一種高速卷繞頭中高速旋轉「槽輥」的生產製造工藝的製作方法

2023-05-26 08:24:16

一種高速卷繞頭中高速旋轉「槽輥」的生產製造工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高速卷繞頭中高速旋轉「槽輥」的生產製造工藝，包括以下步驟：原材料正火，粗車外徑及各臺階，半成品調質，精車外徑各臺階，粗磨外徑，工藝銷釘定位孔加工，粗銑往復V型槽，精加工前去應力，半精磨外徑，精銑往復V型槽，銑鍵槽，精磨外徑及各臺階，拋光處理，表面防鏽處理，動平衡。
【專利說明】一種高速卷繞頭中高速旋轉"槽輥"的生產製造工藝

【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種錦綸紡絲機械設備中的高速卷繞頭部件的生產製造工藝，特別涉 及一種高速卷繞頭中高速旋轉"槽輥"的生產製造工藝。

【背景技術】：
[0002] 卷繞頭是錦綸紡絲系統中的關鍵設備，絲束通過卷繞頭的高速旋轉和精密控制最 終卷裝成絲餅。只有卷裝成絲餅之後才能用於後道的使用，而卷裝絲餅的質量是評判這臺 卷繞頭設備優劣的標準。
[0003] 卷繞頭長期處於高速運轉狀態，正常卷繞速度在4500?5000m/min之間，最高機 械速度要求達到5500m/min，由此保證卷繞過程中的可靠性與穩定性非常重要。
[0004] 卷繞頭在運轉過程中必須滿足高負載且運轉無振動，高速連續運轉低故障率，自 動高速切換成功率95% )等要求，所以必須保證高速旋轉部件的製造尺寸高精度、高同 心度、低偏差和尺寸重複性和尺寸一致性。
[0005] 卷繞頭的核心在於"卡盤軸光套和黑套"、"壓輥"、"槽棍"三大旋轉部件。
[0006] 其中所述槽輥是一種長度為1200 - 2000mm，直徑為Φ60 - 70mm，外形為附圖1所 示的細長軸。


【發明內容】
：
[0007] 本發明提供高速卷繞頭設備中高速旋轉部件槽輥的生產製造工藝，所述槽輥是一 種"長度為1400 - 2000mm，直徑為Φ60 - Φ70πιπι"外形為附圖1所示的細長軸。
[0008] 本發明所述的槽輥製造工藝，包括如下步驟：
[0009] 1，原材料正火
[0010] 2,粗車外徑及各臺階
[0011] 3,半成品調質
[0012] 4,精車外徑及各臺階
[0013] 5,粗磨外徑
[0014] 6,工藝銷釘定位孔加工
[0015] 7,粗銑往復V型槽
[0016] 8,精加工前去應力
[0017] 9,半精磨外徑
[0018] 10,精銑往復V型槽
[0019] 11，銑鍵槽
[0020] 12,精磨外徑
[0021] 13,拋光處理
[0022] 14,整體表面防鏽處理
[0023] 15,動平衡
[0024] 本發明所述製造步驟及工藝要求如下：
[0025] 步驟1，原材料正火：熱處理溫度850-870°C，要求材料最終硬度在HB179-229範圍 內；
[0026] 步驟2,粗車外徑及各臺階：要求兩端面車平，通長外徑直線度彡0. Imm ;
[0027] 步驟3,半成品調質：淬火溫度840-860°C，回火溫度600_640°C，要求零部件的硬 度控制在HB250-280範圍內，通長外徑直線度< Imm ;
[0028] 步驟4,精車外徑及各臺階：要求通長外徑直線度< 0.03mm，與兩端臺階同軸度 < 0. 03mm ;
[0029] 步驟5,粗磨外徑：要求通長外徑直線度彡(λ 01mm，與兩端臺階同軸度彡(λ 03mm ;
[0030] 步驟6,工藝銷釘定位孔加工：確保粗、精銑二次裝夾的定位精度。
[0031] 步驟7,粗銑往復V型槽：以數控工具機四軸聯動的方式加工此道工序。首先以定位 銷釘控制裝夾位置，保證精銑時X軸、Z軸、圓周A軸方向仍以此點為起點；然後以大外徑和 右端面為基準對刀，零件主軸A軸旋轉、刀具主軸C軸旋轉、X軸進給、Z軸進給四軸聯動的 方式保證往復V型槽的寬度、深度及位置度。
[0032] 步驟8,精加工前去應力：溫度控制在400-500°C範圍內，保溫2-4小時，空氣冷卻， 要求通長外徑直線度< 0. 15_。
[0033] 步驟9,半精磨外徑：要求通長外徑直線度< 0.01mm，與兩端軸頭同軸度 < 0. 03mm ;
[0034] 步驟10,精銑往復V型槽：要求V型槽角度±3 S往復V型槽拐點位置加深 0. 15 - 0. 2mm，交叉點保留尖角圓滑過渡，往復V型槽兩側壁粗糙度RaO. 4 - 0. 8範圍內；
[0035] 步驟11，銑鍵槽：要求鍵槽位置度±0. 1mm，鍵槽對稱度彡0· Olmm ;
[0036] 步驟12,精磨外徑：要求通長外徑直線度彡0· 01mm，圓度彡0· 01mm，圓柱度圓度 彡0. 01mm，粗糙度RaO. 4 - 0. 8,與兩端軸頭同軸度彡0. Olmm ;
[0037] 步驟13,拋光處理：將通長外徑和外徑上往復V型槽兩側壁進行拋光處理，要求往 復V型槽側壁和通長外徑粗糙度< RaO. 4 ;
[0038] 步驟14,整體表面防鏽處理：要求鍍層均勻；
[0039] 步驟15,動平衡：低速消除不平衡量，高速校驗平衡，要求Mr彡3gmm。
[0040] 按照本發明生產製造工藝，最終完成槽輥的各項技術參數如下：
[0041] 槽棍外徑：Φ 60 - 70mm
[0042] 槽輥長度：1200 - 2000mm
[0043] 絲餅寬度：70 - 150mm
[0044] 通長外徑直線度：0 - 0. Olmm
[0045] 通長外徑圓柱度：0 - 0· Olmm
[0046] 通長外徑圓度：0 - 0· Olmm
[0047] 兩端軸頭與通長外徑外徑同軸度：0 - 0. Olmm
[0048] 表面鍍層硬度：HV彡500
[0049] 通長外徑與V型槽兩側壁粗糙度：Ra彡0. 4
[0050] 正常運轉速度：6000 - 8000r/min
[0051] 動平衡：Mr 彡 3gmm
[0052] 本發明的優點在於：
[0053] 本發明能更好地保證外徑各臺階的同軸度要求，全方面提高了槽輥的動平衡基 礎，最大程度地降低了卷繞頭在工藝正常運轉4500?5000m/min下的整機震動；本發明通 過正火、調質、去應力三道熱處理，更好的消除零件在製造過程中的產生的應力，從而減小 卷繞頭在高速運轉過程中由於零部件應力釋放發生變形的機率。綜合上述兩點，使卷繞頭 最高機械速度可達5500m/min，且能保證持續穩定的生產。
[0054] 本發明的意外之處在於：
[0055] 本發明工藝將槽輥往復V型槽的成型過程由步驟6工藝銷釘定位孔加工、步驟7 粗銑、步驟8去應力、步驟9半精磨、步驟10精銑五道工序編排而成。其中由於在步驟7粗 銑切削量大，產生的應力也大，為此安排步驟8熱處理工序，將步驟7粗銑產生的應力完全 釋放，而步驟10精銑時加工餘量已很小，加工產生的應力雖可以忽略不計，但也正由於步 驟10的加工餘量偏小，為本發明增加了加工難度，極易出現步驟7粗銑與步驟10精銑發生 錯位，造成步驟10精銑時出現V型槽單邊切削，產生廢品。而本發明步驟6加工的工藝銷 釘定位孔則可完全避免這種現象發生，保證槽輥V槽高效銜接，完成高精度的加工，減小成 品內部存在的內應力，保證卷繞頭更加高速平穩的運轉。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0056] 圖1，槽輥

【具體實施方式】：
[0057] 以下通過實施例進一步說明本發明，但不作為對本發明的限制。
[0058] 實施例：長1595mm X外徑C>64mm X往復動程90mm的槽棍加工。
[0059] 步驟1，原材料正火：正火溫度860°C，硬度HB212 ;
[0060] 步驟2,粗車外徑及各臺階：要求兩端面見車平，通長外徑直線度0. 05mm ;
[0061] 步驟3,半成品調質：淬火溫度850°C，回火溫度640°C，調質後硬度HB252,外徑直 線度0. 4mm ;
[0062] 步驟4,精車外徑及各臺階：加工通長外徑留磨量0. 5mm，通長外徑直線度0. Olmm, 與兩端臺階同軸度〇· Olmm ;
[0063] 步驟5,粗磨外徑：通長外徑直線度0· Olmm,與兩端臺階同軸度0· Olmm ;
[0064] 步驟6,工藝銷釘定位孔加工：在左端外徑上加工工藝定位孔，安裝定位銷釘，過 盈配合0. 03mm ;
[0065] 步驟7,粗銑往復V型槽：以工藝銷釘孔定位，裝夾特殊銑刀，設定刀具轉速 10000r/min，外徑對刀，依次加工通長外徑上12個往復V型槽；
[0066] 步驟8,精加工前去應力：溫度450°C，然後保溫3小時，空氣冷卻，外徑直線度 0. 15mm ；
[0067] 步驟9,半精磨外徑：通長外徑直線度0. 01mm，與兩端軸頭同軸度0. Olmm ;
[0068] 步驟10,精銑往復V型槽：V型槽角度+2 '，往復V型槽拐點位置加深0. 15mm，交 叉點保留尖角圓滑過渡，往復V型槽兩側壁粗糙度RaO. 5 ;
[0069] 步驟11，銑鍵槽：銑左端外徑上的鍵槽，鍵槽位置度+0.05mm，鍵槽對稱度 0. 008mm ；
[0070] 步驟12,精磨外徑各臺階：通長外徑直線度0.01mm，圓度0.01mm，圓柱度圓度 0. 01mm，粗糙度RaO. 5,與兩端軸頭同軸度0. Olmm ;
[0071] 步驟13,拋光處理：通長外徑和12個往復V型槽側壁拋光，粗糙度RaO. 4 ;
[0072] 步驟14,表面防鏽處理：鍍層均勻；
[0073] 步驟15 :動平衡。1500r/min通過去除材料，消除不平衡量，9000r/min校驗平衡 Mr = 2gmm〇
[0074] 現有技術生產的槽輥在使用過程中經常出現以下狀況：
[0075] 卷繞頭運轉一段時間後，槽輥震動大，造成卷繞頭運轉很不穩定。
[0076] 原因分析：此現象造成的最大因素就是槽輥內部存在的內應力較大，卷繞頭生產 過程中，槽輥一直處於高速旋轉狀態，逐漸將內部應力釋放，產生彎曲變形，從而產生振動， 造成卷繞頭運轉不穩定。
[0077] 本發明工藝製造槽輥完全可解決以上問題。
[0078] 對比實例：卷繞機運轉3個月後，本發明製造槽輥外徑跳動與現有技術製造的槽 棍外徑跳動對比表：（單位：mm)

