自動絡筒機護紗板圓角加工及拋光工藝

徐海艷，趙獻國

（青島宏大紡織機械有限責任公司，山東 青島266101）

1 護紗板加工工藝分析

護紗板要承擔絡筒過程對紗線的擋紗、抓紗、夾紗作用。絡筒時，要防止零件與紗線因接觸摩擦生成毛羽和降低紗對零件表面的吸附力，要求護紗板表面粗糙度為Ra0.4～1.6。若要達到該粗糙度，護紗板表面必須進行精加工。然而護紗板材質為1Cr17鐵素體、18－8系奧氏體不銹鋼，材料韌性高材質軟，不利于機械切、磨削加工，而且零件種類多形狀復雜，周邊輪廓不規則會影響圓角成形加工。對這種情況，一般采取手工和常規機械拋磨光，不但效率低而且影響表面拋光質量。如何改善零件的剛性、減少磨削熱和受力變形、改變有利的切削力方向、合理選擇切磨削用量、防止加工振動等因素，成為影響加工質量不可忽視的因素。

鋼板經過軋制，材料存在微觀缺陷和落料沖壓造成鋼板表面不平，要消除表面影響加工較為困難。沖壓件板薄，兩面溫差的磨削熱能造成零件表面變形，所以不宜平面磨削。因此對加工工藝要從兩方面加以考慮：一方面要注意對加工條件改善和合理選擇，另一方面要選擇有利的加工方式，改變加工手段，解決其他方式難以解決的矛盾。

2 工藝方案制定

2.1 表面加工工藝方案

2.1.1 零件表面加工的幾種方式

機械式零件表面加工方式分為磨削加工、拋光加工、衍磨加工、滾筒串光、振動串光五種拋光方式。其中振動串光分為機械振動和超聲波振動兩種方式。

振動串光機結構簡單，使用振動馬達驅動浮動料筒上、下振動和圓周擺振，磨塊和工件在料筒的振動下做圓周方向的自由螺旋運動，料筒容納磨塊和工件的空間相對較大，所以加工效率較高。因此我們對護紗板表面采取振動拋光加工方式。

（1）磨塊與工件的相互作用影響

磨塊與工件的復合運動和相互碰撞、摩擦作用使工件逐步得到拋光。由于相對較小的磨塊運動速度要比工件快、對工件可進行不斷摩擦和撞擊作用。磨塊在一定的條件下，如果m磨塊／m工件較小，磨塊振動動能損失容易被工件吸收，撞擊效率提高。隨著m磨塊減小，相對體積就會減少，較多磨塊就會增加對工件的作用數量。因此兩者的質量比將會影響工件表面拋光的效率和質量。

（2）磨塊的類型對加工的影響

塑料磨塊是由基體樹脂和有磨削作用的細小顆?；旌现瞥傻?。參加磨削的是磨粒，承載磨粒的是塑料。塑料對工件的摩擦系數小，工件容易克服對磨塊的摩擦阻力從而加工中的工件可自由轉動和圓周運動，工件拋光的均勻性好。只要磨塊的幾何形狀符合相互接觸的間隙容積較大，振動造成磨塊的上下運動就容易。因此選擇合理的磨塊材質、形狀、間隙容積，將對拋光質量和效率起著重要作用。有時因為提高效率和質量矛盾，常采用混合形式的幾何形狀和大小不同的磨塊進行拋光或串光處理。

（3）潤滑和清潔

振動拋光經常加入定量的拋光液體。拋光液體通常是一種溶解于水的活性化學物質，溶解于水便于水對工件的清洗和廢料的排泄。拋光液具有潤滑作用，能改善磨塊的切削作用，良好的潤滑能顯著改善拋光效果和對工件的相互摩擦、運動改善。拋光液對工件表面新生面有化學反應，改善表面顏色一致性。不銹鋼拋光不應采取傳統煤油或油脂中的油酸進行拋光的防銹和輕微腐蝕，因為變質顏色較暗影響表面美觀，清潔主要用水排泄磨塊和工件的廢料，拋光時，應不斷小流量向料筒加入一定的水，經常保持廢物的排泄。通過振動串光對表面加工的認識，我們選擇振動拋光作為零件平面加工的主要加工方式。

2.1.2 圓角表面加工工藝方案

圓角加工采取模具成形、砂帶磨飛邊、修形磨粗和砂帶拋光方式。因為對加工效率和加工質量有保障，圓角加工也有用銑削方法加工的。銑削不銹鋼材料切削工藝性差，加工效率低，但對不利于砂帶磨削的窄槽不失為一種可行的加工方案，因為窄槽對封閉的窄槽砂帶運動受約束而咬合磨削。

