水刺机抽吸辊筒加工技术改进

朱永斌

摘要：本文介绍了水刺机抽吸辊筒的加工难点，运用滚压原理，通过试验采用擂圆工艺加工，提高了水刺机抽吸辊筒的成形质量，稳定加工质量。关键词：抽吸辊筒;擂圆;滚压原理

前言

抽吸辊筒是水刺机核心零件，技术要求高，通过冷加工手段达到机加工要求，工艺流程长，制造难度大，通过前期制造来看，质量不稳定，很难满足设计要求。前期调研我公司生产的水刺生产线厂家使用情况，对水刺机抽吸辊筒进行现场实测，圆度3mm左右，套上镍网后间隙较大，严重影响抽吸质量。为提高抽吸辊筒质量，提高我公司水刺线的市场占有率，对抽吸辊筒进行擂圆工艺试验，以此改善和提高各项技术指标，提高产品生产效率。

1加工难点

抽吸辊筒圆网总长3720mm，结构采用3mm厚06Cr19Ni10钢板冲孔、卷圆、焊接而成，图纸尺寸要求直径保证在Φ625±0.2mm，圓度≤1mm，直线度误差≤0.5mm，以我公司现有设备达到上述技术要求较困难。由于抽吸辊筒圆网超长，根据圈圆机设备本身固有特性，如果整体圈圆，圆网筒体容易出现受力不均匀，会造成喇叭口状态，出现无法修整的局面，因此目前采用分段加工，分段修整，分段组焊方法，对圆网成形质量造成很大影响。抽吸辊筒圆网的材料为3mm厚不锈钢板，由于该材料硬度大，对前期料的平整及卷圆成形后，人工修整圆度、直线度造成困难，根据上述情况，我们在加工前对钢板网进行固溶处理，降低该材料硬度，因此圆网材质变软刚性降低，产品成形后质量稳定性不好，对后期的使用有一定的影响。为保证图纸技术要求，各段圆网筒体对接时使用辊体模胎焊接，由于不锈钢板焊接收缩量较大，圆网筒体与模胎必须留有间隙，而间隙直接影响了圆网的直线度和圆度，否则焊接收缩会造成脱网更加困难，焊接变形愈加难以控制。

2化解难点思路

在理清难点后，如何破解成为我们技术改进的方向，经过多方考察分析，目前薄板类加工高精度筒体最有效方法是擂圆，它具有经过冷加工后无需在加工、修整即可满足技术要求的特点，擂圆是以滚压加工原理为基础的，但网板擂圆没有可参考的经验和方法，它是否可行不得而知，如果可行前期难点就可以迎刃而解。因此，我们搜集了一些滚压加工原理的技术资料，找出新的解题思路。滚压加工是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。根据金属变形理论，工件表面在外力作用下，被挤压金属的原子间距离会暂时发生变动或晶粒间产生滑移。当外力达到一定数值时，被加工表面金属除产生弹性变形外，还有塑性变形。由于塑性变形，不仅零件被加工表面的形状发生变化，而且其组织结构和物理性能也发生了变化，使金属被挤压层的组织变得紧密，晶粒变细，晶粒形状也沿着变形最大的方向延伸。由于被挤压筒体是固定在一个刚性壳体内，因而当筒体被挤压变形时，沿径向不可能发生改变，只能沿筒体轴线方向延伸，延伸量大小，与挤压量大小有关。一般情况，金属所受挤压力越大，其塑性变形越充分，挤压所达到的光整效果就越好。同时，在被挤压金属表面层内产生极大的压缩应力，使金属表面层得到强化，提高了表面层的硬度，降低了零件表面粗糙度。被挤压金属表面的强度极限、屈服极限和疲劳极限等也都有所提高，但其相对延伸率和冲击强度则有所降低。这就使零件的抗腐蚀能力有所增加，金属表面层得到强化，使用性能也得到了改善。

