張改紅

(經(jīng)緯智能紡織機(jī)械有限公司，山西 晉中 030601)

0 引言

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈和環(huán)錠紡紗技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)紡紗設(shè)備的自動(dòng)化、連續(xù)化、智能化以及紡紗質(zhì)量、紡紗效率等方面提出更嚴(yán)格的要求，行業(yè)迫切需要高質(zhì)量、高效率、低成本制造的紡織機(jī)械零部件產(chǎn)品。龍筋作為棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)機(jī)架的關(guān)鍵零件，作為安裝錠桿與中墻板等其他重要零件的基準(zhǔn)件，其質(zhì)量水平、可靠性、穩(wěn)定性尤為重要。

1 新型龍筋結(jié)構(gòu)及要求

JWF1572型棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)配備的新型龍筋，結(jié)構(gòu)見圖1，相比圖2所示的原龍筋有較大變化：① 寬度由160 mm縮小為140 mm；② 與中墻板連接的安裝孔由原來的4個(gè)φ13H8銷孔改進(jìn)為3個(gè)φ13H8銷孔和1個(gè)13H10×15 mm的長(zhǎng)圓孔；③ 銷孔邊距由原來的45 mm改為35 mm。

圖1 新型龍筋結(jié)構(gòu)

圖2 原龍筋結(jié)構(gòu)

在新型龍筋產(chǎn)品試制過程中，使用中型臥式加工中心加工龍筋安裝銷孔，加工耗時(shí)15 min，效率低、制造成本高，無法滿足JWF1572型棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)批量生產(chǎn)的需求。

為此，根據(jù)新型龍筋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工內(nèi)容以及精度要求，經(jīng)技術(shù)分析及市場(chǎng)調(diào)研，提出2種解決方案：① 對(duì)原龍筋專用機(jī)床進(jìn)行改造，增加一銑削動(dòng)力頭以加工長(zhǎng)圓孔，并根據(jù)需要加裝長(zhǎng)臺(tái)面；② 設(shè)計(jì)制造新型專用刀具，保證在鉆孔后能進(jìn)行銑銷加工，實(shí)現(xiàn)用1把刀具加工銷孔和長(zhǎng)圓孔，這樣龍筋專用機(jī)床改造時(shí)，只增加y軸即可。通過技術(shù)對(duì)比及經(jīng)濟(jì)性分析后，決定采用方案①進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。

2 改造原龍筋銷孔加工專用機(jī)床

為降低設(shè)備改進(jìn)難度，縮短改進(jìn)時(shí)間，利用原龍筋專用機(jī)床動(dòng)力頭加工3-φ13H8銷孔，另外在此專用機(jī)床上增加可上下移動(dòng)的銑削動(dòng)力頭，用于加工13H10×15 mm長(zhǎng)圓孔[1-2]。通過對(duì)原有龍筋專用機(jī)床的拆解及測(cè)量，選用合適的標(biāo)準(zhǔn)滑臺(tái)和銑削動(dòng)力頭WS-004BT40，自行設(shè)計(jì)制造出動(dòng)力頭的y軸支座。y軸支座采用背靠背4條直線導(dǎo)軌，支撐銑銷動(dòng)力頭，使動(dòng)力頭具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，為加工質(zhì)量提供了硬件基礎(chǔ)。由于新增1個(gè)動(dòng)力頭，原有的3軸系統(tǒng)無法使用，因此選用4軸控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，為加工專用機(jī)床提供軟件技術(shù)支持。改造前后龍筋銷孔加工專用機(jī)床模型見圖3。

a) 原三軸 b) 新四軸

3 選擇刀具和改進(jìn)工裝

在改進(jìn)龍筋專用機(jī)床后，根據(jù)龍筋安裝孔的位置變化以及加工精度要求[3]，采用硬質(zhì)合金鉆頭加工φ13H8銷孔，選用φ12 mm四刃桿銑刀通過成形程序加工長(zhǎng)圓孔。根據(jù)零件材料HT200的切削要求，考慮刀具耐用度，選用高速鋼涂層刀具。

由于新型龍筋的定位銷加長(zhǎng)，銷孔邊距由原來的45 mm改為35 mm，在原有的30個(gè)定位塊下側(cè)配備了相應(yīng)數(shù)量厚度為10 mm的等高墊塊，以補(bǔ)償龍筋銷孔邊距的改變。因此，技術(shù)組重新設(shè)計(jì)并制作了側(cè)面定位塊來改進(jìn)工裝，以滿足新型龍筋的加工質(zhì)量要求。

4 程序編制

改進(jìn)后的龍筋銷孔專用機(jī)床為4軸數(shù)控加工系統(tǒng)，根據(jù)龍筋銷孔加工特點(diǎn)[4-5]，對(duì)程序進(jìn)行多次調(diào)整，以避免滾珠絲桿之間的間隙對(duì)零件加工精度的影響。經(jīng)過技術(shù)分析，改進(jìn)后的程序可以完成機(jī)床螺距間隙的補(bǔ)償。

綜上，為保證龍筋加工質(zhì)量，程序編制時(shí)考慮：① 該設(shè)備無光柵尺反饋信號(hào)，每次在x方向(程序中為X)均采取了反向間隙消除程序，以消除由于絲杠間隙造成的質(zhì)量誤差；② 采取圓周銑方式加工長(zhǎng)圓孔，確保其加工質(zhì)量。

加工程序如下：

M41；

S800 M03；

G00 G54 X0；

G01 Z-130.F2000.；

G81 Z-162.R-130.F200.；

X-1890；

X-2450；

G00 G28 Z0 M05；

G00 G54 X-324.7；

M42；

S1000 M03；

G01 Y-1.5 F2600；

G01 C-128.F2600；

C-128.F1000；

C-151.F60；

C-108.F2000；

… …

5 結(jié)語

通過以上措施的實(shí)施，JWF1572型棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的新型龍筋順利實(shí)現(xiàn)批量加工，擺脫了大型臥式加工中心的工藝局限，在保證龍筋加工質(zhì)量的同時(shí)，加工時(shí)間由原來的15 min縮短至5 min，加工效率大幅度提升，解決了JWF1572型棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)新型龍筋加工的瓶頸問題。