，在所述卡盘8和尾座10之间设有走刀架9，所述的支撑部件5固定在导轨11上，所述压榨辊轴1的一端通过卡盘8夹持，另一端通过尾座10设有的顶针顶紧，所述车床2的驱动电机13通过皮带与电磁调速部件3连接，所述电磁调速部件3与焊接部件4通过电连接。
所述焊补的工艺所采用的工装，所述的电磁调速部件3包括电磁调速电动机14和电磁调速电机控制装置15，所述电磁调速电动机14通过皮带与驱动电机13连接，所述电磁调速电机控制装置15与电磁调速电动机14通过电连接；所述的焊接部件4包括焊枪16、焊机17和自动送丝器18，所述焊机17为埋弧焊机焊机，所述焊机17与电磁调速电机控制装置15通过电连接，所述自动送丝器18与焊机17通过电连接，所述自动送丝器18将电焊丝传送到焊枪16，所述焊枪16固定在通过丝杆12实现进给运动的走刀架9的上方；所述的支撑部件3包括底座19、高度调节螺杆20、支撑架21和滚轮22，所述底座19的底部设有与导轨11配合的导槽，所述底座19的上方设有高度调节螺杆20，所述高度调节螺杆20的上端连接有支撑架21，所述支撑架21的上方通过螺栓固定有两个平行的滚轮22。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的粗车车刀，包括刀体23和刀头24，所述刀头24安装在刀体23上，所述刀头24包括主切削刃25、刀尖圆弧27、副切削刃28和前刀面29，所述的主切削刃25上设有至少两个向内凹的弧形槽26，所述刀尖圆弧27上设有向外凸出的圆弧R，所述刀尖圆弧27的圆弧R为0.2mm，所述刀头24还包括前角γ、主偏角Kr1、副偏角Kr2、主后角α和副后角β，所述主偏角Kr1为0°，所述副偏角Kr2为0°；
所述焊补的粗车车刀，所述的主切削刃25上设有前角γ1、主后角α1、副后角β1、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y1为1mm，所述副切削刃28的宽度δ1为3mm，所述前角γ1为3°，所述主后角α1为3°，所述副后角β1为9°；所述弧形槽26上设有前角γ1、主后角α2和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y2为1mm，所述前角γ1为3°，所述主后角α2为3°；所述副切削刃28上设有前角γ2、主后角α3和副后角β2、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y3为1mm，所述副切削刃28的宽度δ2为3mm，所述前角γ2为3°，所述主后角α3为3°，所述副后角β2为7°；所述刀尖圆弧27上设有前角γ3、主后角α4和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y4为1mm，所述前角γ3为3°，所述主后角α4为3°。
实施例2
参看附图1～8所示，本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，通过以下方案实现：
本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其工艺步骤如下：
1）预热处理：放入加热炉加热，温度是300°C；
2）表面清除：采用手工焊枪将以上步骤1）预热处理得到的压榨辊轴进行表面清理，清除辊轴表面的锈蚀以及浸渗至辊轴内层组织的水份和油泥；
3）车削清除：车床车去辊轴表面层的疲劳层；
4）测量：对磨损的压榨辊轴进行测量，得到磨损量，确认焊补厚度；
5）焊补：通过车床采用焊机对磨损的压榨辊轴进行焊补，焊补层留2～5mm的加工余量；对压榨辊轴进行焊补的焊机是二氧化碳气体保护焊机，焊补采用的焊丝是506焊丝。
6）退火处理：将上述步骤5）得到的压榨辊轴放入箱式电炉内加热，温度是350±20°C，在100±10℃的温度中保温2小时，出炉冷却至室温，进行退火处理；
7）时效处理：将上述步骤6）得到退火处理的压榨辊轴进行自然时效处理，时间为30天；
8）车削加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留等离子熔覆余量－0.50～－1.80mm；
9）轴颈硬化处理：采用离子熔覆工艺对以上步骤8）得到车削加工的压榨辊轴的轴颈进行熔覆硬化，熔覆层的熔覆合金材料是镍基耐磨合金粉，所述熔覆层的厚度是0.6～2mm,留磨削余量0.50～0.80mm；
10）磨削加工：采用磨床将以上步骤9）得到硬化的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
