一種高速卷繞頭中高速旋轉「壓輥」的生產製造工藝的製作方法

2023-05-26 08:16:01 3

一種高速卷繞頭中高速旋轉「壓輥」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「壓輥」的製造工藝，其中包括(1)輥體製造工藝步驟：原材料正火，粗車外徑、內孔，半成品首次去應力，半精車外徑、內孔，半成品二次去應力，精車外徑內孔，粗磨外徑，精磨通長內孔及孔口臺階；(2)輪輻製造工藝步驟：原材料正火，粗車外徑、內孔，半成品調質，精車內孔、外徑，加工左端面螺紋孔；(3)輥體與輪輻的裝配及後加工製造工藝步驟：輪輻熱裝入輥體，車輪輻左端面、倒角，精磨外徑，精磨輪輻左端內孔，外徑噴砂、鍍鉻，動平衡。
【專利說明】一種高速卷繞頭中高速旋轉"壓輥"的生產製造工藝

【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種錦綸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"壓輥"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100%等要求，所以必須保證主要關鍵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] 卷繞頭的核心組成部分為"卡盤軸光套和黑套"、"壓輥"、"槽棍"三大旋轉部件。
[0006] 其中所述的壓輥是一種長度為1200 - 1800mm，直徑Φ80 - 110mm，外形為圖3所示 的套管。


【發明內容】
：
[0007] 本發明提供一種高速卷繞頭中高速旋轉零部件壓輥的生產製造加工工藝，所述壓 輥是一種長度為1200 - 1800mm，外徑Φ80 - 110mm，外形為圖3所示的細長套管。
[0008] 本發明所述壓輥由"輥體"和"輪輻"兩個零件組成，其中，"輥體"製造工藝包括如 下步驟：
[0009] 1，原材料正火
[0010] 2,粗車外徑、內孔 [0011] 3,半成品首次去應力
[0012] 4,半精車外徑、內孔
[0013] 5,半成品二次去應力
[0014] 6,精車外徑內孔
[0015] 7,粗磨外徑
[0016] 8,精磨通長內孔及孔口臺階
[0017] 其中，"輪輻"製造工藝包括如下步驟：
[0018] 9,原材料正火
[0019] 10,粗車外徑、內孔
[0020] 11，半成品調質
[0021] 12,精車內孔、外徑
[0022] 13,加工左端面螺紋孔
[0023] 其中，"輥體"與"輪輻"的裝配及加工製造工藝包括如下步驟：
[0024] 14,輪輻熱裝入輥體
[0025] 15,車輪輻左端面、倒角
[0026] 16,精磨外徑
[0027] 17,精磨輪輻左端內孔
[0028] 18,外徑噴砂、鍍鉻
[0029] 19,動平衡
[0030] 本發明所述生產製造工藝步驟及作用如下：
[0031] "輥體"製造工藝步驟如下：
[0032] 步驟1，原材料正火：溫度控制在850-870°C範圍、材料最終硬度在HB179-229範圍 內；
[0033] 步驟2,粗車外徑、內孔：使通長外徑直線度彡0· Imm，外徑內孔同軸度彡0· Imm ;
[0034] 步驟3,半成品首次去應力：工藝溫度要求控制在400-500°C範圍內，然後保溫2-4 小時，空氣冷卻；
[0035] 步驟4,半精車外徑、內孔：使外徑直線度< 0.03mm;內孔與外徑同軸度 ^ 0. 03mm ;
[0036] 步驟5,半成品二次去應力：工藝溫度要求控制在400-500°C範圍內，然後保溫 2-4小時，空氣冷卻；
[0037] 步驟6,精車外徑、內孔：使外徑直線度彡0· 03mm ;內孔與外徑同軸度彡0· 03mm ; 外徑與內孔均留磨量〇· 2 - 0· 3mm範圍內；
[0038] 步驟7,粗磨外徑：要求外徑直線度< 0. Olmm ;外徑與內孔同軸度< 0. 03mm ;
[0039] 步驟8,精磨通長內孔及孔口臺階：使外徑與內孔同軸度< 0.01mm，兩端對接的通 長內孔接口圓滑過渡；
[0040] 輪輻製造工藝：
[0041] 步驟9,原材料正火：熱處理溫度控制在850-870°C範圍、保證材料最終硬度在 HB179-229 範圍內；