【權利要求】
1. 一種槽輥的生產製造工藝，其特徵在於，包括如下步驟： 步驟1，原材料正火 步驟2,粗車外徑及各臺階 步驟3,半成品調質 步驟4,精車外徑各臺階 步驟5,粗磨外徑 步驟6,工藝銷釘定位孔加工 步驟7,粗銑往復V型槽 步驟8,精加工前去應力 步驟9,半精磨外徑 步驟10,精銑往復V型槽 步驟11，銑鍵槽 步驟12,精磨外徑及各臺階 步驟13,拋光處理 步驟14,表面防鏽處理 步驟15,動平衡。
2. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟1原材料正火，熱處理溫度 850-870°C，要求材料最終硬度在HB179-229範圍內。
3. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟2粗車外徑及各臺階，要求 兩端面車平，通長外徑直線度< 〇. 1_。
4. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟3半成品調質，吊裝調質，淬 火溫度840-860°C，回火溫度600-640°C，要求零部件的硬度控制在HB250-280範圍內，通長 外徑直線度< 1mm。
5. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟4精車外徑及各臺階，要求 通長外徑直線度< 〇. 〇3mm，與兩端臺階同軸度< 0. 03mm。
6. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟5粗磨外徑，要求通長外徑 直線度<〇· 〇lmm，與兩端臺階同軸度<〇· 〇3mm。
7. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟6工藝銷釘定位孔加工，確 保粗、精銑二次裝夾的定位精度。
8. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟7粗銑往復V型槽，先以定 位銷釘控制裝夾位置，保證精銑時X軸、Z軸、圓周A軸方向仍以此點為起點；然後以大外徑 和右端面為基準對刀，零件主軸A軸旋轉、刀具主軸C軸旋轉、X軸進給、Z軸進給四軸聯動 的方式保證往復V型槽的寬度、深度及位置度。
9. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟8精加工前去應力，溫度控 制在400-500°C範圍內，保溫2-4小時，空氣冷卻，要求通長外徑直線度彡0. 15mm。
10. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟9半精磨外徑，要求通長外 徑直線度< 0. 01mm，與兩端軸頭同軸度< 0. 03mm。
11. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟10精銑往復V型槽，要求 V型槽角度±3'，往復V型槽拐點位置加深0. 15 - 0. 2_，交叉點保留尖角圓滑過渡，往復 V型槽兩側壁粗糙度RaO. 4 - 0. 8範圍內。
12. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟11，銑鍵槽，要求鍵槽位置 度±0. 1_，鍵槽對稱度彡0. 01_。
13. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟12精磨外徑及各臺階，要 求通長外徑直線度彡0. 01mm，圓度彡0. 01mm，圓柱度圓度彡0. 01mm，粗糙度RaO. 4 -0. 8,與 兩端軸頭同軸度彡〇· 01mm。
14. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟13拋光處理，將通長 外徑和外徑上往復V型槽兩側壁進行拋光處理，要求往復V型槽側壁和通長外徑粗糙度 ^ RaO. 4〇
15. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟14整體表面防鏽處理，要 求鍍層均勻。
16. 根據權利要求1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟15動平衡，1000 - 3000r/ min去重的方式消除不平衡量，8000 - 12000r/min校驗平衡，要求Mr < 3gmm。
【文檔編號】B23P15/00GK104227353SQ201410455419
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】吳清華, 王光偉 申請人:北京三聯虹普新合纖技術服務股份有限公司