CN1840755A - 分体式钢领及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分体式钢领及其加工方法，由环状底座和跑道座圈组成，两者间通过过盈配合方式连为一体，跑道座圈的材质为中碳钢、工具钢、合金钢中的任一种，跑道座圈和环状底座均由管材分别加工后组装而成，跑道座圈经半精加工后，经淬火处理、磨削加工和表面抛光处理，跑道的硬度为HRA81.5以上，表面粗糙度Ra≤0.4μm，圆度≤0.01mm；跑道座圈和环状底座的机械加工、热处理工艺均为典型现有工艺，跑道可实现磨削加工，这样既能保证跑道的加工精度，又能保证跑道的硬度，能有效防止纱线毛羽、节点的产生，有利于提高纺纱质量，使用寿命达36个月以上。
Description
技术领域：
本发明涉及一种纺织细纱机上使用的钢领及其加工方法。
技术背景：
钢领是环锭细纱机、普通环锭捻线机等纺纱机上的关键部件，它与钢丝圈、锭子、纱管等配套共同完成纱线的加捻及卷绕。钢领由环状底座和跑道座圈组成，在使用过程中，钢丝圈套在异型轴套上端的跑道上，并沿跑道高速滑行，钢领的使用寿命主要取决于跑道的耐磨性及加工精度，现有钢领的寿命一般为6-7个月，即使表面经碳氮共渗，其使用寿命也只有9个月左右。它是环锭细纱机、普通环锭捻线机上的易损件，其用量很大，仅国内的年需求量就要超过9000万只。目前，国内广泛使用的钢领，都是用低碳钢(20钢)加工成的整体式钢领，其成形方法有二种：
第一种：用板材经冲压成形，其加工工艺流程是：带钢板材→落料→冲底孔→拉伸→切边→翻边整形→成形车削→挤压轧光→热处理(碳氮共渗)→抛光；
第二种：用管壁较厚的无缝钢管直接加工成形，其加工工艺流程是：车削成形→挤压轧光→热处理(碳氮共渗)→抛光；
现有钢领在加工和使用过程中存在三个问题：
(一)、材料利用率不高，材料的利用率只有35％左右。
(二)、钢领的加工精度不高，尤其是形位精度很难达到理想的使用要求。
(三)、跑道作为钢领的主要工作部位，不仅形位精度要求很高，其圆度应≤0.05mm，而且其耐磨性要求也很高，即跑道部位的硬度应≥HV800，而现行钢领跑道的硬度虽然能够满足要求，但圆度只能达到0.1～0.2mm，无法理想地满足这一要求。
为了克服现有钢领的不足，人们也想了不少改进方案，例如采用碳氮共渗，磁化渗硫、淬火、低温回火处理等热处理方法或通过表面冷作硬化，但由于表面处理层的厚度较小，一般在0.3mm以下，且在热处理过程中，钢领的变形量较大，若要提高其形位精度，必须通过磨削加工来修正，现有产品结构难以实现磨削加工，即使能够进行磨削加工，其耐磨层又会被磨掉，使跑道丧失应有的硬度，因此现有钢领在加工精度、耐磨性、使用寿命等方面无法达到最佳匹配状态。
国外出现了用轴承钢加工而成的整体式钢领，这种钢领虽然能够通过热处理提高其硬度，但由于跑道座圈上的跑道距环状底座的距离太小，很难用磨削方法加工跑道，跑道的加工精度难以提高，其圆度与现有钢领的加工精度相当，圆度只能达到0.1～0.15mm。虽然这种钢领使用寿命可提高到12～15个月，但其加工精度仍然无法得到提高，由此生产出的纱线质量与现有普遍钢领相当，加之这种整体式钢领的成品率较低，材料利用率也不高，因而这种整体式轴承钢钢领的成本比现有普遍钢领高得多，其寿命、性能、价格比并不理想，这种钢领未能得到推广使用。
在实际使用过程中，钢领不同部位的加工精度和耐磨性要求是不同的，跑道座圈上的跑道部位的要求最高，硬度应≥HV800，圆度应≤0.05mm，表面粗糙度应≤0.4μm；而环状底座对耐磨性则没有特殊要求，形位精度要求较高，外圆的圆度及底平面与跑道平面间的平行度应≤0.03mm。而现有钢领的硬度、强度、耐磨性处处相同，跑道部分的加工精度和硬度无法进一步提高，而环状底座部分的硬度存在质量过剩；同时，整体式钢领的材料利用率无法提高。采用何种技术方案才能既提高纺织用钢领的加工精度和材料利用率，又能提高钢领的使用寿命，这是人们长期以来一直希望解决的技术难题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种分体式钢领及其加工方法。
本发明所述的分体式钢领，包括环状底座和跑道座圈，在环状底座上设有定位安装孔，在跑道座圈的上端设有跑道，跑道座圈安装在环状底座上的定位安装孔内，两者之间通过过盈配合方式连为一体，跑道座圈的材质为中碳钢、工具钢、合金钢中的任一种，跑道的表面硬度≥HV800，表面粗糙度Ra≤0.4μm，跑道的圆度≤0.03mm。
