现代制造技术如何改善锭子关键零件质量

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摘要：为了保证锭子关键零件的制造精度，进一步改善锭子质量，应用现代制造技术，实现锭子关键零件轴承座、锭底的一次成型加工，以及锭杆自动磨R技术。指出：应用新技术、新设备加工的零部件精度高、一致性好、表面粗糙度好，锭子整体质量得到提升，制造效率提高，人工成本及原料成本降低，且避免了制造过程中人员受伤。

关键词：锭子；轴承座；锭底；锭杆；一次成型技术；自动磨R技术

引言

随着制造业市场竞争日趋激烈，纺织器材及专件制造企业必须凭着产品的高质量、制造的高效率才能占据一席之地。锭子是细纱机上加捻卷绕的重要专件之一，因此，其质量对纱线的质量与生产效率具有重要影响。轴承座、锭底、锭杆是锭子的重要零件，因此，保证其制造精度是提高锭子质量的前提。长期以来，山西经纬纺织机械专件有限公司锭子厂（下文简称锭子厂）采用毛坯外协和传统分散的工艺制造轴承座和锭底，同时采用手动磨R技术制造锭杆。锭底与弹性管以轻压配并包边的方式结合在一起，而弹性管则依靠上端的压配锥外圆与上轴承座的压配孔以过盈配合方式连接起来，构成锭胆结合件。因此，保证锭子下支承的锭底R与锭底外圆之间的同轴度、上轴承座的轴承孔与压配孔之间的同轴度对于锭胆结合件意义十分重要。

1应用现代制造技术提高轴承座质量

轴承座作为锭子的关键零件之一，与弹性管压、锭底构成锭胆结合件。纺锭轴承固定于轴承座的轴承孔中，根据轴承座功能的不同，对轴承座轴承孔的尺寸精度、圆度、圆柱度与压配锥孔的同轴度均有严格要求。1.1轴承座传统分散加工工艺流程轴承座传统分散制造工艺流程为：毛坯数控车精车一端外圆及内孔粗精车外圆及肩面。传统分散制造工艺工序繁琐，效率低，导致所需的操作人员过多，原材料质量难以完全把控。此外，随着机床的不断老化，精度下降，导致制造零件的同轴度、一致性不能得到有效控制，为后续锭子的整体装配造成了诸多困扰。1.2轴承座的一次成型加工针对传统工艺如上所述的技术短板，锭子厂积极推进技改技措，购入纵切设备用于轴承座的制造，该设备见图1。该机床是先进的数控纵切设备，采用刀具静止，长棒料旋转，并作轴向进给的双通道加工方式。自动送料机将直径为18.1mm、长为3000mm的长管料装夹完毕后，送入主轴进行轴承孔粗加工，包括精车直外圆、精镗轴承孔、粗车锥外圆等流程，然后实现副轴对接、纵切割断，再将其转移到副轴继续精车锥外圆、粗镗压配孔和过孔、精镗压配孔，最终完成轴承座成品的制造。使用该新设备新工艺制造的轴承孔圆度小于0.003mm，锥外圆与轴承孔跳动量小于0.02mm，轴承孔尺寸、压配锥孔尺寸一致性好，其余各项尺寸也严格按照工艺要求，为弹性管结合件的装配提供了可靠保证。

2应用现代制造技术提高锭底质量

锭底与弹性管压配构成锭胆结合件，是锭杆转动时的下轴承，通过球面R与锭杆锭尖R构成一对滑动摩擦副支撑锭杆高速旋转，所以锭底锥孔、球面R的成型精度、表面粗糙度，外圆与锥孔的同轴度都有很高的技术要求，以保证锭杆稳定、高速的转动。外圆尺寸公差为0.02mm，外圆与孔的同轴度为0.02mm，锥孔尺寸公差为0.02mm，R与90°锥粗糙度为0.4μm。2.1锭底传统分散加工工艺流程传统分散工艺流程如下：备料磨去来料两端马蹄形粗精加工孔与外圆清洗去锥孔毛刺清洗精铰锥孔粗精清洗冲孔清洗淬火通磨外圆粗精清洗半精磨外圆通磨外圆粗精清洗粗精研磨锥孔粗精清洗。传统分散工序繁琐、效率低，导致操作人员过多，特别是90°锥和R成型的粗糙度难以很好保证。2.2应用现代先进制造技术实现锭底的一次成型加工针对锭底的制造难点、锭底结构及其制造特点，锭子厂通过深入研究，认真考察市场，又购买了另一品牌的纵切设备（见图2）用于锭底的制造。该设备将直径为9.5mm、长度为2500mm长棒料一次装夹经粗车外圆、钻直径为2mm侧面油孔、钻直径为4.3mm孔、铰直径为4.6mm孔、光120°底面、精车外圆以及割断完成锭底的机械加工，将原工序数量由20个减少到9个，实现工序数量减少50%的预期目标；制造材料由以前的外协毛坯改变为东北特钢提供的GCr15钢（直径为9.5mm，长度为2500mm）棒料，使原材料品质得到控制；该数控车多刀位的配置，使锭底孔径、120°底面粗糙度得到有效控制，外圆尺寸、同心度（小于0.02mm），零件的一致性和稳定性大大提升。

3锭杆磨R自动上下料技术的应用

锭尖R锭球面部位支承着锭杆、锭盘及带纱筒管，两者之间形成一对摩擦副。3.1应用传统的手工磨R技术制造锭杆锭尖球面加工的传统方式为磨削成型制造工艺，见图3。即利用锭杆高速自转及绕一支点往复回转的复合运动使锭尖加工成球面。锭杆往复回转的支点到砂轮的距离，即为锭尖加工成型后的球面半径。但是，由于锭杆的往复运动由人工控制，因此较依赖操作经验，其运动速度的快慢与变化直接影响锭尖R的成型精度、粗糙度。此外，这种方式比较容易造成操作者烧伤。3.2应用自动磨R技术加工锭杆根据以上存在的问题，我厂积极的研究并改进技术，引入自动磨R系统，该系统可以实现自动上下料、数字控制锭杆切削运动。应用该系统可以很好的保证锭尖的成型精度，表面粗糙度可达0.2μm。通过数字控制锭杆往复运动的速度，很好地防止了锭杆磨烧伤的问题，且锭杆质量大幅提升。此外，制造效率也得到了很大的提高，由原来的一人一机操作变成一人多机操作。自动磨R系统见图4。

4成本节约

由表1可知，新技术的引入不但大大提高了锭子关键零件的制造水平，且有效降低了制造成本。表1新技术引入前后成本对比5结语纵切设备、数控机床、锭杆自动磨R专机等设备代表现代先进制造技术的高度，应用此类现代先进制造技术加工的轴承座、锭底及锭杆，一致性好、表面粗糙度好、尺寸精度高。同时，锭子的整体质量提升，制造效率提高，人工成本及原料成本降低，且避免了制造过程中人员的受伤。

作者：温斌 刘文杰 单位：山西经纬纺织机械专件有限公司