梳理机压网辊圆网加工工艺探讨

颜良风

摘 要：本文主要介绍了梳理机压网辊新型圆网的加工工艺。与以往加工的圆网相比，该圆网直径小、壁厚且长度长，长径比过大，不易加工。本文采用冷加工方案进行加工，并结合圆网类零件的生产经验，采用合理的工艺方法和措施，以解决加工难点问题。

关键词：圆网;加工工艺;冷加工

中图分类号：TS103.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）29-0070-03

Abstract： This paper mainly introduced the processing technology of the new round net for the press roller of the carding machine. Compared with the previous processing of the circular mesh， the diameter of the circular mesh is small， wall thickness and length are long， and the ratio of length to diameter is too large， so it is not easy to process. In this paper， the cold processing scheme was used to process， and combined with the production experience of circular mesh parts， reasonable process methods and measures were adopted to solve the processing difficulties.

Keywords： circular mesh;processing technology;cold working

1 研究背景

圆网是通过在钢板上冲出孔距不同的圆孔后卷制而成的工件，具有重量轻、透气率高的特点，在郑州纺机工程技术有限公司被广泛应用于棉纺、轧花、烘干、水刺机等产品中，但应用于这些设备中的圆网都不和织物直接接触，且直径D通常大于500mm，L（长度）/D（直径）<6，对表面质量和加工设备要求都不是特别高。随着郑州纺机工程技术有限公司梳理机产品的升级，对设备的性能要求逐渐提高，相对之前产品所用圆网来说，目前梳理机压网辊圆网需要一種轴向长、直径小、刚性强、表面质量好、技术要求高的新型圆网。该圆网要求所用材质为0Cr19Ni10，圆网外径Φ298mm，壁厚为3mm，网身圆孔直径Φ4mm，孔距横向8mm、纵向7mm，孔区长度2 820mm，直线度1mm，圆度0.6mm，外径尺寸要求较高。加工难点是圆网直径小、壁厚且长度长，长径比过大，如图1所示。

2 工艺分析

2.1 采用机加工方法

通过调研可知，目前市场上没有完全符合设计尺寸要求的管子，若采用外径大于圆网外径Φ298mm、内孔小于Φ292mm的管子，则需要同时加工管子外圆和内孔。由于不锈钢材料韧性较大，导热性差，易产生积屑瘤，因此，管子表面质量差。

薄壁长管外圆加工相对比较容易，但加工内孔时，对设备要求较为苛刻，工件刚性不适宜在车床上加工，且目前没有适用于内外圆同时加工的机床设备。

在管子上打满Φ4mm的圆孔，可采用专门的加工工装，但圆网孔生产周期长，加工产生的毛刺不易清理。

2.2 采用冷加工方法

与郑州纺机工程技术有限公司以往生产的圆网相比，该圆网直径小，轴向长，钢板厚，利用当前现有设备卷圆比较困难。通过对郑州纺机工程技术有限公司现有的卷圆机加工能力进行分析可知，其中一台设备上辊直径Φ200mm、最大卷圆板厚3mm、最小卷圆直径Φ320mm，而我们的圆网板厚为3mm、内孔直径为Φ298mm。可见，圆网板厚达到卷圆最大板厚，直径接近最小卷圆直径。从经验判断，相对以往加工板厚1mm或2mm和较大直径Φ500mm的圆网来说，该圆网的加工难度相对较大，再加上圆网长度2 860mm，如果卷圆压力不均，则会损坏卷圆设备。

圆网形位公差圆度、直线度要求高，相对以往加工板厚1mm或2mm和直径Φ500的圆网来说，钢板较厚，网体直径小，圆网刚性增加，对于冷作件来说，修整圆网工作愈加困难。

网板加厚，冲孔直径小，根据以往加工经验和工艺性要求，冲孔直径应是板厚的1.5倍，3mm厚钢板冲孔直径d≥Φ4.5mm，Φ4mm超出了正常加工的冲孔范围，同时冲切圆孔时断裂面不可避免会产生冲孔毛刺，且毛刺问题特别突出。

卷圆后，拼接焊缝处孔区挂丝严重，在孔区拼接时，孔区内形成了不规则焊道焊疤，缺乏好的修磨抛光方法。

综上可知，采用机加工方法不能完成圆网的加工，此方案不可取。冷加工方案虽然有很多技术难点，但可以针对每个难点采用合适的工艺方法，还是有必要尝试的。

3 制定加工工艺流程

经过收集相关资料和工艺信息，对该圆网进行分析，确定了冷加工的工艺流程：平整→冲孔→机械抛磨反面大毛刺→粗下料（周边放余量20mm）→抛光→平整→电抛光孔内细小毛刺→精下料（设计尺寸）→槽头（予弯）→卷圆→修整→拼接（纵横焊道）→电焊（氩弧焊）→修正→粗修→精修→砂光。

4 加工过程

4.1 圆网材料的选择

冲切加工高密度网板，材料的选择非常重要，不锈钢板既要有一定的塑性，又要有合适的硬度和脆性。不同的厂家由于轧制和冶金工艺不同，生产的材料性能略有差异，对冲孔的影响较大。经过多次试验，本文决定选用上海某企业生产的3mm厚的0Cr19Ni10不锈钢板。

