CN104227354A - 一种高速卷绕头中“卡盘轴黑套”的生产制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速卷绕头中“卡盘轴黑套”的生产制造工艺，包括(1)“轴套”的生产制造工艺：原材料正火，粗车外径、端面，加工通长内孔，半精车外径，粗车大、小端内孔各台阶，半成品调质，精车外径、切环形槽，精车内孔、切槽，加工外径各气孔，精磨外径，精磨内孔；(2)“卡盘轴安装座”的生产制造工艺：原材料正火，粗车外径、内孔，半成品调质，精车外径、切环形槽，精车内孔，加工各气孔和定位孔，加工大外径圆弧，精磨内孔；(3)“轴套”与“卡盘轴安装座”的装配工及后加工制造工艺：热装卡盘轴安装座与轴套，加工卡盘轴黑套气孔，精磨卡盘轴安装座左端外径和面，表面煮黑处理。
Description
技术领域：
本发明涉及一种高速卷绕头中“卡盘轴黑套”的生产制造工艺，特别涉及一种一种长度800‐1300mm，直径Φ60‐Φ100mm卡盘轴黑套的生产制造加工工艺。
背景技术：
卷绕头是锦纶纺丝系统中的关键设备，丝束通过卷绕头的高速旋转和精密控制最终卷装成丝饼。只有卷装成丝饼之后才能用于后道的使用，而卷装丝饼的质量是评判这台卷绕头设备优劣的标准。
卷绕头长期处于高速运转状态，正常卷绕速度在4500～5000m/min之间，最高机械速度要求达到5500m/min,由此保证卷绕过程中的可靠性与稳定性非常重要。
卷绕头在运转过程中必须满足高负载且运转无振动，高速连续运转低故障率，自动高速切换成功率100％等要求，所以必须保证高速旋转部件的制造尺寸高精度、高同心度、低偏差和尺寸重复性和尺寸一致性。
卷绕头的生产核心为“卡盘轴光套和黑套”、“压辊”、“槽棍”三大旋转部件。
其中所述的卡盘轴黑套是一种长度为800～1300mm，直径为Φ60‐100mm外形如图3所示的结合件。
发明内容：
本发明提供一种高速卷绕头中“卡盘轴黑套”的生产制造工艺，所述卡盘轴黑套长度为800-1300mm，直径为Φ60-Φ100mm外形为图3所示的结合件。
本发明所述卡盘轴黑套由“轴套”和“卡盘轴安装座”两个零件组成，其中，“轴套”的制造工艺，包括如下步骤：
1，原材料正火
2，粗车外径、端面
3，加工通长内孔
4，半精车外径
5，粗车大、小端内孔各台阶
6，半成品调质
7，精车外径、环形槽
8，精车内孔、切槽
9，加工外径各气孔
10，精磨外径
11，精磨内孔
卡盘轴安装座的制造工艺，包括如下步骤：
12，原材料正火
13，粗车外径、内孔
14，半成品调质
15，精车外径、环形槽和内孔
16，加工各气孔和定位孔
17，加工大外径圆弧
18，精磨内孔
“轴套”与“卡盘轴安装座”的装配及后续加工制造工艺，包括如下步骤：
19，热装卡盘轴安装座与轴套
20，加工卡盘轴黑套气孔
21，精磨卡盘轴安装座左端外径和面
22，表面煮黑处理
本发明所述生产制造工艺方法和作用如下：
“轴套”的制造工艺步骤如下：
步骤1，轴套原材料正火：要求温度控制在850-870℃范围、保证材料最终硬度在HB179-229范围内；
步骤2，粗车外径：要求外径车圆，端面车平，为后工序提供加工基准；
步骤3，加工通长内孔：使内孔与外径同轴度≤1mm；
步骤4，半精车外径：使加工后的外径直线度≤0.1mm，与内孔同轴度≤0.1mm；
步骤5，粗车大、小端内孔各台阶：使内孔与外径同轴度≤0.1mm；
步骤6，半成品调质：调质要求淬火温度840-860℃，回火温度600-640℃；最终将零部件的硬度控制在HB250-280范围内；直线度≤1mm；
步骤7，精车外径、环形槽：本工序要求外径磨削余量控制在0.1-0.2mm范围内，外径直线度≤0.01mm，环形槽与外径同轴度≤0.03mm；
步骤8，精车内孔、切槽：要求外径、内孔、环形槽同轴度≤0.03mm，要求两端内孔同轴度≤0.01mm；
步骤9，加工外径各气孔：以外径和大端端面为基准，工装定位加工外径上各气孔；
步骤10，精磨外径：外径直线度≤0.01mm、圆柱度≤0.01mm、圆度≤0.01mm，外径与内孔同轴度≤0.03mm，为后续提供很好的加工基准；
步骤11，精磨内孔，要求与外径同轴度≤0.01mm，两端内孔同轴度≤0.01mm；
“卡盘轴安装座”的制造工艺步骤如下：
步骤12，卡盘轴安装座原材料正火：要求温度控制在850-870℃范围、保证材料最终硬度在HB179-229范围内；
步骤13，粗车外径内孔：要求外径、内孔外形尺寸成型，减小后加工余量；
步骤14，半成品调质：要求淬火温度840-860℃，回火温度600-640℃；最终将零部件的硬度控制在HB250-280范围内；
●步骤15，精车外径、环形槽和内孔：要求两端外径与内孔同轴度≤0.03mm，为后续加工提供基准；
●步骤16，加工各气孔和定位孔：要求气孔、定位孔位置公差≤0.05mm；
步骤17，加工大外径圆弧：采用花盘工装，加工两侧圆弧，本发明可以同时装夹多个零件，提高生产效率。
步骤18，精磨内孔：要求内孔圆度≤0.005mm,、圆柱度≤0.005mm，与外径同轴度≤0.01mm，可更好地保证后续热装的过盈量和热装精度。
“轴套”与“卡盘轴安装座”的装配及后加工制造工艺步骤如下：
步骤19，热装“卡盘轴安装座”与“轴套”：过盈配合组装，“卡盘轴安装座”加热，工装定位，最终形成“卡盘轴黑套”结合件；
