錠子彈性管同軸度與制造工藝的改進(jìn)

彭來(lái)深，黃喜芝

（衡陽(yáng)紡織機(jī)械有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421007）

0 引言

彈性管是高速紡紗錠子中的一個(gè)關(guān)鍵零件，其一端內(nèi)孔裝配錠底，另一端外圓與軸承座內(nèi)孔過(guò)盈配合，組成一個(gè)錠膽殼（如圖1所示）。由于只有保證彈性管錠底孔與壓配外圓的同軸度，才能保證錠子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)錠膽中的紡錠軸承內(nèi)接圓與錠底的同軸度，并且當(dāng)錠桿插入錠底時(shí)才能更有效地保證阻尼器的吸振效果，進(jìn)而達(dá)到降低成套錠子振程的目的［1－2］。

圖1 錠膽殼結(jié)構(gòu)

2012年以來(lái)，我們通過(guò)對(duì)彈性管制造工藝的一系列改進(jìn)，如改進(jìn)了設(shè)備、加工工序、裝夾方式和夾具、刀具等，提高了彈性管孔對(duì)外圓的同軸度，從而保證了錠子質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。

筆者就彈性管孔相對(duì)外圓同軸度加工方法的改進(jìn)淺談幾點(diǎn)心得體會(huì)。

1 設(shè)備改進(jìn)

隨著紡織機(jī)械主機(jī)技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)紡織專件的技術(shù)要求也在一步步提高；但是，由于傳統(tǒng)的彈性管鏜孔設(shè)備精度低、使用年限長(zhǎng)已難以保證彈性管的精度要求，因而采用數(shù)控設(shè)備是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2 加工工藝改進(jìn)

傳統(tǒng)的彈性管加工工藝為：串磨外圓→鏜孔→銑螺旋槽。采用這種加工工藝時(shí)，在銑螺旋槽的過(guò)程中使彈性管受力較大，易引起彎曲變形，并對(duì)同軸度影響較大。

改進(jìn)的彈性管加工工藝為：粗串磨外圓→銑螺旋槽→校直→定性回火→精串磨外圓→鏜孔。

2.1 粗串磨外圓工序

粗串磨外圓加工時(shí)預(yù)留精串磨外圓余量。

2.2 校直和定性回火工序

銑完彈性管螺旋槽后，增加了校直和定性回火工序：校直工序?qū)A跳動(dòng)大于0.05mm的彈性管校直至不大于0.05mm；定性工藝則消除了銑螺旋槽和校直時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以保證彈性管在后序使用過(guò)程中的穩(wěn)定性［3－4］。

2.3 精串磨外圓工序

精串磨的目的在于保證彈性管在鏜孔過(guò)程中對(duì)基準(zhǔn)外圓的圓度要求，并對(duì)因校直、定性后的彈性管存在的彎曲變形回彈問(wèn)題，通過(guò)精串磨修正過(guò)來(lái)。以HFD7100－03彈性管為例，表1為我公司挑選的部分彈性管精磨前、后的圓跳動(dòng)數(shù)值比較。

表1 彈性管精磨前、后圓跳動(dòng)數(shù)值單位：0.01mm

從表1中可以看出，精磨前圓跳動(dòng)0.05mm以上的彈性管半成品為10根，精磨后不大于0.04 mm的有7根，占70%；由此可見(jiàn)，彈性管在精串磨外圓的過(guò)程中有較大比例圓跳動(dòng)超差問(wèn)題可以得到修正。

彈性管精串磨外圓后，其圓度可達(dá)到不大于0.005mm。

3 裝夾方式及夾具改進(jìn)

3.1 裝夾方式改進(jìn)

原來(lái)舊設(shè)備對(duì)工件的裝夾采用機(jī)床內(nèi)彈簧夾頭夾緊彈性管，另一端外圓由設(shè)備上另制帶軸承裝置的三點(diǎn)定位夾具夾緊（如圖2所示）。這種裝夾方式對(duì)彈性管兩端外圓尺寸差和兩端裝夾一致性要求非常高，當(dāng)外圓兩端的上下、左右不同軸時(shí)將導(dǎo)致彈性管鏜孔錐度；同時(shí)，彈性管鏜孔質(zhì)量更易受外圓圓度及圓跳動(dòng)的影響［1］。

圖2 彈性管裝夾示意

3.2 夾具改進(jìn)