11）入库。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的工艺所采用的工装包括车床2、电磁调速部件3、焊接部件4和支撑部件5，所述的车床2包括床身6和安装在床身6上的导轨11，床身6的一侧还设有能够对车床2进行控制速度的控制器7，所述控制器7一端连接有驱动电机13，导轨11上方的左右两端安装有卡盘8和尾座10，导轨11的下方安装有丝杆12，在所述卡盘8和尾座10之间设有走刀架9，所述的支撑部件5固定在导轨11上，所述压榨辊轴1的一端通过卡盘8夹持，另一端通过尾座10设有的顶针顶紧，所述车床2的驱动电机13通过皮带与电磁调速部件3连接，所述电磁调速部件3与焊接部件4通过电连接。
所述焊补的工艺所采用的工装，所述的电磁调速部件3包括电磁调速电动机14和电磁调速电机控制装置15，所述电磁调速电动机14通过皮带与驱动电机13连接，所述电磁调速电机控制装置15与电磁调速电动机14通过电连接；所述的焊接部件4包括焊枪16、焊机17和自动送丝器18，所述焊机17为二氧化碳气体保护焊机，所述焊机17与电磁调速电机控制装置15通过电连接，所述自动送丝器18与焊机17通过电连接，所述自动送丝器18将电焊丝传送到焊枪16，所述焊枪16固定在通过丝杆12实现进给运动的走刀架9的上方；所述的支撑部件3包括底座19、高度调节螺杆20、支撑架21和滚轮22，所述底座19的底部设有与导轨11配合的导槽，所述底座19的上方设有高度调节螺杆20，所述高度调节螺杆20的上端连接有支撑架21，所述支撑架21的上方通过螺栓固定有两个平行的滚轮22。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的粗车车刀，包括刀体23和刀头24，所述刀头24安装在刀体23上，其特征在于：所述刀头24包括主切削刃25、刀尖圆弧27、副切削刃28和前刀面29，所述的主切削刃25上设有至少两个向内凹的弧形槽26，所述刀尖圆弧27上设有向外凸出的圆弧R，所述刀尖圆弧27的圆弧R为3mm，所述刀头24还包括前角γ、主偏角Kr1、副偏角Kr2、主后角α和副后角β，所述主偏角Kr1为0°，所述副偏角Kr2为5°；
所述焊补的粗车车刀，所述的主切削刃25上设有前角γ1、主后角α1、副后角β1、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y1为2mm，所述副切削刃28的宽度δ1为8mm，所述前角γ1为5°，所述主后角α1为8°，所述副后角β1为15°；所述弧形槽26上设有前角γ1、主后角α2和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y2为3mm，所述前角γ1为5°，所述主后角α2为8°；所述副切削刃28上设有前角γ2、主后角α3和副后角β2、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y3为12mm，所述副切削刃28的宽度δ2为5mm，所述前角γ2为5°，所述主后角α3为6°，所述副后角β2为10°；所述刀尖圆弧27上设有前角γ3、主后角α4和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y4为2.5mm，所述前角γ3为5°，所述主后角α4为8°。
实施例3
参看附图1～8所示，本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，通过以下方案实现：
本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其工艺步骤如下：
1）预热处理：放入加热炉加热，温度是100～300°C；
2）表面清除：采用手工焊枪将以上步骤1）预热处理得到的压榨辊轴进行表面清理，清除辊轴表面的锈蚀以及浸渗至辊轴内层组织的水份和油泥；
3）车削清除：车床车去辊轴表面层的疲劳层；
4）测量：对磨损的压榨辊轴进行测量，得到磨损量，确认焊补厚度；
5）焊补：通过车床采用焊机对磨损的压榨辊轴进行焊补，焊补层留2～5mm的加工余量；对压榨辊轴进行焊补的焊机是二氧化碳气体保护焊机，焊补采用的焊丝是506焊丝。
6）退火处理：将上述步骤5）得到的压榨辊轴放入箱式电炉内加热，温度是300±20°C，在100±10℃的温度中保温3.5小时，出炉冷却至室温，进行退火处理；
7）时效处理：将上述步骤6）得到退火处理的压榨辊轴进行自然时效处理，时间为30天；