[0042] 步驟10,粗車外徑、內孔：減少加工餘量，為後續加工提供基準；
[0043] 步驟11，半成品調質：要求淬火溫度840-860°C，回火溫度600-640°C;最終將零部 件的硬度控制在HB250-280範圍內；
[0044] 步驟12,精車內孔外徑：使內孔外徑同軸度< 0. 01mm，左端內孔留磨量 0. 2 - 0. 3mm ；
[0045] 步驟13,加工左端面螺紋孔：使螺紋孔均分，中心與外徑同軸度< 0. 03mm。
[0046] 輥體與輪輻的裝配及加工製造工藝：
[0047] 步驟14,輪輻熱裝入輥體：輪輻安裝到位，要求輪輻過盈配合0. 05 - 0. 08mm ;
[0048] 步驟15,車輪輻左端面、倒角：使輪輻端面與輥體軸線垂直度< 0. 01mm，兩端孔口 倒角與棍體外徑同軸度< 〇. Olmm ;
[0049] 步驟16,精磨外徑：使外徑直線度<0· Olmm,圓度<0· Olmm,圓柱度<0· Olmm,夕卜 徑與內孔同軸度< 〇· Olmm ;
[0050] 步驟17,精磨輪輻左端內孔：使輪輻左端內孔圓度0.01mm，與外徑同軸度 ^ 0. Olmm ;
[0051] 步驟18,外徑噴砂、鍍鉻：增加表面硬度，改變摩擦係數。要求噴砂、鍍鉻層均勻， 噴砂層粗糙度RaO. 4 - 0. 8,鍍鉻層粗糙度Ra < 0. 4 ;
[0052] 步驟19，動平衡：1000 - 3000r/min轉速以去除材料的形式消除不平衡量， 8000 - 12000r/min轉速校驗平衡，要求Mr彡3gmm。
[0053] 按照本發明的生產製造工藝，最終完成的壓輥技術參數如下：
[0054] 壓棍外徑：Φ 80 - Φ IlOmm ；
[0055] 壓輥長度：1200 - 1800mm ;
[0056] 絲餅寬度：70 - 150mm ;
[0057] 外徑直線度：0 - 0· Olmm ;
[0058] 外徑圓柱度：0 - 0· Olmm ;
[0059] 外徑圓度：0 - 0· Olmm ;
[0060] 內孔與外徑同軸度：0 - 0· Olmm ;
[0061] 表面鍍層硬度：HV彡900 ;
[0062] 噴砂層粗糙度：RaO. 4 - 0· 8
[0063] 鍍鉻層粗糙度：Ra彡0· 4
[0064] 正常運轉速度：10000 - 12000r/min ;
[0065] 動平衡：Mr < 3gmm ;
[0066] 本發明的優點在於：
[0067] 本發明能更好的保證壓輥外徑與內孔的同軸度要求，全方面提高了"壓輥"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 明通過三道熱處理過程，更好地保證機械加工，消除零件在製造過程中的產生的應力，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，保證持續穩定的生產。
[0068] 本發明的意外之處在於：
[0069] 作為逐步提高加工精度的車削外徑內孔工序的本發明步驟2、步驟4、步驟6與兩 遍熱處理去應力工序的本發明步驟3、步驟5相互交叉，其作用在於最大程度地消去前道車 削加工所產生的內應力，逐級提高本發明部件的加工精度，同時也提高了後續加工工序的 基準。經反覆試驗，綜合考慮，本發明步驟即可完全將壓輥的加工精度大幅提高，同時又比 較經濟可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0070] 圖1 :輥體
[0071] 圖2:輪輻
[0072] 圖3 :壓輥

【具體實施方式】：
[0073] 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。
[0074] 實施例：本發明的Φ 110 X 1380mm壓輥製造具體步驟如下：
[0075] 本發明的"輥體"製造工藝具體步驟如下：
[0076] 步驟1，原材料正火：Φ120/Φ80Χ長1400mm空心料正火，溫度860°C，正火後硬度 在 HB205 ;
[0077] 步驟2,粗車外徑、內孔：通長外徑直線度0· 08mm，外徑內孔同軸度0· 08mm ;
[0078] 步驟3,半成品首次去應力：溫度450°C，然後保溫2-4小時，空氣冷卻；
[0079] 步驟4,半精車外徑、內孔：外徑直線度0. 03mm ;內孔與外徑同軸度0. 03mm ;
[0080] 步驟5,半成品二次去應力：溫度450°C，保溫2-4小時，空氣冷卻；
[0081] 步驟6,精車外徑、內孔：外徑直線度0· 03mm ;內孔與外徑同軸度0· 03mm ;外徑與 內孔均留磨量0. 2mm ;
[0082] 步驟7,粗磨外徑：要求外徑直線度0· Olmm ;外徑與內孔同軸度0· 03mm ;
[0083] 步驟8,精磨通長內孔及孔口臺階：外徑與內孔同軸度0.01mm，兩端對接的通長內 孔接口圓滑過渡。
[0084] 本發明的"輪輻"製造工藝具體步驟如下：
[0085] 步驟9,原材料正火：正火溫度860°C，最終硬度HB185 ;
[0086] 步驟10,粗車外徑、內孔：粗車外徑，鑽內孔打通，車削左右端內孔，最後定總長；
[0087] 步驟11，半成品調質：淬火溫度850°C，回火溫度620°C ;零部件調質後硬度 HB270 ；
[0088] 步驟12,精車內孔外徑：內孔與外徑同軸度0· Olmm ;外徑與內孔均留磨量0· 3mm ;
[0089] 步驟13,加工左端面螺紋孔：以外徑定位加工，螺紋孔中心與外徑同軸度0. 03mm。
[0090] 輥體與輪輻的裝配工藝及加工製造工藝流程，具體步驟如下：
[0091] 步驟14,輪輻熱裝入輥體：輥體左右兩端加熱至200°C，將輪輻裝入輥體內孔中， 輪福過盈配合0. 06mm，輪福安裝到位；
[0092] 步驟15,車輪輻左端面、倒角：本步驟以輥體外徑為基準進行加工，輪輻端面與輥 體軸線垂直度〇. 01mm，兩端孔口倒角與棍體外徑同軸度〇. Olmm ;
[0093] 步驟16,精磨外徑：外徑直線度0. Olmm,圓度0. Olmm,圓柱度0. Olmm,外徑與內孔 同軸度〇· Olmm ;
[0094] 步驟17,精磨輪輻左端內孔：輪輻左端內孔圓度(λ 01mm，與外徑同軸度(λ Olmm ;
[0095] 步驟18,外徑噴砂、鍍鉻：整體鍍鉻，噴砂層粗糙度RaO. 6,鍍鉻層粗糙度RaO. 3 ;
[0096] 步驟19,動平衡：本步驟在1500r/min時做動平衡，在高速12000r/min校驗動平 衡，Mr < 2gmm。
[0097] 現有技術製造的壓輥使用過程中經常出現以下狀況：
[0098] 卷繞頭運轉一段時間後，壓輥震動普遍偏大，造成卷繞頭不能提高速度，持續運轉 穩定性差。
[0099] 原因分析：經檢測，壓輥外徑、內孔同軸度偏差較大，且外徑存在一定彎曲變形，造 成壓輥動平衡超出要求標準，影響卷繞頭的整機震動。
[0100] 本發明完全可解決此問題，經反覆車削外徑內孔和三次去應力熱處理過程反覆交 叉，最終以磨削完成精加工，可大幅度提1?同軸度精度，提1? 了材料性能，減小零件成品後 的內應力，避免壓輥運轉過程中產生彎曲變形。
[0101] 對比實例：本發明與現有技術製造壓輥的內外徑同軸度對比（單位：mm)

【權利要求】
1. 一種壓輥的製造工藝，其特徵在於，包括如下步驟： (1) 輥體製造工藝，步驟如下： 步驟1，原材料正火 步驟2,粗車外徑、內孔 步驟3,半成品首次去應力 步驟4,半精車外徑、內孔 步驟5,半成品二次去應力 步驟6,精車外徑內孔 步驟7,粗磨外徑 步驟8，精磨通長內孔及孔口臺階 (2) 輪輻製造工藝，步驟如下： 步驟9,原材料正火 步驟10,粗車外徑、內孔 步驟11，半成品調質 步驟12,精車內孔、外徑 步驟13,加工左端面6個螺紋孔 (3) 輥體與輪輻的裝配及後加工製造工藝，步驟如下： 步驟14,輪輻熱裝入輥體 步驟15,車輪輻左端面、倒角 步驟16,精磨外徑 步驟17,精磨輪輻左端內孔 步驟18,外徑噴砂、鍍鉻 步驟19,動平衡。
2. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟1原材料正火，溫度控制 在850-870°C範圍、材料最終硬度控制在HB179-229範圍內。
3. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟2粗車外徑、內孔，使通長 外徑直線度< 〇. 1mm，外徑內孔同軸度< 〇. 1mm。
4. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟3半成品首次去應力，工 藝溫度要求控制在400-500°C範圍內，然後保溫2-4小時，空氣冷卻。
5. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟4半精車外徑、內孔，使外 徑直線度< 〇. 〇3mm ;內孔與外徑同軸度< 0. 03mm。
6. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟5半成品二次去應力，工 藝溫度要求控制在400-500°C範圍內，然後保溫2-4小時，空氣冷卻。
7. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟6精車外徑、內孔，使外徑 直線度彡〇· 〇3mm ;內孔與外徑同軸度彡0· 03mm ;外徑與內孔均留磨量0· 2-0. 3mm範圍內。
8. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟7粗磨外徑，使通長外徑 直線度彡〇· 01mm ;外徑與內孔同軸度彡〇· 〇3mm。
9. 根據權利要求書1所述的輥體生產製造工藝，其特徵在於，其中步驟8精磨通長內孔 及孔口臺階，使外徑與內孔同軸度< 〇. 〇1_，兩端對接的通長內孔接口圓滑過渡。
10. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟9原材料正火，溫度控制 在850-870°C範圍、材料最終硬度控制在HB179-229範圍內。
11. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟10粗車外徑、內孔：減 少加工餘量，為後續加工提供基準。
12. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟11半成品調質，熱處理 淬火溫度控制在840-860°C範圍內，回火溫度控制在600-640°C範圍內，最終將零部件的硬 度控制在HB250-280範圍內。
13. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟12精車內孔外徑，使內 孔外徑同軸度<〇· 01mm，左端內孔留磨量〇· 3mm。
14. 根據權利要求書1所述的生產製造工藝，其特徵在於，其中步驟13加工左端面螺紋 孔，端面螺紋孔均分，中心與外徑同軸度< 〇. 〇3mm。
15. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟14輪輻熱裝入輥體，使 輪輻過盈配合0. 05 - 0. 08mm，輪輻安裝到位。
16. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟15車輪輻左端面、倒角， 使輪福端面與棍體軸線垂直度< 〇. 01mm，兩端孔口倒角與棍體外徑同軸度< 〇. 01mm。
17. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟16精磨外徑，使外徑直 線度<0· 01mm，圓度<0· 01mm，圓柱度<0· 01mm，夕卜徑與內孔同軸度<0· 01mm。
18. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟17精磨輪輻左端內孔， 使輪福左端內孔圓度〇· 01mm，與外徑同軸度<〇· 01mm。
19. 根據權利要求書1所述的生產製造工藝，其特徵在於，其中步驟18外徑噴砂、鍍鉻， 要求噴砂、鍍鉻層均勻，噴砂層粗糙度RaO. 4 - 0. 8,鍍鉻層粗糙度Ra < 0. 4。
20. 根據權利要求書1所述的製造工藝，其特徵在於，其中步驟19動平衡， 1000 - 3000r/min轉速以去除材料的形式消除不平衡量，8000 - 12000r/min轉速校驗平衡， 要求Mr彡3gmm。
【文檔編號】B23P15/00GK104227355SQ201410455756
【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