假捻變形機中筒管架組裝加工新工藝研究

（北京中麗制機工程技術(shù)有限公司 北京101111）

1 引言

預(yù)取向絲（POY）雖然有一定的取向度，但與成品絲相比性質(zhì)仍不穩(wěn)定，不具備服用性能。必須通過后加工，進一步提高它的取向度，增加強力和降低伸長才能具有服用性能。目前，國內(nèi)大多采用假捻變形機來實現(xiàn)拉伸，得到拉伸變形絲（DTY）。假捻變形機是通過拉伸輥間的速度差拉伸、熱箱加熱、摩擦盤式假捻器假捻（先加捻后解捻）、定型熱箱熱定型、油輪上油、筒管架卷繞，使熱塑性預(yù)取向絲具有良好強度、伸度、卷縮率、卷曲穩(wěn)定性、沸水收縮率及染色均勻性，使纖維具備良好的織造性能。其中，卷繞成型系統(tǒng)是整個假捻變形機中機械動作最多，機構(gòu)最復(fù)雜、要求又最高的部分，卷裝成型的質(zhì)量和卷繞機構(gòu)的好壞有著直接關(guān)系。該系統(tǒng)主要由筒管架系統(tǒng)、摩擦輥卷取機構(gòu)、橫動導(dǎo)絲機構(gòu)組成，這些機構(gòu)共同完成卷繞成型運動。筒管架是關(guān)鍵部件，其功用是將紡出來的拉伸變形絲（DTY）卷繞成直徑為250mm、長度為250mm的絲餅。高質(zhì)量的筒管架在拉伸變形絲（DTY）生產(chǎn)過程中得到硬度適當(dāng)、端面平整、無網(wǎng)絆絲、無凸肩、無松圈、無塌邊、形狀穩(wěn)定的絲餅。

本文通過采用新的筒管架加工工藝，大大降低了筒管架在裝配過程中的定位難度，降低了對工人的技能要求，使筒管架運轉(zhuǎn)更加準(zhǔn)確，全機運行更加穩(wěn)定，保障了DTY卷裝成形質(zhì)量，同時又方便后期維修。

圖1 筒管架結(jié)構(gòu)

2 筒管架的構(gòu)成和工作原理

由圖1可見筒管架部件是由凸輪結(jié)合件“1”、手柄結(jié)合件“2”、拉簧“3”、定位板結(jié)合件“4”、卷繞架座結(jié)合件“5”、壓簧座結(jié)合件“6”等組合而成。

如圖2所示筒管架“1”通過螺釘“2”固定到卷繞墻板“3”上，筒管架“1”上紙管的居中位置要和摩擦輥“4”的居中位置一致，且圖1中凸輪結(jié)合件要壓住圖2中調(diào)節(jié)器結(jié)合件“6”，隨著卷裝的逐漸增大使筒子架漸漸向上移動，在彈簧的作用下，調(diào)節(jié)器結(jié)合件“6”始終與筒管架凸輪緊密接觸，隨著筒管架凸輪的抬起，與槽筒箱“5”的距離漸漸加大，調(diào)節(jié)器結(jié)合件“6”帶動槽筒箱里杠桿凸輪結(jié)合件的杠桿逆時針旋轉(zhuǎn)，進而使變幅導(dǎo)軌繞旋轉(zhuǎn)軸順時針轉(zhuǎn)動，由此撥動“兔子頭”結(jié)合件逆時針旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了動程逐漸減小的目的。

不難看出筒管架凸輪結(jié)合件的位置十分關(guān)鍵，必須與槽筒箱里的調(diào)節(jié)器結(jié)合件嚴(yán)格配合，保證筒管架升起過程中槽筒箱里的各零件聯(lián)動順暢，從而保證絲餅成形良好。

圖2 筒管架裝配示意圖

圖3 筒管架安裝孔位置示意圖

3 傳統(tǒng)加工工藝

3.1 傳統(tǒng)加工工藝

傳統(tǒng)組裝工藝是用M8X30螺釘通過筒管架上的3個9X10長圓孔（圖3所示），將筒管架固定到卷繞墻板的3個M8的安裝孔上（圖4所示）；通過M8X30螺釘和9X10長圓孔的間隙量，用專用裝配工裝來調(diào)整筒管架保證安裝在卷繞墻板的筒管架上的兩個夾盤的居中位置與摩擦輥居中位置重合，同時保證筒管架上紙管和摩擦輥平行。

圖4 卷繞墻板安裝孔局部示意圖

3.2 傳統(tǒng)組裝工藝的缺點

（1）原來筒管架上的安裝孔都是粗基準(zhǔn)，不進行精加工；

（2）通過裝配調(diào)整來保證其安裝位置準(zhǔn)確，操作很麻煩，效果也不理想；

（3）裝機效率低，絲餅成形差；

（4）由于都是手工調(diào)整，裝配工人操作手法不一樣，導(dǎo)致裝配一致性差；

（5）設(shè)備長時間運轉(zhuǎn)偶爾會出現(xiàn)螺釘松動的情況，筒管架的位置就會發(fā)生變化，從而影響絲餅成形。

4 新加工工藝

筒管架加工新工藝是將最上方9X10長圓孔改為以一側(cè)筒管架夾盤為基準(zhǔn)距離的∮8.1定位孔，保證筒管架在安裝過程中相對于卷繞中心高低左右定位。通過采用專用工裝加工定位孔，以定位孔為基準(zhǔn)保證安裝在卷繞墻板的筒管架上的兩個夾盤的居中位置與摩擦輥居中位置重合，并保證筒管架上的紙管和摩擦輥平行。