8）粗车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留精车加工余量0.50～1.50mm；
9）精车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留激光硬化余量－0.1～－0.80mm；
10）轴颈表面硬化前处理：对轴颈表面进行预置吸光涂层（黑化），其方法是喷（刷）涂料；
11）轴颈硬化处理：采用激光对以上步骤10）得到轴颈表面处理过的压榨辊轴的轴颈进行激光硬化处理，激光硬化厚度0.1～0.80mm；
12）磨削加工：采用磨床将以上步骤11）得到激光硬化处理的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
13）入库。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的工艺所采用的工装包括车床2、电磁调速部件3、焊接部件4和支撑部件5，所述的车床2包括床身6和安装在床身6上的导轨11，床身6的一侧还设有能够对车床2进行控制速度的控制器7，所述控制器7一端连接有驱动电机13，导轨11上方的左右两端安装有卡盘8和尾座10，导轨11的下方安装有丝杆12，在所述卡盘8和尾座10之间设有走刀架9，所述的支撑部件5固定在导轨11上，所述压榨辊轴1的一端通过卡盘8夹持，另一端通过尾座10设有的顶针顶紧，所述车床2的驱动电机13通过皮带与电磁调速部件3连接，所述电磁调速部件3与焊接部件4通过电连接。
所述焊补的工艺所采用的工装，所述的电磁调速部件3包括电磁调速电动机14和电磁调速电机控制装置15，所述电磁调速电动机14通过皮带与驱动电机13连接，所述电磁调速电机控制装置15与电磁调速电动机14通过电连接；所述的焊接部件4包括焊枪16、焊机17和自动送丝器18，所述焊机17为二氧化碳气体保护焊机，所述焊机17与电磁调速电机控制装置15通过电连接，所述自动送丝器18与焊机17通过电连接，所述自动送丝器18将电焊丝传送到焊枪16，所述焊枪16固定在通过丝杆12实现进给运动的走刀架9的上方；所述的支撑部件3包括底座19、高度调节螺杆20、支撑架21和滚轮22，所述底座19的底部设有与导轨11配合的导槽，所述底座19的上方设有高度调节螺杆20，所述高度调节螺杆20的上端连接有支撑架21，所述支撑架21的上方通过螺栓固定有两个平行的滚轮22。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的粗车车刀，包括刀体23和刀头24，所述刀头24安装在刀体23上，其特征在于：所述刀头24包括主切削刃25、刀尖圆弧27、副切削刃28和前刀面29，所述的主切削刃25上设有至少两个向内凹的弧形槽26，所述刀尖圆弧27上设有向外凸出的圆弧R，所述刀尖圆弧27的圆弧R为2mm，所述刀头24还包括前角γ、主偏角Kr1、副偏角Kr2、主后角α和副后角β，所述主偏角Kr1为0°，所述副偏角Kr2为3°；
所述焊补的粗车车刀，所述的主切削刃25上设有前角γ1、主后角α1、副后角β1、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y1为1.5mm，所述副切削刃28的宽度δ1为6mm，所述前角γ1为3.5°，所述主后角α1为7°，所述副后角β1为12°；所述弧形槽26上设有前角γ1、主后角α2和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y2为1.5mm，所述前角γ1为4°，所述主后角α2为6°；所述副切削刃28上设有前角γ2、主后角α3和副后角β2、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y3为1.3mm，所述副切削刃28的宽度δ2为4mm，所述前角γ2为3.5°，所述主后角α3为6°，所述副后角β2为9°；所述刀尖圆弧27上设有前角γ3、主后角α4和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y4为1.5mm，所述前角γ3为4°，所述主后角α4为6°。
实施例4
参看附图1～8所示，本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，通过以下方案实现：
本发明的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其工艺步骤如下：
1）预热处理：放入加热炉加热，温度是100～300°C；
2）表面清除：采用手工焊枪将以上步骤1）预热处理得到的压榨辊轴进行表面清理，清除辊轴表面的锈蚀以及浸渗至辊轴内层组织的水份和油泥；
3）车削清除：车床车去辊轴表面层的疲劳层；
4）测量：对磨损的压榨辊轴进行测量，得到磨损量，确认焊补厚度；
5）焊补：通过车床采用焊机对磨损的压榨辊轴进行焊补，焊补层留2～5mm的加工余量；对压榨辊轴进行焊补的焊机是二氧化碳气体保护焊机，焊补采用的焊丝是506焊丝。
6）退火处理：将上述步骤5）得到的压榨辊轴放入箱式电炉内加热，温度是280±20°C，在100±10℃的温度中保温3小时，出炉冷却至室温，进行退火处理；
7）时效处理：将上述步骤6）得到退火处理的压榨辊轴进行自然时效处理，时间为30天；
8）车削加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留等离子熔覆余量－0.50～－1.80mm；
9）轴颈硬化处理：采用离子熔覆工艺对以上步骤8）得到车削加工的压榨辊轴的轴颈进行熔覆硬化，熔覆层的熔覆合金材料是镍基耐磨合金粉，所述熔覆层的厚度是0.6～2mm,留磨削余量0.50～0.80mm；
10）磨削加工：采用磨床将以上步骤9）得到硬化的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
11）入库。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的工艺所采用的工装包括车床2、电磁调速部件3、焊接部件4和支撑部件5，所述的车床2包括床身6和安装在床身6上的导轨11，床身6的一侧还设有能够对车床2进行控制速度的控制器7，所述控制器7一端连接有驱动电机13，导轨11上方的左右两端安装有卡盘8和尾座10，导轨11的下方安装有丝杆12，在所述卡盘8和尾座10之间设有走刀架9，所述的支撑部件5固定在导轨11上，所述压榨辊轴1的一端通过卡盘8夹持，另一端通过尾座10设有的顶针顶紧，所述车床2的驱动电机13通过皮带与电磁调速部件3连接，所述电磁调速部件3与焊接部件4通过电连接。
所述焊补的工艺所采用的工装，所述的电磁调速部件3包括电磁调速电动机14和电磁调速电机控制装置15，所述电磁调速电动机14通过皮带与驱动电机13连接，所述电磁调速电机控制装置15与电磁调速电动机14通过电连接；所述的焊接部件4包括焊枪16、焊机17和自动送丝器18，所述焊机17为埋弧焊机保护焊机，所述焊机17与电磁调速电机控制装置15通过电连接，所述自动送丝器18与焊机17通过电连接，所述自动送丝器18将电焊丝传送到焊枪16，所述焊枪16固定在通过丝杆12实现进给运动的走刀架9的上方；所述的支撑部件3包括底座19、高度调节螺杆20、支撑架21和滚轮22，所述底座19的底部设有与导轨11配合的导槽，所述底座19的上方设有高度调节螺杆20，所述高度调节螺杆20的上端连接有支撑架21，所述支撑架21的上方通过螺栓固定有两个平行的滚轮22。
所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，所述焊补的粗车车刀，包括刀体23和刀头24，所述刀头24安装在刀体23上，其特征在于：所述刀头24包括主切削刃25、刀尖圆弧27、副切削刃28和前刀面29，所述的主切削刃25上设有至少两个向内凹的弧形槽26，所述刀尖圆弧27上设有向外凸出的圆弧R，所述刀尖圆弧27的圆弧R为1mm，所述刀头24还包括前角γ、主偏角Kr1、副偏角Kr2、主后角α和副后角β，所述主偏角Kr1为0°，所述副偏角Kr2为4°；
所述焊补的粗车车刀，所述的主切削刃25上设有前角γ1、主后角α1、副后角β1、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y1为1.2mm，所述副切削刃28的宽度δ1为5mm，所述前角γ1为4°，所述主后角α1为6°，所述副后角β1为11°；所述弧形槽26上设有前角γ1、主后角α2和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y2为2mm，所述前角γ1为3.5°，所述主后角α2为4°；所述副切削刃28上设有前角γ2、主后角α3和副后角β2、主切削刃25和副切削刃28，所述主切削刃25的宽度Y3为1.2mm，所述副切削刃28的宽度δ2为3.5mm，所述前角γ2为4°，所述主后角α3为4°，所述副后角β2为8°；所述刀尖圆弧27上设有前角γ3、主后角α4和主切削刃25，所述主切削刃25的宽度Y4为2mm，所述前角γ3为3.5°，所述主后角α4为4°。
本发明的工作原理：
