梳理機壓網輥圓網加工工藝探討

顏良風

摘 要：本文主要介紹了梳理機壓網輥新型圓網的加工工藝。與以往加工的圓網相比，該圓網直徑小、壁厚且長度長，長徑比過大，不易加工。本文采用冷加工方案進行加工，并結合圓網類零件的生產經驗，采用合理的工藝方法和措施，以解決加工難點問題。

關鍵詞：圓網;加工工藝;冷加工

中圖分類號：TS103.2文獻標識碼：A文章編號：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

圓網是通過在鋼板上沖出孔距不同的圓孔后卷制而成的工件，具有重量輕、透氣率高的特點，在鄭州紡機工程技術有限公司被廣泛應用于棉紡、軋花、烘干、水刺機等產品中，但應用于這些設備中的圓網都不和織物直接接觸，且直徑D通常大于500mm，L（長度）/D（直徑）<6，對表面質量和加工設備要求都不是特別高。隨著鄭州紡機工程技術有限公司梳理機產品的升級，對設備的性能要求逐漸提高，相對之前產品所用圓網來說，目前梳理機壓網輥圓網需要一種軸向長、直徑小、剛性強、表面質量好、技術要求高的新型圓網。該圓網要求所用材質為0Cr19Ni10，圓網外徑Φ298mm，壁厚為3mm，網身圓孔直徑Φ4mm，孔距橫向8mm、縱向7mm，孔區長度2 820mm，直線度1mm，圓度0.6mm，外徑尺寸要求較高。加工難點是圓網直徑小、壁厚且長度長，長徑比過大，如圖1所示。

2 工藝分析

2.1 采用機加工方法

通過調研可知，目前市場上沒有完全符合設計尺寸要求的管子，若采用外徑大于圓網外徑Φ298mm、內孔小于Φ292mm的管子，則需要同時加工管子外圓和內孔。由于不銹鋼材料韌性較大，導熱性差，易產生積屑瘤，因此，管子表面質量差。

薄壁長管外圓加工相對比較容易，但加工內孔時，對設備要求較為苛刻，工件剛性不適宜在車床上加工，且目前沒有適用于內外圓同時加工的機床設備。

在管子上打滿Φ4mm的圓孔，可采用專門的加工工裝，但圓網孔生產周期長，加工產生的毛刺不易清理。

2.2 采用冷加工方法

與鄭州紡機工程技術有限公司以往生產的圓網相比，該圓網直徑小，軸向長，鋼板厚，利用當前現有設備卷圓比較困難。通過對鄭州紡機工程技術有限公司現有的卷圓機加工能力進行分析可知，其中一臺設備上輥直徑Φ200mm、最大卷圓板厚3mm、最小卷圓直徑Φ320mm，而我們的圓網板厚為3mm、內孔直徑為Φ298mm。可見，圓網板厚達到卷圓最大板厚，直徑接近最小卷圓直徑。從經驗判斷，相對以往加工板厚1mm或2mm和較大直徑Φ500mm的圓網來說，該圓網的加工難度相對較大，再加上圓網長度2 860mm，如果卷圓壓力不均，則會損壞卷圓設備。

圓網形位公差圓度、直線度要求高，相對以往加工板厚1mm或2mm和直徑Φ500的圓網來說，鋼板較厚，網體直徑小，圓網剛性增加，對于冷作件來說，修整圓網工作愈加困難。

網板加厚，沖孔直徑小，根據以往加工經驗和工藝性要求，沖孔直徑應是板厚的1.5倍，3mm厚鋼板沖孔直徑d≥Φ4.5mm，Φ4mm超出了正常加工的沖孔范圍，同時沖切圓孔時斷裂面不可避免會產生沖孔毛刺，且毛刺問題特別突出。

卷圓后，拼接焊縫處孔區掛絲嚴重，在孔區拼接時，孔區內形成了不規則焊道焊疤，缺乏好的修磨拋光方法。

綜上可知，采用機加工方法不能完成圓網的加工，此方案不可取。冷加工方案雖然有很多技術難點，但可以針對每個難點采用合適的工藝方法，還是有必要嘗試的。

3 制定加工工藝流程

經過收集相關資料和工藝信息，對該圓網進行分析，確定了冷加工的工藝流程：平整→沖孔→機械拋磨反面大毛刺→粗下料（周邊放余量20mm）→拋光→平整→電拋光孔內細小毛刺→精下料（設計尺寸）→槽頭（予彎）→卷圓→修整→拼接（縱橫焊道）→電焊（氬弧焊）→修正→粗修→精修→砂光。

4 加工過程

4.1 圓網材料的選擇

沖切加工高密度網板，材料的選擇非常重要，不銹鋼板既要有一定的塑性，又要有合適的硬度和脆性。不同的廠家由于軋制和冶金工藝不同，生產的材料性能略有差異，對沖孔的影響較大。經過多次試驗，本文決定選用上海某企業生產的3mm厚的0Cr19Ni10不銹鋼板。

