自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)護(hù)紗板圓角加工及拋光工藝

徐海艷，趙獻(xiàn)國

（青島宏大紡織機(jī)械有限責(zé)任公司，山東 青島266101）

1 護(hù)紗板加工工藝分析

護(hù)紗板要承擔(dān)絡(luò)筒過程對(duì)紗線的擋紗、抓紗、夾紗作用。絡(luò)筒時(shí)，要防止零件與紗線因接觸摩擦生成毛羽和降低紗對(duì)零件表面的吸附力，要求護(hù)紗板表面粗糙度為Ra0.4～1.6。若要達(dá)到該粗糙度，護(hù)紗板表面必須進(jìn)行精加工。然而護(hù)紗板材質(zhì)為1Cr17鐵素體、18－8系奧氏體不銹鋼，材料韌性高材質(zhì)軟，不利于機(jī)械切、磨削加工，而且零件種類多形狀復(fù)雜，周邊輪廓不規(guī)則會(huì)影響圓角成形加工。對(duì)這種情況，一般采取手工和常規(guī)機(jī)械拋磨光，不但效率低而且影響表面拋光質(zhì)量。如何改善零件的剛性、減少磨削熱和受力變形、改變有利的切削力方向、合理選擇切磨削用量、防止加工振動(dòng)等因素，成為影響加工質(zhì)量不可忽視的因素。

鋼板經(jīng)過軋制，材料存在微觀缺陷和落料沖壓造成鋼板表面不平，要消除表面影響加工較為困難。沖壓件板薄，兩面溫差的磨削熱能造成零件表面變形，所以不宜平面磨削。因此對(duì)加工工藝要從兩方面加以考慮：一方面要注意對(duì)加工條件改善和合理選擇，另一方面要選擇有利的加工方式，改變加工手段，解決其他方式難以解決的矛盾。

2 工藝方案制定

2.1 表面加工工藝方案

2.1.1 零件表面加工的幾種方式

機(jī)械式零件表面加工方式分為磨削加工、拋光加工、衍磨加工、滾筒串光、振動(dòng)串光五種拋光方式。其中振動(dòng)串光分為機(jī)械振動(dòng)和超聲波振動(dòng)兩種方式。

振動(dòng)串光機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用振動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)料筒上、下振動(dòng)和圓周擺振，磨塊和工件在料筒的振動(dòng)下做圓周方向的自由螺旋運(yùn)動(dòng)，料筒容納磨塊和工件的空間相對(duì)較大，所以加工效率較高。因此我們對(duì)護(hù)紗板表面采取振動(dòng)拋光加工方式。

（1）磨塊與工件的相互作用影響

磨塊與工件的復(fù)合運(yùn)動(dòng)和相互碰撞、摩擦作用使工件逐步得到拋光。由于相對(duì)較小的磨塊運(yùn)動(dòng)速度要比工件快、對(duì)工件可進(jìn)行不斷摩擦和撞擊作用。磨塊在一定的條件下，如果m磨塊／m工件較小，磨塊振動(dòng)動(dòng)能損失容易被工件吸收，撞擊效率提高。隨著m磨塊減小，相對(duì)體積就會(huì)減少，較多磨塊就會(huì)增加對(duì)工件的作用數(shù)量。因此兩者的質(zhì)量比將會(huì)影響工件表面拋光的效率和質(zhì)量。

（2）磨塊的類型對(duì)加工的影響

塑料磨塊是由基體樹脂和有磨削作用的細(xì)小顆?；旌现瞥傻?。參加磨削的是磨粒，承載磨粒的是塑料。塑料對(duì)工件的摩擦系數(shù)小，工件容易克服對(duì)磨塊的摩擦阻力從而加工中的工件可自由轉(zhuǎn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，工件拋光的均勻性好。只要磨塊的幾何形狀符合相互接觸的間隙容積較大，振動(dòng)造成磨塊的上下運(yùn)動(dòng)就容易。因此選擇合理的磨塊材質(zhì)、形狀、間隙容積，將對(duì)拋光質(zhì)量和效率起著重要作用。有時(shí)因?yàn)樘岣咝屎唾|(zhì)量矛盾，常采用混合形式的幾何形狀和大小不同的磨塊進(jìn)行拋光或串光處理。