1.激光热处理也称激光淬火或激光相***化，是以高能量激光束快速扫描工件，使被照射的金属或合金表面温度以极快速度升高到相变点以上，激光束离开被照射本发明的轴颈时，由于热传导作用，处于冷态的基体使其迅速冷却而进行自冷淬火，得到较细小的硬化层组织，硬度一般高于常规淬火硬度。处理过程中轴颈变形极小。激光热处理自动化程度较高，硬化层深度和硬化面积可控性好。本发明将激光热处理用于甘蔗压榨辊轴，强化了辊轴的表面，提高其表面硬度、耐磨性、耐蚀性以及强度和高温性能。
2.等离子熔覆技术是继激光熔覆技术之后发展起来的最新表面改性技术，是具有原创性的国际领先技术。本技术汲取了激光熔覆技术和对焊技术的先进性，屏弃了堆焊技术的不足。本发明将等离子熔覆技术用于甘蔗压榨辊轴，其基本原理是：在高温等离子束流作用下，将镍基耐磨合金粉与轴颈基体表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、反应后直至凝固，等离子束离开后自激冷却，在轴颈表面形成一层高硬度耐磨层，从而实现轴颈表面的强化与硬化，增强轴颈的耐磨性能。经等离子熔覆甘蔗压榨辊轴轴颈的耐磨层不仅具有很高的硬度，而且耐磨层与轴颈的基体为冶金结合，在冲击载荷下不会脱落。
3. 本甘蔗压榨辊轴的焊接修复工艺内层焊接采用的工装是由车床驱动电机带动电磁调速部件产生电流信号，来指导电焊部件的自动送丝速度。由车床丝杆传动实现刀架自动进给，焊枪固定于刀架上方即跟随刀架同步进给。通过以上部件的简单结合，即可实现本新型焊接修复工装；焊接修复工装的焊枪固定于车床刀架上方，工作时焊枪将跟随刀架自动进给；车床驱动电机带动电磁调速部件产生电流信号，来指导电焊部件的自动送丝速度；通过电磁调速电机控制装置将车床转速信号传递给焊机，使得焊枪进给速度和自动送丝机的送丝速度与车床主轴同步，可实现焊枪进给均匀、稳定，送丝速度与甘蔗压榨辊轴转速同步，提高焊接精度。采用埋弧焊机或二氧化碳气体保护焊机，使得焊接质量更好、更稳定大大提高了工作效率。
4. 本发明的甘蔗压榨辊轴的焊接修复工艺粗车时采用的刀具结构合理，强度高，耐用度好，由于本发明在刀头的主切削刃上开有若干个弧形槽，使得刀具在工作时很好地将切削热量散发出去，同时，由于刀具在刀尖圆弧的选取上比较合理结构，刀尖圆弧不但加大了刀具的楔角，增强了刀刃强度，扩大了散热面积，而且还增大了刀具的实际前角，使得刀锋既坚固又锋利，另外，配合在实践中优选出合理的前角和后角，采用了比较宽的主切削刃和副切削刃，又进一步加固了刀具的强度，由于本刀具采用了以上结构，不但大大增强了刀具的耐用度，使得刀具的适应性更强，质量稳定，大大提高了刀具的疲劳强度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：其工艺步骤如下：
1）预热处理：放入加热炉加热，温度是100～300°C；
2）表面清除：采用手工焊枪将以上步骤1）预热处理得到的压榨辊轴进行表面清理，清除辊轴表面的锈蚀以及浸渗至辊轴内层组织的水份和油泥；
3）车削清除：车床车去辊轴表面层的疲劳层；
4）测量：对磨损的压榨辊轴进行测量，得到磨损量，确认焊补厚度；
5）焊补：通过车床采用焊机对磨损的压榨辊轴进行焊补，焊补层留2～5mm的加工余量；
6）退火处理：将上述步骤5）得到的压榨辊轴放入箱式电炉内加热，温度是250～350±20°C，在100±10℃的温度中保温2～4小时，出炉冷却至室温，进行退火处理；
7）时效处理：将上述步骤6）得到退火处理的压榨辊轴进行自然时效处理，时间为30天；
8）粗车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留精车加工余量0.50～1.50mm；
9）精车加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留激光硬化余量－0.1～－0.80mm；
10）轴颈表面硬化前处理：对轴颈表面进行预置吸光涂层，其方法是磷化或喷涂料；
11）轴颈硬化处理：采用激光对以上步骤10）得到轴颈表面处理过的压榨辊轴的轴颈进行激光硬化处理，激光硬化厚度0.1～0.80mm；
12）磨削加工：采用磨床将以上步骤11）得到激光硬化处理的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
13）入库。
2.根据权利要求1所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：所述工艺步骤1）～7）的步骤同上，其余延续的工艺步骤如下：
8）车削加工：采用车床将以上步骤7）得到焊补的压榨辊轴车削加工到规定尺寸，留离子熔覆余量－0.50～－1.80mm；