4.1 筒管架定位孔加工工裝的組成（詳見圖5）

筒管架定位孔加工工裝由鉆模體“1”、梅花手柄“2”、墊圈“3”、壓板“4”、定位板“5”、M5X14螺釘“6”、墊板“7”、M8X20螺釘“8”、鉆套“9”、鉆模板“10”、8X25螺釘“11”、定位銷“12”、M12螺栓“13”、彈簧“14”、M12螺母“15”、M12螺柱“16”和∮8圓柱銷“17”組成。

圖5 筒管架定位孔加工工裝的組成示意圖

4.2 筒管架定位孔加工工裝的設(shè)計原理

在保證筒管架精度和質(zhì)量要求，縮短輔助時間的基礎(chǔ)上，提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，減輕工人勞動強度，改善工人勞動條件，保障操作安全，便于工人操作，以此為前提設(shè)計筒管架定位孔加工專用工裝：

（1）根據(jù)筒管架的結(jié)構(gòu)特點和六點定位原則，確定以筒管架的安裝面為定位基準(zhǔn)，兩個菱形銷定位兩個9X10長圓孔，以手柄結(jié)合件的右端定位，限制筒管架左右方向的自由度；

（2）根據(jù)筒管架的加工數(shù)量和生產(chǎn)組織形式，確定采用鉆模加工∮8.1定位孔；

（3）筒管架定位后，用帶有彈簧和手柄的壓板快速壓緊，方便操作，完成孔加工完后松壓板，快速取下筒管架。

圖6 定位銷

4.3 筒管架定位孔加工工裝各件采用的材料

（1）鉆模體“1”采用HT250，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)，進行人工時效處理減少變形；

（2）壓板“4”采用45鋼，淬火處理至HRC35-40，保證壓板具有耐磨性；

（3）定位板“5”采用45鋼，淬火處理至HRC42-45，保證定位板具有耐磨性；

（4）墊板“7”采用T10A，淬火處理至HRC52-55，保證墊板具有很高的耐磨性；

（5）鉆套“9”采用T10A，淬火處理至HRC55-60，保證鉆套具有很高的耐磨性；

（6）鉆模板“10”采用45鋼；

（7）定位銷“12”采用T10A,淬火處理至HRC55-60，保證定位銷具有很高的耐磨性。

圖7 鉆套

4.4 筒管架定位孔加工工裝的尺寸設(shè)計及配合

（1）由圖3可見筒管架的三個安裝孔成三角形排布，下方兩個9X10長圓孔在同一直線上與中間孔中心距分別為92mm和63mm,上方∮8.1定位孔與下方兩長圓孔縱向距離為40mm；定位孔∮8.1 手柄結(jié)合件右端面距離為144.5mm；因此，筒管架定位孔加工工裝兩個菱形銷與鉆套中心距分別為92mm和63mm，根據(jù)零件尺寸要求給定合適的公差；鉆套和兩定位中心線銷縱向中心距為40mm，根據(jù)零件尺寸要求給定合適的公差；鉆套中心到定位板端面距離為144.5mm，根據(jù)零件尺寸要求給定合適的公差（詳見圖5）。

圖8 筒管架定位孔加工

（2）定位兩個9X10長圓孔的菱形定位銷為∮9 寬為8mm（如圖6所示）；定位銷與鉆模體采用∮12H7/m7配合。

（3）鉆∮8.1+0.050 定位孔用的鉆套內(nèi)徑∮8.1+0.05+0.03，鉆套與鉆模板采用∮14H7/m6配合（如圖7所示）；

4.5 筒管架定位孔的加工過程

（1）將筒管架定位孔加工工裝放到鉆床的工作臺上，調(diào)整后使鉆頭正好對準(zhǔn)鉆套，壓入順暢后用壓板將工裝固定到鉆床工作臺；

（2）調(diào)整圖5中M12螺柱至適當(dāng)高度，擰緊梅花手柄使壓板正好能壓住筒管架，用螺母將M12螺柱備住，使其高度不再發(fā)生變化；

（3）松開梅花手柄，壓板位置后推，以定位銷定位兩個9X10長圓孔，筒管架上的手柄結(jié)合件的右端面靠緊筒管架定位孔加工工裝的定位板，前推壓板，擰緊梅花手柄，使壓板壓住筒管架（圖8所示）；

（4）啟動鉆床打孔，打孔后松開壓板，取下筒管架后倒角去毛刺。

4.6 新工藝的優(yōu)點

（1）加工方式簡單，易于制造，成本相對較低；

（2）操作簡單，對操作者要求比較低；

（3）工裝精度容易保證，定位方便快捷；

（4）采用工裝后精加工一個安裝孔，使其準(zhǔn)確定位，減少裝配的調(diào)整過程，且裝配精度高，絲餅成形很好；

（5）所有定位孔在相同工裝上加工出來，所有筒管架具有互換性，便于現(xiàn)場維修保養(yǎng)。

5 總結(jié)

綜上所述，新的筒管架加工工藝突破了傳統(tǒng)思維模式。采用新工藝后，假捻變形機關(guān)鍵部件——筒管架的加工精度有了很大的提高；大大提高了DTY卷裝成形質(zhì)量，使全機運行更加穩(wěn)定，DTY條干（質(zhì)量）得到了明顯改善；不但提高了加工過程中的勞動生產(chǎn)率，也更方便客戶現(xiàn)場的維修保養(yǎng)；為打造高端和精品假捻變形機奠定了堅實基礎(chǔ)。