（3）潤滑和清潔

振動(dòng)拋光經(jīng)常加入定量的拋光液體。拋光液體通常是一種溶解于水的活性化學(xué)物質(zhì)，溶解于水便于水對(duì)工件的清洗和廢料的排泄。拋光液具有潤滑作用，能改善磨塊的切削作用，良好的潤滑能顯著改善拋光效果和對(duì)工件的相互摩擦、運(yùn)動(dòng)改善。拋光液對(duì)工件表面新生面有化學(xué)反應(yīng)，改善表面顏色一致性。不銹鋼拋光不應(yīng)采取傳統(tǒng)煤油或油脂中的油酸進(jìn)行拋光的防銹和輕微腐蝕，因?yàn)樽冑|(zhì)顏色較暗影響表面美觀，清潔主要用水排泄磨塊和工件的廢料，拋光時(shí)，應(yīng)不斷小流量向料筒加入一定的水，經(jīng)常保持廢物的排泄。通過振動(dòng)串光對(duì)表面加工的認(rèn)識(shí)，我們選擇振動(dòng)拋光作為零件平面加工的主要加工方式。

2.1.2 圓角表面加工工藝方案

圓角加工采取模具成形、砂帶磨飛邊、修形磨粗和砂帶拋光方式。因?yàn)閷?duì)加工效率和加工質(zhì)量有保障，圓角加工也有用銑削方法加工的。銑削不銹鋼材料切削工藝性差，加工效率低，但對(duì)不利于砂帶磨削的窄槽不失為一種可行的加工方案，因?yàn)檎蹖?duì)封閉的窄槽砂帶運(yùn)動(dòng)受約束而咬合磨削。

（1）模具設(shè)計(jì)基本要求

模具型腔圓角加工通常采用電加工，因?yàn)殡姌O易于加工。為了成型精度除要求模具R加工精確和斷面一致性，模具各零件的水平面要求突出平行度要求，圓角成形是一種材料塑性流動(dòng)的體積擠壓，多余變形材料要讓材料沿模具型腔水平分型面流動(dòng)，形成擠壓飛邊。因此模具的型腔分型面應(yīng)留有10%左右的成形閉合間隙。也是這種緣故，型腔分型面做成閉合腔。不應(yīng)當(dāng)考慮為取件做出任何的開口，不然工件的體積變形不但影響材料沿分型面流動(dòng)，而且容易使工件卡在型腔內(nèi)，造成材料周邊擠壓變形和取件困難。型腔電加工后應(yīng)研磨加工，形成的粗糙度紋路和缺陷因擠壓力較大，容易將型腔表面缺陷復(fù)印到工件上，另外擠壓力較大，模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要大，模板和型腔厚度要適當(dāng)加厚，此外模具加導(dǎo)向裝置可保證模具型腔水平閉合精度和方便零件成型模具的安裝。不銹鋼材料圓角擠壓由于冷作強(qiáng)化等原因，材料對(duì)型腔的圓角擠壓受力集中，應(yīng)選用Cr12的型腔材料。

（2）“R”加工要求的工藝設(shè)計(jì)原理

零件設(shè)計(jì)可能把復(fù)雜周邊形狀“R”理想化了。周邊有明顯凹部銳角的形狀不利于圓角成形加工。因?yàn)楹桶宀暮穸纫粯拥膱A角在銳角處擠壓材料會(huì)增多和受力集中，并阻礙材料流動(dòng)影響模具壽命。太小的銳角頂點(diǎn)實(shí)際也壓不出帶R的理想銳角頂點(diǎn)。這是“R”與銳角過渡造成的，為了零件設(shè)計(jì)和工藝的要求相適應(yīng)，最好將零件設(shè)計(jì)成小R與斜度的過渡，這樣既不影響銳角處頂部較尖的設(shè)計(jì)要求，而且也會(huì)讓材料塑料流動(dòng)多，使R成型充分。

