[发明专利]一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法和加工设备

说明书

技术领域   

本发明涉及一种毛化轧辊表面的加工方法和加工设备，特别是涉及能产生各种不同的无序毛化“点”的一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法和加工设备。

背景技术   

在目前的钢铁和有色金属等工业生产中，常用的有三类生产毛化冷轧薄板的方法，第一类，采用喷丸技术毛化轧辊，再将其表面镀铬，用来进行轧制板带；第二类，采用电火花技术毛化轧辊，再将其表面镀铬，用来进行轧制板带；第三类，采用激光技术毛化轧辊，直接用于轧制板带。

由于镀铬对环境的污染很大，大多数厂家省却了表面镀铬工艺，直接采用喷丸或电火花技术毛化轧辊，并直接用来轧制板带，但这种半截式的方法使得轧辊的过钢量大大减少。

在现有技术中采用第一类和第二类技术来生产毛化板表面的结构是真正无序的麻面，而采用第三类技术，无论是CO2激光毛化，还是YAG固体激光毛化生产毛化板表面的结构均是有序的麻面，对于有序麻面方式生产出来的产品对光的折射具有方向性，这是由于毛化点的一致性决定的。

在现有技术中，第一类喷丸技术由于粉尘污染，影响健康，且毛化的重复性很难再现，难以掌握；第二类电火花毛化技术制作价格非常之高、并且对环境有一定的油污污染；对于第三类激光技术毛化的轧辊，过钢量要高于第一、第二类半截式方法毛化的轧辊，且轧制的钢板，深冲性、延伸率也要高于第一类和第二类。

在现有技术中，目前激光毛化设备毛化出的结果都有序的，不论是利用CO2激光，还是利用YAG激光，不论是脉冲激光，还是通过机械方式将连续激光转变成脉冲激光或通过声光开关转换成脉冲激光，不论是单加工头的，还是多加工头的，其毛化点的大小、形貌、排列基本是一致的，而且是有序的，因此，轧辊表面被毛化出的效果是一个有序布置的均匀点阵，当轧辊轧制板带时，通过转印，板面纹理结构也是有序排列的。而现在的汽车面板以及高档家电产品的面板，不仅对钢板的机械性能有要求，而且对钢板表面的外观也有要求，激光有序毛化板由于 毛化“点”的形貌和排列整齐一致，板在光的照谢下，有某几个角度反射强烈，最后导致在不同的角度观察板面有不同的反射效果。

发明内容

本发明旨在解决无序毛化轧辊表面的加工问题，从而使得轧辊轧出来的钢板表面的结构呈无序的麻面，通过本发明中的加工方法和加工设备，可以方便的生产出表面结构为无序麻面的轧辊。并提高轧辊的过钢量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工方法，用数个随机信号发生器控制各自对应的脉冲激光器产生无序脉冲激光束，聚焦后，在轧辊表面加工出数条无重叠轨迹的螺旋线，所述两个相邻的螺旋线之间的间距小于激光斑点直径值的150%，每个螺旋线的导程等于相邻螺旋线的间距乘以螺旋线的根数所得到的数值；所述脉冲激光器通过随机信号发生器所发出的随机变量随机改变激光脉冲束的占空比。

所述数个脉冲激光器跟随各自对应的随机信号发生器所发出的随机变量，随机改变脉冲激光器发出的脉冲频率，所述脉冲激光器可以是光纤激光器、YAG固体激光器、半导体激光器、气体激光器或液体激光器。

所述毛化“点”在轧辊的周向上的间距是随脉冲的频率和占空比的随机改变而变化的，毛化“点”在轧辊周向上的密度是通过旋转轧辊表面的线速度和所需毛化“点”的形貌来设定随机信号发生器所产生无序信号的频率区间确定的，当频率的变化区间越宽时，毛化“点”的形貌差别越大，当频率的变化区间越窄时，毛化“点”的形貌差别越小；频率区间越窄，而且频率段越高，则毛化“点”在轧辊周向上的密度则越高；频率区间越宽，而且频率段越低，则毛化“点”在轧辊周向上的密度则越低。

一种多头激光无序毛化轧辊表面的加工设备，包括有数控轧辊机床，所述轧辊利用数控轧辊机床使轧辊在机床顶尖的相向顶置下，围绕着自身的中心轴线作匀速的旋转运动，包括有数个激光器和数个激光加工头、所述数个激光加工头共同安装在数控轧辊机床的小拖板上，所述每个激光加工头沿着轧辊的侧母线作轴向均匀移动，在轧辊表面加工出数条无重叠轨迹的螺旋线，在轧辊的轴向方向上，所述两个相邻的螺旋线之间的间距小于激光斑点直径值的150%，每个螺旋线的导程等于相邻螺旋线的间距乘以螺旋线的根数所得到的数值。

所述机床主轴的转速为每分钟转速为5-300转。

所述每个激光加工头上装有距离跟踪器和轧辊直径测量装置，在通过轧辊直径测量装置测量后，实现自动对焦。