9）轴颈硬化处理：采用等离子熔覆工艺对以上步骤8）得到车削加工的压榨辊轴的轴颈进行熔覆硬化，熔覆层的熔覆合金材料是镍基耐磨合金粉，所述熔覆层的厚度是0.6～2mm,留磨削余量0.50～0.80mm；
10）磨削加工：采用磨床将以上步骤9）得到硬化的压榨辊轴磨削加工到规定尺寸及要求的粗糙度；
11）入库。
3.根据权利要求1所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：所述对压榨辊轴进行焊补的焊机是埋弧焊机或二氧化碳气体保护焊机，焊补采用的焊丝是506焊丝。
4.根据权利要求1所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：所述焊补的工艺所采用的工装包括车床（2）、电磁调速部件（3）、焊接部件（4）和支撑部件（5），所述的车床（2）包括床身（6）和安装在床身（6）上的导轨（11），所述床身（6）的一侧还设有能够对车床（2）进行控制速度的控制器（7），所述控制器（7）一端连接有驱动电机（13），所述导轨（11）上方的左右两端安装有卡盘（8）和尾座（10），所述导轨（11）的下方安装有丝杆（12），在所述卡盘（8）和尾座（10）之间设有走刀架（9），所述的支撑部件（5）固定在导轨（11）上，所述压榨辊轴（1）的一端通过卡盘（8）夹持，另一端通过尾座（10）设有的顶针顶紧，所述车床（2）的驱动电机（13）通过皮带与电磁调速部件（3）连接，所述电磁调速部件（3）与焊接部件（4）通过电连接。
5.根据权利要求4所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：所述的电磁调速部件（3）包括电磁调速电动机（14）和电磁调速电机控制装置（15），所述电磁调速电动机（14）通过皮带与驱动电机（13）连接，所述电磁调速电机控制装置（15）与电磁调速电动机（14）通过电连接；
所述的焊接部件（4）包括焊枪（16）、焊机（17）和自动送丝器（18），所述焊机（17）为埋弧焊机或二氧化碳气体保护焊机，所述焊机（17）与电磁调速电机控制装置（15）通过电连接，所述自动送丝器（18）与焊机（17）通过电连接，所述自动送丝器（18）将电焊丝传送到焊枪（16），所述焊枪（16）固定在通过丝杆（12）实现进给运动的走刀架（9）的上方；
所述的支撑部件（3）包括底座（19）、高度调节螺杆（20）、支撑架（21）和滚轮（22），所述底座（19）的底部设有与导轨（11）配合的导槽，所述底座（19）的上方设有高度调节螺杆（20），所述高度调节螺杆（20）的上端连接有支撑架（21），所述支撑架（21）的上方通过螺栓固定有两个平行的滚轮（22）。
6.根据权利要求1所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：所述焊补的粗车车刀，包括刀体（23）和刀头（24），所述刀头（24）安装在刀体（23）上，其特征在于：所述刀头（24）包括主切削刃（25）、刀尖圆弧（27）、副切削刃（28）和前刀面（29），所述的主切削刃（25）上设有至少两个向内凹的弧形槽（26），所述刀尖圆弧（27）上设有向外凸出的圆弧R，所述刀尖圆弧（27）的圆弧R为0.2～3mm，所述刀头（24）还包括前角γ、主偏角Kr1、副偏角Kr2、主后角α和副后角β，所述主偏角Kr1为0°，所述副偏角Kr2为0～5°。
7.根据权利要求6所述的甘蔗压榨辊轴修复工艺，其特征在于：所述焊补的粗车车刀，主切削刃（25）上设有前角γ1、主后角α1、副后角β1、主切削刃（25）和副切削刃（28），所述主切削刃（25）的宽度Y1为1～2mm，所述副切削刃（28）的宽度δ1为3～8mm，所述前角γ1为3～5°，所述主后角α1为3～8°，所述副后角β1为9～15°；所述弧形槽（26）上设有前角γ1、主后角α2和主切削刃（25），所述主切削刃（25）的宽度Y2为1～3mm，所述前角γ1为3～5°，所述主后角α2为3～8°；所述副切削刃（28）上设有前角γ2、主后角α3和副后角β2、主切削刃（25）和副切削刃（28），所述主切削刃（25）的宽度Y3为1～2mm，所述副切削刃（28）的宽度δ2为3～5mm，所述前角γ2为3～5°，所述主后角α3为3～6°，所述副后角β2为7～10°；所述刀尖圆弧（27）上设有前角γ3、主后角α4和主切削刃（25），所述主切削刃（25）的宽度Y4为1～2.5mm，所述前角γ3为3～5°，所述主后角α4为3～8°。
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