2.2 砂帶加工工藝要求

工件圓角材料如果得到充分?jǐn)D壓會(huì)沿圓弧中間（厚度中間方向）形成飛邊，砂帶磨削去除飛邊作用顯著。但是砂帶如果選擇不當(dāng)磨削痕跡將會(huì)明顯，不銹鋼材質(zhì)較軟，一般選用120～180左右的型號(hào)。

砂帶拋光的上工序磨粗應(yīng)注意因去飛邊對(duì)圓角的修形和表面影響，為避免咬合磨削，盡量使工件有與垂直方向的竄動(dòng)或傾斜。工件與砂帶的復(fù)合運(yùn)動(dòng)起著砂帶對(duì)工件切除細(xì)微材料層的作用，由于砂帶為柔性材料可以較好地吸收傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)。為使零件加工自由度大些，砂帶前后方向一般采取較大的活動(dòng)空間和根據(jù)砂帶周長放寬輪距距離。

砂帶拋光是精加工，為了工藝加工使用方便，我們采用粗磨利用過的砂帶，因砂帶磨粒減少和磨鈍，對(duì)工件的磨削作用降低，拋光時(shí)，利用研光石蠟的良好固體潤滑，進(jìn)行拋光作用。砂帶表面遺留磨粒能很好地掛載固體拋光材料，良好的潤滑條件是保證拋光作用的關(guān)鍵。

拋光時(shí)由于磨削作用減弱，零件拋光方向可順著圓弧方向轉(zhuǎn)動(dòng)研磨。這種方式主要是為了符合零件圓弧與紗線摩擦的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)零件周邊較窄的槽部或尖角容易咬合磨削部位，砂帶外邊可剪成較小的切口。現(xiàn)在市場有一種氣孔纖維拋光帶，由于氣孔具有貯存固體潤滑和磨料作用，效果較明顯。通過粗磨加拋光可滿足零件圓角表面Ra0.4要求。

3 加工工序的基本要求

（1）粗 精加工分開

拋光效果和效率的提高是與上工序粗磨質(zhì)量分不開的。因拋光的切削作用微弱，基本上不改變零件的幾何尺寸，只起表面打光作用。因此，零件的加工形狀和尺寸應(yīng)以R成形和形狀修磨保證。

為了保護(hù)R粗、精加工表面，應(yīng)安排在零件表面振動(dòng)拋光和折彎成型加工的中間工序，串光安排在表平面拋光上工序。

（2）為了R粗、精加工和零件平面形式加工方便，零件成型折彎應(yīng)安排在下工序加工。

（3）為消除部分零件折彎與模具輕微摩擦痕跡和零件表面與R面的光澤一致，需安排零件折彎成型后的勻光處理。

勻光是一種通過振動(dòng)方式，磨塊用很軟材料（如干燥玉米芯）加拋光液的加工形式。軟材料主要是去除工件表面的氧化膜或鈍化表面，拋光液是通過對(duì)零件新表面發(fā)生化學(xué)變質(zhì)作用達(dá)到光澤一致的美觀效果。

（4）零件主要加工工序安排

落料及沖孔→R擠壓成形→零件表面串光去毛刺→清洗→零件表平面振動(dòng)拋光→R粗、精磨削加工→零件折彎成型→零件勻光→自檢和包裝

4 結(jié)束語

護(hù)紗板的拋光加工形式有多種，基于對(duì)零件的設(shè)計(jì)要求和使用功能，本文對(duì)護(hù)紗板加工工藝及拋光的加工形式合理安排，通過生產(chǎn)實(shí)際來檢驗(yàn)其工藝的合理性和可行性。通過實(shí)踐看出，振動(dòng)拋光加工方式是實(shí)現(xiàn)絡(luò)筒機(jī)護(hù)紗板圓角加工性價(jià)比最好的選擇。同時(shí)，由于振動(dòng)串光結(jié)構(gòu)簡單，加工效率較高等優(yōu)點(diǎn)，其延伸應(yīng)用和創(chuàng)新應(yīng)用將成為今后的發(fā)展方向。