[发明专利]用于轧辊表面处理的操作机器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于工作轧辊尤其是层压轧辊的表面处理的操作机器和相关方法。

本发明例如有利地适用于进行表面处理，适用于金属层压件生产的轧辊具有一定的粗糙度特性或者参数，以便让它们适用于特定的用途例如模制和上漆。

因此，下面的说明书将尤其涉及这种用途，但是同时保持其通用性。

背景技术

用于金属层压的方法当前包括让金属板材通过一对旋转轧辊，这给予板材一定的厚度和硬度，并且在一些情况下例如在用于汽车和家用电器的制造的扁平产品的冷层压中，在将几何表面特性以凹入形式输送到所处理的板材赋予特定的表面粗糙度。

层压成型轧辊的上述的粗糙度参数以及通常的表面特性相对于通过相同轧辊得到的最终使用的板材是被预先确定的。

用于层压成型的上述轧辊由于在生产过程期间所受到的劣化而通常必须进行定期研磨，并且这种研磨过程不总是足以赋予轧辊表面所有所期望的特征，从而例如有时在上述用途中需要进一步的表面处理，以能够获得并且控制一定的粗糙度。对于这种粗糙度应该具有的所有特征而言，应该指出，所述粗糙度限定为凸起和凹坑的分布。这些凹坑必须具有或多或少的均匀尺寸，并且必须尽可能随即分布。

用于处理这些层压轧辊的表面的现有技术采用了不同的或多或少有些复杂的技术，其中最广泛采用的是喷砂和电腐蚀，也被本领域的专家称为EDT（电火花毛化）。

这些处理技术能够很好的调节平均粗糙度，但是除了操作成本之外，过程危险并且对环境影响很大，而且因此在残余物的管理和处理方面相当复杂。

喷砂例如需要大型工厂，这些工厂为了其工作使用了噪声大并且危险的大型涡轮机；另外该方法其磨砂产生出的粉末具有明显的毒性，这些必须通过特殊系统提纯并且过滤。

最后，该方法的特性由于所使用的磨料而需要相当多的维护，因为这些磨料会损伤不能受到充分保护的许多部件。

除此之外，喷砂不能很好的控制粗糙度，因此用该方法处理的轧辊产生出在粗糙度水平方面具有较差的均匀性的层压件。

电腐蚀或EDT是这样一种技术，它由于所获得的粗糙度均匀并且完全没有机加工步骤痕迹，所以从质量方面看当前提供了最佳的结果。

但是，应该指出的是，该方法由于广泛使用了可燃产品例如介质液体而非常危险，因此需要引入复杂的防火系统来防止出现任何可能的着火源。

EDT对环境的影响也是相当大的，甚至高于喷砂对环境的影响，因为介质液体毒性非常大并且必须经常通过特殊的程序处理，这成本也是非常高的。

即使没有得到广泛使用，EDT方法的变型为EBT（电子束毛化）方法，其中使得材料局部熔融，以便形成微凹坑并且沉积在所述凹坑的侧面处。

进行这种方法的机器的明显缺陷在于，轧辊在处理期间必须设置在其中存在相当大的强制真空程度的腔室中，从而使得该机器非常昂贵，难以维护，并且最终不适用于层压环境。

还存在其他技术，这些技术试图通过将材料施加到轧辊表面上而不是如在EDT技术中一样去除它来获得所期望的粗糙度，但是到目前为止所得到的结果对于工业应用而言并不令人感兴趣。

当前可得到的能够克服上述那些技术的那些显著问题的另一种处理技术包括利用连续二氧化碳激光束或“CO₂激光”对轧辊表面进行切割处理。

利用连续CO₂激光束的上述处理技术是强大的（这些激光束能够到达kW级功率值），并且从环境方面看不会具有任何影响，但是它不是没有缺点，例如激光束朝着所要处理的轧辊表面的传输尤其缺乏灵活性并且是灵敏的。通过在“中等红外”频率范围内操作，实际上（其中玻璃是透明的并且因此光纤不起作用），通过反射镜和透镜系统使得激光束切割所要处理的工件，并且该技术的局限性在于使得在所要处理的轧辊和激光束发射器之间形成相对运动复杂化。另外，所使用的激光束功率高、具有相对广泛的范围、到空气中并且不可见，在它在红外频率范围内操作时，使得这些机器尤其对于可能的眼睛损伤而言内在是危险的。因此，整个系统（包括光路）必须遮蔽以避免出现危险的不受控制的反射。

CO₂激光束的传输局限性使之非常难以生产出不规则的表面，采用这项技术形成的切口序列容易在层压轧辊上具有通过线，并且这些会赋予金属层压件粗糙度品质，这不能用于许多用途，例如适用于机动车或家用电器的外部部件的层压件上漆。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种实施了能够解决上述现有技术的缺陷的方法的机器。