4.2 圓網的沖孔

由于所沖孔的孔徑大小超出了極限范圍，孔又過密，容易造成沖頭彎曲和變形。沖孔前對板料的平整有非常嚴格的要求。對于板材的平整，筆者選在薄板平整機上進行反復平整，直到符合沖孔要求。對于工作一定時間的沖頭，要按時檢查其磨損情況，及時更換磨損比較嚴重的沖頭，始終保持刃口鋒利，避免沖孔時產生翻邊毛刺。

4.3 圓網的拋光

采用機械拋光可以去除網孔比較大的毛刺，但應采取合適的拋光方法，避免產生新的毛刺。如果采用一個方向的拋光方法，雖然可去除較大的毛刺，但較小的毛刺會倒向孔內，從而加大清除孔內毛刺的難度。因此，應采用正反交替的方法進行拋光，從而達到最佳的拋光效果，如圖2所示。此外，拋光輪的粒度應由粗到細逐漸過渡，這樣會更好、更快地將大小毛刺拋光。

機械拋光對孔內細小毛刺效果不佳，為此，在機械拋光清除表面大毛刺的前提下，增加電拋光工藝，利用尖端放電原理，把孔內細小毛刺通過電溶解方法加以清除，同時提高網板的表面質量，取得了一舉兩得的效果。

4.4 網板下料

粗下料是為解決網板在機械拋光時因產生熱量而產生的變形和伸長的問題，同時把多余的無孔區去除，便于為精下料前的平整創造條件。

圓網的外徑尺寸全靠展開尺寸來保證，因此，保證下料的精確度至關重要。為了實現精下料，通常采用手工與自動切割相結合的方法。首先，以孔區定位劃無孔區直角線，然后利用剪床剪去多余的無孔區，再以剪下料邊做定位基準，最后用激光切割機精確下料。

4.5 網板的平整與熱處理

由于沖孔后鋼板內部結構改變，應力重新分布，破壞了原有的應力平衡，因此，會出現硬化問題，沖孔區域會出現松弛不平、波浪起伏的現象。受板厚和不銹鋼材質的影響，平整比較困難，所以采取固溶處理去除沖孔應力，改善硬化問題。固溶處理的關鍵點是溫度控制，如果加熱溫度較低，則強度難以降低，塑性難以增加;如果加熱溫度過高，會使網板塑性、韌性降低。結合公司其他類型網板的固溶處理經驗和多次工藝試驗，確定網板加熱溫度為1 000～1 050℃，短暫保溫后，采取快速水冷卻。固溶后，網板的強度和硬度降低，塑性和韌性得到提高，便于網板的平整，同時提高了材料的耐腐蝕性。網板平整采用的是鋼板平整機，經過多次機械平整，并輔助人工精平的方法，能較好地解決網板的平整問題[1]。

4.6 槽頭（預彎）

圓網卷圓對接邊在卷圓機上不易卷壓成型，需要在卷圓前對對接兩邊進行槽頭預彎。為解決槽頭定位問題，在槽頭區域，間隔20mm劃出平行線，折彎機的上模劃出中心線，每壓一刀，都要保證上模中心線和網板的平行線重疊，槽頭問題迎刃而解。

4.7 卷圓

卷圓加工采用的是對稱式三輥卷圓機，卷圓時應注意以下幾方面問題。①三輥卷圓機上下輥的間隙調整。通過相同材料板厚的邊角料來調整上下輥間隙，保證上下輥平行。②送料邊與上下輥平行。通過劃線對角尺的方法控制網板的中心線運行軌跡與上下輥垂直。③施壓時壓力的掌握和次數及外徑尺寸的控制。逐步漸進施壓，分多次進行卷圓，并制作外徑R圓弧樣板，控制外徑尺寸。

4.8 網板的組焊

卷圓完成后，是圓網對接邊的焊接。奧氏體不銹鋼的膨脹系數比低碳鋼大，變形與應力問題比低碳鋼突出，易產生過熱和不易焊透的問題。根據這樣的物理性能，采用高能焊接方法有助于快速加熱，減小熱影響區和過熱程度，同時增加熔深，所以采用氬弧焊接[2]。為保證焊透，采取在網板上增加坡口的措施。

為保證整個圓網的形位公差要求，筆者設計了專門的外圓修正工裝和組焊輥筒工裝，利用分段卷圓，分段施焊，分段修正，再利用組焊工裝將分段圓網拼焊而成，用圓弧樣板和平尺檢驗其圓度和直線度，有不符合要求的地方用外圓修正工裝手工進行修正。拋光焊道和外圓，抽出組焊工裝，這樣整個工件就制造完成了。

5 結語

對于圓網的冷加工，采用整體卷圓。目前來說，網區焊接毛刺處理存在不少制約因素，通過分析和工藝試驗驗證，拼接處保留合適無孔區，同時進行分段卷圓，再利用組焊工裝拼接、焊接，所有問題就迎刃而解，既能提高其工藝性，又能縮短生產周期，提高加工效率，達到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1] 姚慧珠，鄭海泉.化工機械制造[M].北京：化學工業出版社，1990.

[2]王愛珍.工程材料及成形技術[M].北京：機械工業出版社，2003.