步骤20，加工卡盘轴黑套气孔：气孔位置度≤0.03mm；
步骤21，精磨卡盘轴安装座左端外径和端面。保证外径与内孔同轴度≤0.01mm，要求安装座左端面与外径垂直度≤0.01mm；
步骤22，表面煮黑处理：增加零件美观，防腐蚀。
按照本发明的生产制造工艺，最终完成的卡盘轴黑套的技术参数如下：
卡盘轴黑套通长外径：φ60-φ100mm；
卡盘轴黑套长度：800-1300mm；
两端内径同轴度：0-0.01mm；
内外径同轴度：0-0.03mm；
外径直线度：0-0.03mm；
内径圆度：0-0.01mm；
内径圆柱度：0-0.01mm；
内径粗糙度：Ra0.4-0.8；
安装座左端面与轴线垂直度：0.01mm。
卷绕头最高机械速度：5500m/min；
整机动平衡值：Mr≤3gmm；
本发明的优点在于：
能够高质、高效地完成卡盘轴黑套的生产制造，能够更加平稳地支撑卡盘轴光套的高速运转，最大程度地降低了整机震动水平，保证了卷绕头在5500m/min高速时的平稳运行。
本发明的意外之处在于：
本发明步骤3先将轴套通长内孔打通，然后以通孔为基准加工步骤4外径、步骤5两端内孔，不仅可以提高内孔外径的同轴度要求，还能有效的控制两端内孔的同轴度，更平稳的支撑连轴轴承带动卡盘轴光套高速旋转。
附图说明
图1为卡盘轴轴套图：
图2为卡盘轴卡盘轴安装座图：
图3为卡盘轴黑套图
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。
实施例：本发明的直径Φ75mm×长1019mm卡盘轴黑套的制造具体步骤，结合流程图说明如下：
卡盘轴黑套由“轴套“和”卡盘轴安装座“组成，其中本发明的“轴套”制造工艺具体步骤如下：
步骤1，原材料正火：正火温度860℃，硬度HB192；
步骤2，粗车外径：要求外径车圆，端面车平，为后工序提供加工基准；
步骤3，加工通长内孔：内孔与外径同轴度0.6mm；
步骤4，半精车外径：加工后的外径直线度0.1mm，与内孔同轴度0.1mm；
步骤5，粗车大、小端内孔各台阶：内孔与外径同轴度0.08mm；
步骤6，半成品调质：淬火温度850℃，回火温度620℃；调质后硬度HB260，外径直线度0.7mm；
步骤7，精车外径、环形槽：外径磨削余量0.2mm，外径直线度0.01mm，环形槽与外径同轴度0.02mm；
步骤8，精车内孔、切槽：外径、内孔、环形槽同轴度0.02mm，两端内孔同轴度0.01mm；
步骤9，加工外径各气孔：加工外径上分布的φ5、φ4、φ2气孔；
步骤10，精磨外径：精磨外径工艺尺寸，外径直线度0.01mm、圆柱度0.01mm、圆度0.01mm，外径与内孔同轴度0.02mm；
11)步骤11，精磨内孔：最终外径同轴度0.01mm，两端内孔同轴度0.01mm。
本发明的“卡盘轴安装座”制造工艺具体步骤如下：
步骤12，原材料正火：正火温度860℃，硬度HB190；
步骤13，粗车外径内孔：要求外径、内孔外形尺寸成型，减小后加工余量；
步骤14，半成品调质：淬火温度840℃，回火温度630℃；最终零部件硬度HB268；
步骤15，精车外径、环形槽和内孔：两端外径与内孔同轴度0.03mm；
步骤16，加工各气孔和定位孔：加工分布的φ4和φ1.5气孔；然后加工定位孔，气孔、定位孔位置公差0.05mm；
步骤17，加工大外径圆弧：采用花盘工装，首先加工一侧的R206mm圆弧，然后旋转180°后再加工另一端R206mm圆弧，本发明工装可同时装夹多个零件，提高生产效率；
步骤18，精磨内孔：精磨后内孔圆度0.005mm,、圆柱度0.005mm，与外径同轴度0.01mm；
本发明“轴套“与”卡盘轴安装座“的装配工艺及后加工具体步骤如下：
步骤19，热装“卡盘轴安装座”与“轴套”：“卡盘轴安装座”加热，工装定位，过盈配合组装，最终形成“卡盘轴黑套”结合件；
步骤20，加工卡盘轴黑套气孔：气孔位置度0.03mm；
步骤21，精磨卡盘轴安装座左端外径和端面：外径与内孔同轴度0.01mm，“卡盘轴安装座”左端面与外径垂直度0.01mm；
步骤22，表面煮黑处理：整体煮黑处理。
现有技术制造的卡盘轴黑套在使用过程中经常出现以下问题：
卡盘轴黑套支撑连轴轴承的两端内孔同心度差，造成卡盘轴光套高速运转不稳定，整体卡盘轴震动大，影响卷绕头高速、平稳的运转。
本发明可完全解决此问题，更好地保证两端内孔与外径的同轴度要求。
对比实例：本发明制造与现有工艺制造的卡盘轴黑套两端内孔和外径跳动数据对比：(单位：mm)
Claims (23)
1.一种卡盘轴黑套的生产制造工艺，所述卡盘轴黑套由“轴套”和“卡盘轴安装座”两个零件组成，其特征在于，，包括如下步骤：
(1)其中，“轴套”的制造工艺，步骤如下：
步骤1，原材料正火
步骤2，粗车外径、端面
步骤3，加工通长内孔
步骤4，半精车外径
步骤5，粗车大、小端内孔各台阶
步骤6，半成品调质
步骤7，精车外径、环形槽
步骤8，精车内孔、切槽
步骤9，加工外径各气孔
步骤10，精磨外径
步骤11，精磨内孔
(2)其中，“卡盘轴安装座”的制造工艺，步骤如下：
步骤12，原材料正火
步骤13，粗车外径、内孔
步骤14，半成品调质
步骤15，精车外径、环形槽和内孔
步骤16，加工各气孔和定位孔
步骤17，加工大外径圆弧
步骤18，精磨内孔
(3)其中，“轴套”与“卡盘轴安装座”的装配及后加工制造工艺，步骤如下：