上述分体式钢领的加工方法，包括跑道座圈加工、环状底座加工及跑道座圈与环状底座的组装，跑道座圈和环状底座均由相应管材按轴套类零件加工而成，其中跑道座圈加工包括管材落料、半精加工、淬火处理、磨削外圆、磨削跑道、表面抛光处理，跑道的硬度≥HV800，表面粗糙度Ra≤0.4μm，跑道的圆度≤0.03mm，跑道与外圆同轴；环形座圈也由管材加工而成，其内孔与外圆同轴，环状底座的内孔圆度≤0.03mm；跑道座圈的外圆压装在环状底座的内孔中，跑道平面与环状底座底平面的平行度≤0.03mm。
所述跑道座圈的半精加工包括精车或粗磨外圆、精车或粗磨两端面、镗内孔、车跑道，在跑道座圈的外圆表面及跑道处留足磨削余量。
由于本发明将钢领设计成环状底座、跑道座圈两部分，两者间通过过盈配合的装配方式连接成一体，环状底座、跑道座圈都可以直接选用相应材质的管材作为原料，不仅材料的利用率较高，达到51％～55％，而且环状底座和跑道座圈的加工工艺均为成熟的典型加工工艺，跑道座圈通过淬火能获得较高的硬度，跑道座圈和环状底座均可实现磨削加工，尤其是跑道可顺利地实现成型磨削加工，这样既能保证跑道的加工精度，圆度能控制在0.03mm以内，又能保证跑道的硬度，跑道座圈和环状底座之间可直接压装成一体，这种结构的钢领，不仅使用寿命长，而且能有效防止纱线毛羽、节点的产生，有利于提高纺纱质量；经实际试验比较，本分体式的轴承钢钢领与普遍钢领纺制出的纱线，纱线的毛羽、节点及钢领寿命对比如下表：
| 项目 | 2mm毛羽/根.10m-1 | 细纱断头/根.(千锭.h)-1 | ||
| 分体轴承钢钢领 | 普通平面钢领 | 分体轴承钢钢领 | 普通平面钢领 | |
| 新钢领 | 72 | 85 | 17 | 32 |
| 1个月 | 72 | 78 | 17 | 30 |
| 3个月 | 72 | 75 | 16 | 29 |
| 6个月 | 72 | 77 | 16 | 30 |
| 9个月 | 71 | 79 | 16 | 31 |
| 12个月 | 71 | 96 | 16 | 35 |
| 14个月 | 70 | 135 | 16 | 45 |
| 24个月 | 71 | 17 | ||
| 30个月 | 71 | 17 | ||
| 36个月 | 72 | 17 | ||
由此可知，本发明所述的分体式轴承钢钢领，不仅使用寿命长，达到36个月以上，而且能有效减少纱线毛羽、节点的产生，且纺纱质量稳定。本产品的成本只比现有产品提高10％～20％，其寿命、价格、性能比极佳。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2为跑道座圈的结构示意图，外径D1、内径d1、跑道内径d、高度H；
图3为环状底座的结构示意图，外径D、内径d3、高度h；
图4为图3中I处的放大图；
图5为跑道座圈的加工工艺流程图；
图6为环状底座的加工工艺流程图；
图7为跑道座圈、环状底座的装配工艺流程图。
图中1-环状底座；11-定位安装孔；2-跑道座圈；21-跑道；22-上端面；23-外圆；24-下端面；25-内孔；26-跑道外曲面；27-跑道内曲面；
具体实施方式：
下面以PG1-4254型钢领为例说明本发明的具体实施方式。
实施例：本发明所述的分体式纺织用钢领PG1-4254，如附图1～4所示，它由环状底座1和跑道座圈2组成，在环状底座1上设有定位安装孔11，在跑道座圈2的上端设有跑道21，环状底座1和跑道座圈2的材质均为轴承钢，跑道21的表面粗糙度Ra为0.4μm，硬度为HV850～900，圆度≤0.03mm，跑道座圈2安装在环状底座1上的定位安装孔11内，跑道座圈2与环状底座1之间采用过盈配合方式连为一体，两者组合后的形状与现有钢领形状相同。
跑道座圈2和环状底座1均选用GCr15轴承钢管材作原料。
(一)、跑道座圈的加工方法：(见附图5)
①选材落料：选用GCr15轴承钢管材，规格为外径49.5，内孔41.5，落料长度H＝10.5mm；
②两端面锐角去毛刺0.5×45°；
③精车或粗磨两端面22、24至H＝10.3±0.05mm；
④精车或粗磨外圆23至D1＝Φ49.2±0.03mm；
⑤以外圆23、上端面定位，镗孔25至d1＝Φ43.6±0.12mm；
⑥以外圆23、下端面24定位车跑道外曲面26，放磨削余量0.1mm；
⑦以外圆23、下端面24定位车跑道内曲面27，放磨削余量0.1mm；
⑧热处理：气氛保护网带炉进行油浴淬火，低温回火；使硬度达到HV850～900，金相组织3～4级；
⑨磨上、下端面至要求；
⑩精磨外圆23至要求；
磨跑道外曲面：以下端面24和外圆23为基准，采用成型法磨削跑道外曲面26至要求；
磨跑道内曲面：以下端面24和外圆23为基准，采用成型法磨削跑道内曲面27至要求；
表面抛光处理：将磨加工完的跑道座圈置于离心光饰机中，利用磨粒进行表面光整处理，粗糙度达到0.1μm；
(二)、环状底座的加工方法：(见附图6)
①割料：选用GCr15轴承钢管材，外径54.5mm，内径48.5mm，长度h＝3.3mm；
②去毛刺：锐角去毛刺0.5×45°；
③磨两端面h＝3±0.05mm；
④磨外圆D至Φ54.1±0.02mm；
⑤镗内孔：以外圆D定位镗孔d3至Φ48.7±0.03mm；
⑥热处理：油浴淬火，低温回火使硬度达到HRC55～60；
⑦磨两端面至要求；
⑧磨外圆D至要求；
⑨磨内孔d3至要求：以外圆D为基准，磨内孔d3至要求；
⑩抛光：采用光饰机进行光整处理至粗糙度0.4μm；
(三)、组装：(见附图7)
将跑道座圈2与环状底座1进行组装，确保跑道座圈2的上端面22与环状底座1下端面之间的平行度≤0.03mm。
实施本发明的方法很多，上述仅为一种实施方法，只要跑道座圈2上的跑道21通过热处理提高硬度采用磨削加工获得加工精度的一切方法均在本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1、一种分体式钢领，包括环状底座(1)和跑道座圈(2)，其特征是：在环状底座(1)上设有定位安装孔(11)，在跑道座圈(2)的上端设有跑道(21)，跑道座圈(2)安装在环状底座(1)上的定位安装孔(11)内，两者之间通过过盈配合方式连为一体，跑道座圈(2)的材质为中碳钢、工具钢、合金钢中的任一种。
2、根据权利要求1所述的分体式钢领，其特征是：所述跑道座圈(2)和环状底座(1)的材质均为轴承钢，所述跑道(21)的硬度≥HV800，表面粗糙度Ra≤0.4μm，跑道(21)的圆度≤0.03mm。
3、分体式钢领的加工方法，其特征是：包括环状底座(1)加工、跑道座圈(2)加工及跑道座圈(2)与环状底座(1)加工后的组装，环状底座(1)和跑道座圈(2)均由相应管材按轴套类零件加工而成，其中跑道座圈(2)加工包括管材落料、半精加工、淬火处理、磨外圆(23)、磨跑道内、外曲面(27、26)、表面抛光处理，跑道(21)与外圆(23)同轴；环形座圈(1)也由管材加工而成，其内孔与外圆同轴，环状底座(1)的内孔圆度≤0.03mm；跑道座圈(2)的外圆(23)压装在环状底座(1)的内孔(11)中，跑道上端面(22)与环状底座(1)底平面的平行度≤0.03mm。
4、根据权利要求3所述的分体钢领的加工方法，其特征是：所述跑道座圈(2)的半精加工包括精车或粗磨外圆(23)、精车或粗磨两端面(22、24)、镗内孔(25)、车跑道内外曲面(27、26)，在跑道座圈(2)的外圆(23)及跑道内外曲面(27、26)处留足磨削余量。
5、根据权利要求3所述的分体钢领的加工方法，其特征是：在跑道座圈(2)的加工方法中包括如下工序：
①选材落料：根据跑道座圈(2)的尺寸选用GCr15轴承钢管材并落料；
②精车或粗磨两端面(22、24)；
③精车或粗磨外圆(23)；
④以外圆(23)、上端面(22)定位，镗孔(25)；
⑤以外圆(23)、下端面(24)定位，车跑道外曲面(26)，放磨削余量；
⑥以外圆(23)、下端面(24)定位，车跑道内曲面(27)，放磨削余量；
⑦热处理：淬火，低温回火；硬度≥HV800，金相组织3～4级；
⑧磨上、下端面(22、24)至要求；
⑨精磨外圆(23)至要求；
⑩磨跑道外曲面：采用成型法磨削跑道外曲面(26)；
磨跑道内曲面：采用成型法磨削跑道内曲面(27)；
表面抛光处理：将磨加工完的跑道座圈(2)进行表面光整处理，使其粗糙度达到设计要求。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN103103652A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 吴江昆鹏纺织有限公司 | 一种新型钢领 |
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