數(shù)控機(jī)床上原有的彈簧夾頭為整體式結(jié)構(gòu)，使用時(shí)其錐外圓與機(jī)床主軸的內(nèi)錐孔緊密配合，通過(guò)夾頭的軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)孔對(duì)工件的定位和夾緊；因此，對(duì)彈簧夾頭內(nèi)孔與錐外圓的同軸度要求非常嚴(yán)格。為滿足孔與外圓的同軸度要求，在夾頭的制造過(guò)程中需要在淬火后將已剖開(kāi)的三瓣夾頭片在磨孔前重新焊接成一體，這種加工方法使孔的精度易受焊接精度影響；當(dāng)夾頭膽在自身加工設(shè)備上加工合格后，三瓣夾頭片需切開(kāi)再裝至數(shù)控機(jī)床上使用，測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)受安裝位置、焊接孔精度等因素影響，造成一部分夾頭出現(xiàn)同軸度不合格的問(wèn)題。為此，我們?cè)跀?shù)控機(jī)床上采用了分體式自鏜夾頭。加工中夾頭內(nèi)孔在自身機(jī)床上可自鏜至相對(duì)機(jī)床主軸同軸度不大于0.01mm，此時(shí)再用自鏜好的夾頭夾緊彈性管鏜錠底孔。經(jīng)過(guò)近9個(gè)月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，此種夾頭主要有三個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有了明顯改善；二是自鏜夾套在加工產(chǎn)品的過(guò)程中，只要內(nèi)孔孔徑余量把握得當(dāng)，自鏜效果好，裝夾孔還可進(jìn)行第二次自鏜，甚至第三次自鏜；三是自鏜夾套失效后，只需更換新的自鏜夾套而無(wú)需更換夾頭膽基體，降低了生產(chǎn)成本。因此，分體式自鏜夾頭經(jīng)濟(jì)適用、使用壽命長(zhǎng)、加工產(chǎn)品質(zhì)量好，是一種較為先進(jìn)的加工方式。

表2為HFD7100－03彈性管分別采用整體式夾頭和分體式自鏜夾頭裝夾彈性管鏜孔后，測(cè)量彈性管同軸度數(shù)據(jù)對(duì)比。

表2 整體式夾頭和分體式自鏜夾頭裝夾彈性管同軸度數(shù)值對(duì)比 單位：0.01mm

由表2可以看出，分體式自鏜夾頭加工出來(lái)的彈性管同軸度比整體式平均提高了近0.01 mm，是一種非?？煽壳医?jīng)濟(jì)的夾具。

4 刀具改進(jìn)

彈性管錠底孔在使用過(guò)程中要求鏜孔長(zhǎng)度深達(dá)18mm～30mm，在傳統(tǒng)的鏜孔過(guò)程中，高速鋼整體刀具刀桿受阻力易引起讓刀從而產(chǎn)生錐度，采用分體式刀具加工錠底孔則可避免這個(gè)問(wèn)題。

新刀具采用硬質(zhì)合金刀桿與不重磨刀片結(jié)合進(jìn)行鏜孔，硬質(zhì)合金刀桿保證了良好的加工剛性需求，不重磨刀片損壞后可得到及時(shí)的更換，加工的產(chǎn)品不僅避免了錐度問(wèn)題，而且表面粗糙度明顯提高，既延長(zhǎng)了刀桿的使用壽命，又保證了產(chǎn)品質(zhì)量，非常有效地降低了生產(chǎn)成本。

注意事項(xiàng)如下：

a） 機(jī)床主軸精度、拖板精度、絲桿精度等良好；

b） 刀具、刀架穩(wěn)定可靠；

c） 裝夾彈性管露出夾頭一般以15mm左右為宜，以免因彈性管過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致微量的不同軸、鏜孔時(shí)產(chǎn)生錐度；

d） 應(yīng)及時(shí)清理夾頭內(nèi)的鐵屑；因?yàn)椴捎眯鹿に囩M孔時(shí)一般情況下鐵屑會(huì)成條狀及時(shí)排出，但少量的細(xì)鐵屑依然會(huì)粘附在彈性管上和夾頭孔內(nèi)，所以應(yīng)用氣槍吹凈，以保證夾套的使用精度、延長(zhǎng)夾套的使用壽命。

5 測(cè)試結(jié)果

表3是HFD4203C錠子采用同批錠腳，分別采用改進(jìn)前、后彈性管壓配成合格錠座后，用同一根桿盤，測(cè)量的錠子振程值。

單位：0.01mm表3 改進(jìn)前、后錠子振程對(duì)比

由表3可知，在桿盤相同、錠腳質(zhì)量水平相同情況下，使用改進(jìn)工藝后加工而成的成套錠子振程平均下降0.005mm，產(chǎn)品質(zhì)量又向前邁進(jìn)了一步［5－6］。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一系列的工藝改進(jìn)，彈性管的同軸度精度有了較大提高，產(chǎn)品合格率明顯提高，為有效降低成套錠子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振程打下了很好的基礎(chǔ)。

［1］劉向東，李蓓智，楊建國(guó).紡紗錠子彈性管工藝參數(shù)優(yōu)化與同軸度控制方法［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011（12）：188－190.

［2］吳文英，相興利，蔡旭初.錠子彈性管的剛度計(jì)算及其對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響［J］.東華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002（6）：80－83.

［3］王志勇，張恒才.錠子彈性管螺旋槽彈性的探討［J］.紡織器材，2004，31（6）：5－6.

［4］熊偉，劉亞典，周獻(xiàn)珠.應(yīng)用Novibra錠子紡紗的分析［J］.紡織器材，2006，33（4）：41－48.

［5］呂躍勇.錠子上下支承同軸度問(wèn)題探討［J］.紡織機(jī)械，2004（4）：39－41.

［6］FZ／T 92023—2008，棉紡環(huán)錠細(xì)紗錠子［S］.