步骤19，热装卡盘轴安装座与轴套
步骤20，加工卡盘轴黑套气孔
步骤21，精磨卡盘轴安装座左端外径和面
步骤22，表面煮黑处理。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤1原材料正火，热处理温度控制在850-870℃范围内，材料最终硬度在HB179-229范围内。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤2粗车外径、端面，使外径车圆，端面车平。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤3加工通长内孔、端面，使内孔与外径同轴度≤1mm。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤4半精车外径，使外径直线度≤0.1mm，外径与内孔同轴度≤0.1mm。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤5粗车大、小端内孔各台阶，使内孔与外径同轴度≤0.1mm。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤6半成品调质，热处理淬火温度控制在840-860℃范围内，回火温度控制在600-640℃范围内，最终零部件的硬度控制在HB250-280范围内，外径直线度≤1mm。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤7精车外径、环形槽，使外径磨削余量控制在0.1-0.2mm范围内，外径直线度≤0.01mm，环形槽与外径同轴度≤0.03mm。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤8精车内孔、切槽，使外径、内孔、环形槽同轴度≤0.03mm，两端内孔同轴度≤0.01mm。
10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤9加工外径各气孔，以外径和大端端面为基准，工装定位加工外径上各气孔。
11.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤10精磨外径，使外径直线度≤0.01mm、圆柱度≤0.01mm、圆度≤0.01mm，外径与内孔同轴度≤0.03mm。
12.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤11精磨内孔，使内孔与外径同轴度≤0.01mm，两端内孔同轴度≤0.01mm。
13.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤12原材料正火，热处理温度控制在850-870℃范围内，材料最终硬度在HB179-229范围内。
14.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤13粗车外径、内孔，使外径、内孔外形尺寸成型。
15.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤14半成品调质，热处理淬火温度控制在840-860℃范围内，回火温度控制在600-640℃范围内，最终零部件的硬度控制在HB250-280范围内。
16.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤15精车外径、环形槽和内孔，使两端外径与内孔同轴度≤0.03mm。
17.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤16加工各气孔和定位孔，精车内孔，使气孔和定位孔位置公差≤0.05mm。
18.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤17加工大外径圆弧，精车内孔。
19.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤18精磨内孔，使内孔圆度≤0.005mm,、圆柱度≤0.005mm，内孔与外径同轴度≤0.01mm。
20.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤19热装卡盘轴安装座与轴套，过盈配合组装，卡盘轴安装座加热，工装定位与轴套气孔对应，将卡盘轴安装座热装在轴套外径上，待冷却后为卡盘轴黑套结合件。
21.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤20加工卡盘轴黑套气孔，使气孔位置度≤0.03mm。
22.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤21精磨卡盘轴安装座左端外径和端面，使外径与内孔同轴度≤0.01mm，安装座左端面与外径垂直度≤0.01mm。
23.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，其中步骤22表面煮黑处理。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |