络筒机槽筒专用加工机床及夹具设计

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在不久的将来,它将代替零件的轮廓切割和通孔钻削。

1.2 问题的提出

络筒机是将纺织厂运来的原纱(管纱)做成容量大,成形良好,有利于织布、漂染的卷装筒子。

常见的络筒工艺流程是纱线从管纱上退绕下来通向槽筒的沟槽中,当槽筒回转时,一方面传动紧压在它上面的筒子作回转运动,另一方面纱在沟槽的作用下横向运动(导纱运动),从而完成将纱线卷绕到筒子上的动作.

络纱时槽筒以4000r/rain的高速旋转.槽筒上导纱的螺旋槽稍有偏差,就会导致断纱跳纱事故,影响络纱工艺效果. 为了使络纱时纱线张力均匀,筒子成形良好,有两点是至关重要的:一是槽筒上螺旋槽曲线的设计,二是槽筒上螺旋槽的加工工艺.对于其加工工艺我将在第二章进行详细叙述。

络纱筒在络纱时的基本要求一是纱线要等速卷绕(为使纱线平稳),二是纱线要等密度卷绕. 对于圆柱形络纱筒来说,以上两要求能同时利用槽筒上的等螺距槽来满足.但凡要求纱线可高速退绕(织布前从成形络纱筒上退出已绕好的纱)的场合,络纱筒都采用圆锥形状。在络圆锥形筒子时(常用槽筒外圆摩擦传动筒子),纱线的等速和等密度卷绕对槽筒上螺旋槽的形状要求却不一致.即等密度卷绕需要槽筒上沟槽成等螺距螺旋状;而等速卷绕(用匀速槽筒去带动圆锥形筒子使其上纱线也等速回绕)则需要槽筒上沟槽不能是等螺的。沟槽应当是槽筒圆柱面上的正弦曲线的一个区域,可见槽筒上沟槽的最佳方案应介于等螺距规律和正弦曲线规律之间。即可取两次抛物线型,并用下列方程表示:

(1-1) 式中z是导纱器沿筒子母线的位移,是槽筒绕轴转过的转角,a、b是为了提高防叠效

能对曲线修正后的系数。

经过对进口优质槽筒螺旋槽的几百个测绘点用最小二乘法进行了回归。回归成一次曲线(即等螺距螺旋线)时误差7.063;回归成三、四次曲线时误差也较大{只有回归成二次曲线时误差最小},仅为0.137。方程如下:

Z= 0.18247534 + 10.19253 + 4.061979 (1-2)

这正与前面分析结果所得的方程形式相同。

1.3影响络筒机槽筒设计的因素分析

1.3.1槽筒卷纱的特点

槽筒是络筒机上的一个重要的部件。槽筒的作用是使纱横动,驱动纱管,形成筒纱。成形的筒纱必须满足其后道工序的需求。筒纱因其后道工序用途不同而有所不同。槽筒卷绕出的筒纱必须具有以下特点。

1.纱的退绕性好,也就是退绕时不脱肩、无卷边凸起、叠卷少、锥度、卷绕角适当和筒纱硬度适当;

2.没有菊花形卷绕及凸边; 3.卷量多;

4.卷绕密度分布适当。

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1.3.2 设计槽筒时应考虑的因素

1 横动长度

横动长度越长筒纱容量就越多,但纱的退绕性相对就差,这通常由用户自己选择。 2 槽筒的外径和槽筒的卷数

槽筒外径受络筒机的限制,由槽的导纱角和圈数决定。槽的圈数通常为1.5圈或2.5圈等非整数圈。这是因为非整数圈的槽筒绕出的筒纱的重叠少。 3 横动基点的位置

横动基点的位置虽然由络筒机来决定,但是一般的情况下,从槽筒轴到横动基点位置的距离大约为横动长度的2倍。 4 槽的深度

槽越深横动的条件就越好,但过深的槽会加大加工的难度,而且在交叉点纱的出槽速度会增大,从而加大纱线的张力波动。此外,在端部返回之时,横动长度明显地增大,成为脱纱的原因,因此在能够横动的范围内槽以浅为宜。 5 交叉处槽的形状

纱线通过槽交叉处的断开槽时,纱的张力会增大,横动方向的纱的加速度会增大,尤其是纱速高时会产生很多不利影响。当纱越过交叉点时接触到槽筒的边缘时将对横动产生的影响,必须仔细地考虑。 6 端部的槽的形状

纱在端部卷绕到筒纱时,为了使在槽底的纱沿着槽的内壁滑到槽筒表面,必须使纱沿内壁平稳滑动。当纱达到槽筒表面时,一旦不能折回就易引起脱纱。在端部刚折回处的槽深要尽可能地浅为好。这是因为纱从端部边缘离开时,卷绕到卷装的点到端部边缘的距离变短,所以筒纱的横动量就变小。

槽筒设计中主要影响槽筒导纱的因素。槽筒的沟槽形状都较复杂,因此设计时一定要考虑其加工工艺。

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第二章 零件的加工工艺

2.1 对加工零件的工艺分析

目前国内槽筒加工主要是采用精铸后抛光的工艺。但由于槽筒铸造模具由2O多片组成,结构复杂,铸造温度难以控制等原因,槽筒合格率低于5O%,即使检验合格的槽筒,上机导纱试驻时因跳纱、断纱频繁,又有近一半被剔除掉。从国外进口每只需300美元左右。可见研究槽筒沟槽加工方法是很有实际意义的.

