棉纺环锭细纱机牵伸变换齿轮摇臂工艺改进

毛 政

(经纬智能纺织机械有限公司，山西 晋中 030601)

0 引言

随着市场竞争日益激烈，纺织企业客户对棉纺环锭细纱机产品质量的要求越来越高。近年来，笔者公司在提升棉纺环锭细纱机产品质量、降低生产成本、提高生产效率方面做了大量的探索实践。笔者就棉纺环锭细纱机牵伸变换齿轮摇臂加工工艺改进进行分享。

1 加工现状

JWF1579-3708型牵伸变换齿轮摇臂是JWF1579型细纱机牵伸传动部件的主要零件，结构见图1。该零件材料为HT200，属于铸铁类，较易切削；形状结构复杂，装夹定位较困难；尺寸公差与形位公差要求较高，加工难度较大。

图1 JWF1579-3708型牵伸变换齿轮摇臂结构

JWF1579-3708型牵伸变换齿轮摇臂的机械加工工艺为：粗车D-D视图下端面、粗镗φ52H7孔(六角车床)→车D-D视图上端面、粗镗φ62H7孔(六角车床)→精车D-D视图上端面，精镗φ52H7，φ55 mm孔，φ62H7孔(六角车床)→精车D-D视图下端面(车床)→以φ52H7孔及端面定位铣基准面B(立铣)→铣φ110 mm两端面(立铣)→以φ52H7孔及端面定位镗φ80H8孔(镗床)→铣缺口(立铣)→加工螺纹(钻床)。

该零件加工工艺流程繁琐、周期长，产品质量不稳定。究其原因，主要是由于φ62H7孔相对于基准面B的垂直度、φ80H8孔相对于基准面B的垂直度波动较大。因此，提高该零件的产品加工质量迫在眉睫。

2 工艺方案的改进

2.1 改进一

由于φ80H8孔与基准面B是以φ52H7孔定位，分两道工序在立式铣床与镗床上分别加工，而φ80H8孔相对于基准面B的垂直度是间接通过φ52H7孔来保证的，两次装夹、两次定位容易产生因重复装夹引起的定位误差。同时，零件流转周期较长，在流转过程中难免存在磕碰划伤问题，影响加工质量。

为了减少以上因素对该零件加工质量的影响，采用工序集中原则[1]，即使每个工序中包含尽可能多的工步内容，从而使工序数减少，夹具数和工件安装次数相应减少。工序集中有利于保证各加工面之间的相互位置精度要求，节省装夹工件时间，减少工件搬动次数。同时，数控车床传动链短，刚度高，可通过软件对加工误差进行校正和补偿，从而确保零件加工精度高、尺寸一致性较好。在改进该零件加工工艺方案时，使用数控车床代替普通加工设备，一次装夹、一次定位完成φ52H7，φ55 mm，φ62H7孔以及基准面B的加工内容，避免多次装夹误差对该零件质量的影响。这些尺寸间的相互位置精度是由数控车床直接保证的[2-3]，因此φ62H7孔相对于基准面B的垂直度得到有效保证。

改进后，该零件机械加工工艺为：夹D-D视图下侧φ88 mm外圆，车端面、车基准面B、镗φ52H7，φ55 mm，φ62H7孔(数控车床)→车φ88 mm另一端面(车床)→铣φ110 mm外圆两端面(立铣)→铣缺口(立铣)→定位φ62H7孔及端面，镗φ80H8孔(镗床)→加工螺纹(钻床)。

经过工艺试验，该零件基准面B与φ52H7孔的相互位置精度显著提高，在后序工序中以φ52H7孔定位加工φ80H8孔，φ80H8孔相对于基准面B的垂直度也有明显提高。

2.2 改进二

采用新工艺后，虽然φ62H7孔相对于基准面B的垂直度、φ80H8孔相对于基准面B的垂直度质量有了显著提升，但是φ52H7和φ55 mm孔经常会出现因余量不匀而导致的“黑皮”问题，即未被加工到而留下铸造底漆。

经研究分析发现，在加工φ52 mm和φ55 mm孔时，是以D-D剖视图下侧φ88 mm外圆定位的，该零件毛坯已将主视图50°以及31 mm尺寸左侧面铸造成型，D-D视图底面φ88 mm外圆并非为整圆而是一段圆弧，装夹零件时没有足够的空间可以调整，不易校正且加工过程中工件高速转动易出现跳动问题，故以此毛坯外圆定位加工孔的质量会受到影响。

针对这一问题，将D-D视图底面φ88 mm外圆由原来的毛坯圆弧变为整圆，为装夹零件提供足够的调整空间。经过验证，加工过程中出现的黑皮问题得到了明显改善，该零件的加工质量也有了进一步提高。

3 改进效果

生产实践表明，改进后的工艺方案效果明显，有以下特点。

a) 通过工序集中，缩短了工艺流程，简化了车间生产计划和组织工作；减少了零件的装夹次数，降低了零件重复装夹的定位误差，提高了表面间的相互位置精度；减少了零件在流转过程中的磕碰划伤问题；在提高零件加工质量的同时，提高了零件的加工效率。

b) 使用数控车床加工，提高了零件加工尺寸的一致性及加工精度；通过调整该零件毛坯结构，提高了该零件的装夹稳定性，进一步提高了零件的加工质量。

4 结语

JWF1579-3708型牵伸变换齿轮摇臂结构复杂，精度要求高，加工难度大，笔者采用工序集中原则，缩短了工艺流程，改善了零件毛坯结构，减少了零件的装夹次数，加快了生产速度，缩短了生产周期，避免了零件多次装夹的误差，提高了零件在加工过程中装夹的稳定性，解决了“黑皮”问题，保证了加工精度以及产品一致性。改进后的加工工艺在提高产品质量的同时，提高了零件的加工效率，具有较好的应用前景。