（1）模具設計基本要求

模具型腔圓角加工通常采用電加工，因為電極易于加工。為了成型精度除要求模具R加工精確和斷面一致性，模具各零件的水平面要求突出平行度要求，圓角成形是一種材料塑性流動的體積擠壓，多余變形材料要讓材料沿模具型腔水平分型面流動，形成擠壓飛邊。因此模具的型腔分型面應留有10%左右的成形閉合間隙。也是這種緣故，型腔分型面做成閉合腔。不應當考慮為取件做出任何的開口，不然工件的體積變形不但影響材料沿分型面流動，而且容易使工件卡在型腔內，造成材料周邊擠壓變形和取件困難。型腔電加工后應研磨加工，形成的粗糙度紋路和缺陷因擠壓力較大，容易將型腔表面缺陷復印到工件上，另外擠壓力較大，模具結構強度要大，模板和型腔厚度要適當加厚，此外模具加導向裝置可保證模具型腔水平閉合精度和方便零件成型模具的安裝。不銹鋼材料圓角擠壓由于冷作強化等原因，材料對型腔的圓角擠壓受力集中，應選用Cr12的型腔材料。

（2）“R”加工要求的工藝設計原理

零件設計可能把復雜周邊形狀“R”理想化了。周邊有明顯凹部銳角的形狀不利于圓角成形加工。因為和板材厚度一樣的圓角在銳角處擠壓材料會增多和受力集中，并阻礙材料流動影響模具壽命。太小的銳角頂點實際也壓不出帶R的理想銳角頂點。這是“R”與銳角過渡造成的，為了零件設計和工藝的要求相適應，最好將零件設計成小R與斜度的過渡，這樣既不影響銳角處頂部較尖的設計要求，而且也會讓材料塑料流動多，使R成型充分。

2.2 砂帶加工工藝要求

工件圓角材料如果得到充分擠壓會沿圓弧中間（厚度中間方向）形成飛邊，砂帶磨削去除飛邊作用顯著。但是砂帶如果選擇不當磨削痕跡將會明顯，不銹鋼材質較軟，一般選用120～180左右的型號。

砂帶拋光的上工序磨粗應注意因去飛邊對圓角的修形和表面影響，為避免咬合磨削，盡量使工件有與垂直方向的竄動或傾斜。工件與砂帶的復合運動起著砂帶對工件切除細微材料層的作用，由于砂帶為柔性材料可以較好地吸收傳動系統的振動。為使零件加工自由度大些，砂帶前后方向一般采取較大的活動空間和根據砂帶周長放寬輪距距離。

砂帶拋光是精加工，為了工藝加工使用方便，我們采用粗磨利用過的砂帶，因砂帶磨粒減少和磨鈍，對工件的磨削作用降低，拋光時，利用研光石蠟的良好固體潤滑，進行拋光作用。砂帶表面遺留磨粒能很好地掛載固體拋光材料，良好的潤滑條件是保證拋光作用的關鍵。

拋光時由于磨削作用減弱，零件拋光方向可順著圓弧方向轉動研磨。這種方式主要是為了符合零件圓弧與紗線摩擦的運動方向，對零件周邊較窄的槽部或尖角容易咬合磨削部位，砂帶外邊可剪成較小的切口?，F在市場有一種氣孔纖維拋光帶，由于氣孔具有貯存固體潤滑和磨料作用，效果較明顯。通過粗磨加拋光可滿足零件圓角表面Ra0.4要求。

3 加工工序的基本要求

（1）粗 精加工分開

拋光效果和效率的提高是與上工序粗磨質量分不開的。因拋光的切削作用微弱，基本上不改變零件的幾何尺寸，只起表面打光作用。因此，零件的加工形狀和尺寸應以R成形和形狀修磨保證。

為了保護R粗、精加工表面，應安排在零件表面振動拋光和折彎成型加工的中間工序，串光安排在表平面拋光上工序。

（2）為了R粗、精加工和零件平面形式加工方便，零件成型折彎應安排在下工序加工。

（3）為消除部分零件折彎與模具輕微摩擦痕跡和零件表面與R面的光澤一致，需安排零件折彎成型后的勻光處理。

勻光是一種通過振動方式，磨塊用很軟材料（如干燥玉米芯）加拋光液的加工形式。軟材料主要是去除工件表面的氧化膜或鈍化表面，拋光液是通過對零件新表面發生化學變質作用達到光澤一致的美觀效果。

（4）零件主要加工工序安排

落料及沖孔→R擠壓成形→零件表面串光去毛刺→清洗→零件表平面振動拋光→R粗、精磨削加工→零件折彎成型→零件勻光→自檢和包裝

4 結束語

護紗板的拋光加工形式有多種，基于對零件的設計要求和使用功能，本文對護紗板加工工藝及拋光的加工形式合理安排，通過生產實際來檢驗其工藝的合理性和可行性。通過實踐看出，振動拋光加工方式是實現絡筒機護紗板圓角加工性價比最好的選擇。同時，由于振動串光結構簡單，加工效率較高等優點，其延伸應用和創新應用將成為今后的發展方向。