4.2 圆网的冲孔

由于所冲孔的孔径大小超出了极限范围，孔又过密，容易造成冲头弯曲和变形。冲孔前对板料的平整有非常严格的要求。对于板材的平整，笔者选在薄板平整机上进行反复平整，直到符合冲孔要求。对于工作一定时间的冲头，要按时检查其磨损情况，及时更换磨损比较严重的冲头，始终保持刃口锋利，避免冲孔时产生翻边毛刺。

4.3 圆网的抛光

采用机械抛光可以去除网孔比较大的毛刺，但应采取合适的抛光方法，避免产生新的毛刺。如果采用一个方向的抛光方法，虽然可去除较大的毛刺，但较小的毛刺会倒向孔内，从而加大清除孔内毛刺的难度。因此，应采用正反交替的方法进行抛光，从而达到最佳的抛光效果，如图2所示。此外，抛光轮的粒度应由粗到细逐渐过渡，这样会更好、更快地将大小毛刺抛光。

机械抛光对孔内细小毛刺效果不佳，为此，在机械抛光清除表面大毛刺的前提下，增加电抛光工艺，利用尖端放电原理，把孔内细小毛刺通过电溶解方法加以清除，同时提高网板的表面质量，取得了一举两得的效果。

4.4 网板下料

粗下料是为解决网板在机械抛光时因产生热量而产生的变形和伸长的问题，同时把多余的无孔区去除，便于为精下料前的平整创造条件。

圆网的外径尺寸全靠展开尺寸来保证，因此，保证下料的精确度至关重要。为了实现精下料，通常采用手工与自动切割相结合的方法。首先，以孔区定位划无孔区直角线，然后利用剪床剪去多余的无孔区，再以剪下料边做定位基准，最后用激光切割机精确下料。

4.5 网板的平整与热处理

由于冲孔后钢板内部结构改变，应力重新分布，破坏了原有的应力平衡，因此，会出现硬化问题，冲孔区域会出现松弛不平、波浪起伏的现象。受板厚和不锈钢材质的影响，平整比较困难，所以采取固溶处理去除冲孔应力，改善硬化问题。固溶处理的关键点是温度控制，如果加热温度较低，则强度难以降低，塑性難以增加;如果加热温度过高，会使网板塑性、韧性降低。结合公司其他类型网板的固溶处理经验和多次工艺试验，确定网板加热温度为1 000～1 050℃，短暂保温后，采取快速水冷却。固溶后，网板的强度和硬度降低，塑性和韧性得到提高，便于网板的平整，同时提高了材料的耐腐蚀性。网板平整采用的是钢板平整机，经过多次机械平整，并辅助人工精平的方法，能较好地解决网板的平整问题[1]。

4.6 槽头（预弯）

圆网卷圆对接边在卷圆机上不易卷压成型，需要在卷圆前对对接两边进行槽头预弯。为解决槽头定位问题，在槽头区域，间隔20mm划出平行线，折弯机的上模划出中心线，每压一刀，都要保证上模中心线和网板的平行线重叠，槽头问题迎刃而解。

4.7 卷圆

卷圆加工采用的是对称式三辊卷圆机，卷圆时应注意以下几方面问题。①三辊卷圆机上下辊的间隙调整。通过相同材料板厚的边角料来调整上下辊间隙，保证上下辊平行。②送料边与上下辊平行。通过划线对角尺的方法控制网板的中心线运行轨迹与上下辊垂直。③施压时压力的掌握和次数及外径尺寸的控制。逐步渐进施压，分多次进行卷圆，并制作外径R圆弧样板，控制外径尺寸。

4.8 网板的组焊

卷圆完成后，是圆网对接边的焊接。奥氏体不锈钢的膨胀系数比低碳钢大，变形与应力问题比低碳钢突出，易产生过热和不易焊透的问题。根据这样的物理性能，采用高能焊接方法有助于快速加热，减小热影响区和过热程度，同时增加熔深，所以采用氩弧焊接[2]。为保证焊透，采取在网板上增加坡口的措施。

为保证整个圆网的形位公差要求，笔者设计了专门的外圆修正工装和组焊辊筒工装，利用分段卷圆，分段施焊，分段修正，再利用组焊工装将分段圆网拼焊而成，用圆弧样板和平尺检验其圆度和直线度，有不符合要求的地方用外圆修正工装手工进行修正。抛光焊道和外圆，抽出组焊工装，这样整个工件就制造完成了。

5 结语

对于圆网的冷加工，采用整体卷圆。目前来说，网区焊接毛刺处理存在不少制约因素，通过分析和工艺试验验证，拼接处保留合适无孔区，同时进行分段卷圆，再利用组焊工装拼接、焊接，所有问题就迎刃而解，既能提高其工艺性，又能缩短生产周期，提高加工效率，达到事半功倍的效果。

参考文献：

[1] 姚慧珠，郑海泉.化工机械制造[M].北京：化学工业出版社，1990.

[2]王爱珍.工程材料及成形技术[M].北京：机械工业出版社，2003.