由于槽筒螺旋糟截形复杂,导纱时主要工作面在槽底,两壁除个别地方有要求外,其余地方是由于铣刀加工螺旋槽时干涉,以致多切除一部分金属成为最终形状的。槽筒零件的技术要求如下 1.槽筒外表面(包括螺旋槽侧底面)粗糙度为 2.螺旋槽侧面形状(除已标注R55外)由加工方式确定.3.槽筒在1500~4500r/rain时络纱正常(适用纱号Nm20~80支).

由以上分析可见,络纱槽筒的螺旋槽是一个大导程、变螺距、变螺旋角、变深度的双头左、右交叉的锥形螺纹,它的成形是该零件的关键工序。由于槽筒沟槽形状复杂,精度要求高,仅用铸、铣等工艺再加抛光工序,难以保证沟槽达到图纸和使用要求. 据进口槽筒上留有的铣削痕迹推测,该螺旋槽是在铸造成形后用金属切削方法最后成形的。因为槽筒零件种类繁多,规格不一,若用传统方法进行铣削,需配制多种靠模且调整困难.因此初步拟定的工艺方案为由普通车床改装的经济型铣床来加工.该机床有3台步进电机.一台带动铣刀架绕x轴旋转以改变铣刀的安装角,另两台分别是刀架子z、Y向的进给电机.车床主要改装部分在刀架上,折去原刀架及小拖板,装上铣削头,铣刀采用?150mm,厚5mm的盘状成形铣刀。工件材料为尼龙,所以切削力不很大。初定铣削头电机功率为0.75KW。 如图2.1,由于螺旋运动是由一个旋转运动与一个直线运动所合成,且它们之间存在着严格的速比关系,即主轴带动工件回转一周,铣刀架直线位移一个导程。这种关系在传统的机床上是靠齿轮传动来保证的.在设计中,应该注意到,如果要得到精确的仿形轨迹,就应该使的中间的传动部分尽可能的减少,同时,也要使的工件的旋转和往复导轨的旋转速度一致。因此在设计中采用了传动比较大的蜗轮。

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其余 5 0.05 φ20 0-0.1 8 5 0+0.02 1.6 0.05 A A 0.8 0.8 φ30 名称:导向槽筒 材料:12%增强N6 技术要求 1.去毛刺; 2.塑料件无气孔; 3.未注圆角为R2。 271 φ100 0+0.1 Z 外圆柱面上导向槽的曲线方程: X=100sinθ Y=100cosθ 50sinθ 0???15? 50sin15o+25????(??15)??? ?15????525?? 180?? 100sin15o+25??510??? +50sin(540°-θ) ?525????540?? ?180?O X Z= 100sin15o+25??510??? -50sin(θ-540°) ?540????555?? ?180??510???(??555)?? ?555????1065? ?-25???180?180???50sin15o+25???50sin(1080°-θ) 1065 ???1080??Y 图2.1 导向槽筒简图

2 .2 拟订零件的机械加工工艺路线

在生产中,制定工艺方案时,首先要考虑生产类型.由生产类型看,其产品生产量是10000件/年,并且是单一零件生产,应该属于成批生产的类型.并且用专用机床生产加工的导槽在整个零件中是最重要的一部分.因此导槽的加工精度就需要很好的满足.在制定工艺时,其导槽的加工工艺就要做为重点来考虑.

根据络筒机槽筒导槽的作用来看,导槽是用做纺纱用的,把纱线缠绕成宝塔形状.因此导槽的精度要求就比较高,如何满足导槽的加工要求,是设计要考虑的重点。

由零件图形可以知道,导槽是一个往复的螺旋线,导槽的粗糙度达到0.8,其中心孔的粗糙度达到了1.6.粗糙度要求比较高,因此在加工中就要采用相应的加工方法。

由待加工的工件的形状和材料,应该选择注塑成型的毛坯.

槽筒工艺的确定: 注塑 → 钻中心孔 → 绞孔 → 粗车外圆 → 精车外圆 → 精 车左右端面 → 铣导向槽。

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4-4均布 1.6 φ84


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