3技术改进措施

首先对薄璧类筒体零件加工进行前期调研，目前我公司生产的此类零件居多是Φ570和Φ800烘筒，这些零件我公司浆纱产品中大量使用，对它的技术指标也比较了解，所以我们利用比较接近的Φ570擂圆机进行试验。同外协厂家进行技术交流，利用外协厂家现有擂圆设备，加工直径Φ570mm冲孔不锈钢板网，进行擂圆工艺试验，以便确认擂圆前后各项技术参数。根据外协厂家要求投放两张试验料304不锈钢板，按相关件号冲孔要求外协冲孔，由冷作工去油、反复平直、抛光去毛刺后，精下料成形，槽压两头卷圆成形，控制外圆尺寸为Φ569mm。然后到外协厂家进行擂圆试验，检测成形质量。根据擂圆情况，实验件达到了我们试验要求，由外协厂家设计制作抽吸辊筒钢板网擂圆设备，并提出钢板网卷圆前的技术参数，我公司则按照外协厂家提供的技术参数进行前期加工制造，然后由外协厂家进行擂圆加工成形，保证圆网筒体成形直线度、圆度要求，用我们制定的圆网擂圆验收方案检验成形质量。根据擂圆后圆网伸长量，3721mm抽吸辊筒圆网由原来的四段拼接改为三段拼接，减少一道拼焊工序，节省了加工时间，并且减少了焊接变形，提高了生产效率，有效降低了生产成本。

4技术改进结果

经过前期工作，擂圆以应用于生产过程中，并得到较好效果。

4.1第一件Φ625mm圆网检测结果

（1）直线度验收方法：将圆网两头上工艺闷头及工艺芯轴，架在转架上，用平尺靠圆网水平方向圆柱母线，盘动圆网，用塞尺检测平尺与圆网的间隙应不通过。记录圆网0°、60°、120°水平方向两侧母线，共计6处数据，检测结果数据如下表所示：平尺与圆网最大间隙，在0°检测位置左侧间隙为0.1mm，右侧间隙为0.2mm;在60°检测位置左侧间隙为0.1mm，右侧间隙为0.15mm;在120°检测位置左侧间隙为0.1mm，右侧间隙为0.1mm。（2）圆度验收方法：将圆网两头上工艺闷头及工艺芯轴，架在转架上，转动圆网，用百分表盘在圆网上均分打圆网中跳动，检测结果数据如下所示：在检测均布点1～7位置圆网跳动分别为0.75mm、0.85mm、1.0mm、0.9mm、0.75mm、0.65mm、0.75mm。（3）直径检测方法，用合适外径π尺直接检测圆网外径，在圆网长度方向测量5处，直径应在Φ625±0.2mm以内，检测结果数据如下所示：在检测均布点1～5位置圆网外径尺寸分别为Φ624.9mm、Φ624.85mm、Φ624.85mm、Φ624.9mm、Φ624.9mm。

4.2第二件Φ625mm圆网检测结果

（1）直线度检测结果数据如下所示：平尺与圆网最大间隙，在0°检测位置左侧间隙为0.1mm，右侧间隙为0.1mm;在60°检测位置左侧间隙为0.15mm，右侧间隙为0.15mm;在120°检测位置左侧间隙为0.1mm，右侧间隙为0.4mm。（2）圆度检测结果数据如下所示：在检测均布点1～7位置圆网跳动分别为0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.6mm、0.6mm、0.45mm、0.25mm。（3）直径检测结果数据如下所示：在检测均布点1～5位置圆网外径尺寸分别为Φ625mm、Φ624.9mm、Φ624.95mm、Φ625mm、Φ624.95mm。根据上述检测数据，圆网直径尺寸范围为Φ6250-0.15mm，圆网圆度≤1mm，圆网直线度误差≤0.4mm，满足图纸尺寸要求。

5结束语

通过上述技术改进措施和圆网筒体加工后的各项检测数据结果，得到了擂圆加工的一些关键技术参数，为公司同类型产品积累了丰富的加工经验。对抽吸辊筒圆网进行实测外径达到Φ625±0.2mm公差范围、圆度≤1mm、直线度≤0.5mm，达到预期目标，满足设计图纸要求，提高了产品质量，并提高了产品生产效率。

参考文献：

[1]魏康民.机械制造技术基础[M].重庆大学出版社，2004.

[2]程通模.滚压和挤压光整加工[M].机械工业出版社，1989.