张改红

(经纬智能纺织机械有限公司，山西 晋中 030601)

0 引言

随着市场竞争的日益激烈和环锭纺纱技术的飞速发展，用户对纺纱设备的自动化、连续化、智能化以及纺纱质量、纺纱效率等方面提出更严格的要求，行业迫切需要高质量、高效率、低成本制造的纺织机械零部件产品。龙筋作为棉纺环锭细纱机机架的关键零件，作为安装锭杆与中墙板等其他重要零件的基准件，其质量水平、可靠性、稳定性尤为重要。

1 新型龙筋结构及要求

JWF1572型棉纺环锭细纱机配备的新型龙筋，结构见图1，相比图2所示的原龙筋有较大变化：① 宽度由160 mm缩小为140 mm；② 与中墙板连接的安装孔由原来的4个φ13H8销孔改进为3个φ13H8销孔和1个13H10×15 mm的长圆孔；③ 销孔边距由原来的45 mm改为35 mm。

图1 新型龙筋结构

图2 原龙筋结构

在新型龙筋产品试制过程中，使用中型卧式加工中心加工龙筋安装销孔，加工耗时15 min，效率低、制造成本高，无法满足JWF1572型棉纺环锭细纱机批量生产的需求。

为此，根据新型龙筋的结构特点、加工内容以及精度要求，经技术分析及市场调研，提出2种解决方案：① 对原龙筋专用机床进行改造，增加一铣削动力头以加工长圆孔，并根据需要加装长台面；② 设计制造新型专用刀具，保证在钻孔后能进行铣销加工，实现用1把刀具加工销孔和长圆孔，这样龙筋专用机床改造时，只增加y轴即可。通过技术对比及经济性分析后，决定采用方案①进行技术开发。

2 改造原龙筋销孔加工专用机床

为降低设备改进难度，缩短改进时间，利用原龙筋专用机床动力头加工3-φ13H8销孔，另外在此专用机床上增加可上下移动的铣削动力头，用于加工13H10×15 mm长圆孔[1-2]。通过对原有龙筋专用机床的拆解及测量，选用合适的标准滑台和铣削动力头WS-004BT40，自行设计制造出动力头的y轴支座。y轴支座采用背靠背4条直线导轨，支撑铣销动力头，使动力头具有较好的结构强度，为加工质量提供了硬件基础。由于新增1个动力头，原有的3轴系统无法使用，因此选用4轴控制系统进行改造，为加工专用机床提供软件技术支持。改造前后龙筋销孔加工专用机床模型见图3。

a) 原三轴 b) 新四轴

3 选择刀具和改进工装

在改进龙筋专用机床后，根据龙筋安装孔的位置变化以及加工精度要求[3]，采用硬质合金钻头加工φ13H8销孔，选用φ12 mm四刃杆铣刀通过成形程序加工长圆孔。根据零件材料HT200的切削要求，考虑刀具耐用度，选用高速钢涂层刀具。

由于新型龙筋的定位销加长，销孔边距由原来的45 mm改为35 mm，在原有的30个定位块下侧配备了相应数量厚度为10 mm的等高垫块，以补偿龙筋销孔边距的改变。因此，技术组重新设计并制作了侧面定位块来改进工装，以满足新型龙筋的加工质量要求。

4 程序编制

改进后的龙筋销孔专用机床为4轴数控加工系统，根据龙筋销孔加工特点[4-5]，对程序进行多次调整，以避免滚珠丝杆之间的间隙对零件加工精度的影响。经过技术分析，改进后的程序可以完成机床螺距间隙的补偿。

综上，为保证龙筋加工质量，程序编制时考虑：① 该设备无光栅尺反馈信号，每次在x方向(程序中为X)均采取了反向间隙消除程序，以消除由于丝杠间隙造成的质量误差；② 采取圆周铣方式加工长圆孔，确保其加工质量。

加工程序如下：

M41；

S800 M03；

G00 G54 X0；

G01 Z-130.F2000.；

G81 Z-162.R-130.F200.；

X-1890；

X-2450；

G00 G28 Z0 M05；

G00 G54 X-324.7；

M42；

S1000 M03；

G01 Y-1.5 F2600；

G01 C-128.F2600；

C-128.F1000；

C-151.F60；

C-108.F2000；

… …

5 结语

通过以上措施的实施，JWF1572型棉纺环锭细纱机的新型龙筋顺利实现批量加工，摆脱了大型卧式加工中心的工艺局限，在保证龙筋加工质量的同时，加工时间由原来的15 min缩短至5 min，加工效率大幅度提升，解决了JWF1572型棉纺环锭细纱机新型龙筋加工的瓶颈问题。