直齿罗拉滚齿形加工工艺及工装设计

　　为满足零件加工工艺要求，解决零件上尺寸精度、圆弧形状精度、相互精度。根据零件的用途、作用及外形、工艺要求，对该零件的加工工艺进行了详细的分析。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

　　对罗拉齿形的加工，可以采用铣加工和刨加工，分析两种加工方式，选择了更加合适的刨加工，在加工时由于罗拉零件的特殊性，需要设计出一种专用于罗拉齿形加工的夹具体。在设计夹具时，要注意到工装夹具应具备足够的强度和刚度，夹具的可靠性和灵活性以及良好的工艺性。

　　前言

　　本次我的毕业设计的题目是直尺罗拉辊形加工工艺及工装设计，从题目中就可以看出，本次的毕业设计包括两个方面，加工工艺以及工装设计。

　　机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。

　　工装设计，工艺装备通常是指机械制造中所用到的刀具，夹具，量具，模具，辅具等的总称（简称为工装）。机械制造本身离不开工艺装备的应用。在很大程度上工艺设备决定了机械制造工业的发展。工艺装备的水平是衡量一个工厂技术能力的重要技术指标。因此，工装在机械加工中起到了很重要的作用。工装设计的内容应该包括刀具，夹具，模具及量具设计等。

　　罗拉是纺织机械中起喂给、牵伸、输出等作用的圆柱形回转零件，是英语词“roller”的音译，有辊和轴的含义。广泛用于牵伸、梳理、输送等机构。按所起的作用分为牵伸罗拉、喂给罗拉、紧压罗拉、工作罗拉等。牵伸罗拉是纺纱机牵伸机构的主要零件，由上罗拉和下罗拉成对组成罗拉拑口，握持纱条进行牵伸。罗拉的质量影响输出纱条的均匀度。在不加说明时，通常提到的罗拉即指牵伸下罗拉，它是外圆有沟槽、滚花、或光滑表面的钢制细长轴冲压毕业设计，常沿纺纱机的全长将若干根单节联接成整列，由传动机构积极传动。

　　它的主要技术特征是：①直径应与所纺纤维的长度、上罗拉加压、罗拉的轴承距相适应，有足够的抗弯和抗扭刚度。②具有正确的沟槽齿形和符合的表面光洁度，能有效握持纤维又不致损伤或钩住纤维。③具有较高的制造精度，有互换性，以纺纱质量，减少因罗拉偏心，弯曲等机械因素造成纱条不匀。④表面耐磨而中心坚韧，常用20号钢渗碳淬硬或45号钢淬硬，也有用铬钼钢制造的，有时还要进行耐腐蚀、防锈等表面处理。

　　沟槽罗拉的断面为具有梯形沟槽的齿轮形状。断面参数包括沟槽角α、沟槽深h、节距t、齿顶宽b以及罗拉外径和齿数。齿顶宽是与上罗拉接触的部位，齿顶太窄容易损伤上罗拉和纤维，齿顶太宽则握持力降低。滚花罗拉又称皮圈罗拉，断面是等分的夹角齿轮形状，圆柱表面是均匀分布的菱形凸块，要求能避免皮圈打滑，但又不损伤皮圈。按装配机台沟槽罗拉又分并条、粗纱、细纱三大类。并条罗拉的齿顶宽、沟槽底宽、节距、沟槽角均比粗纱、细纱罗拉为大，细纱罗拉的齿形相对较细较密。沟槽罗拉轴向的齿形方向有直齿、斜齿、人字齿三种。斜齿罗拉和上罗拉的接触点分布均匀，使上罗拉回转平稳。人字齿罗拉相邻沟槽的齿形方向相反、角度相等，有利于上下罗拉的平行。

　　除并条罗拉以外，粗纱和细纱罗拉都是以4锭、6锭、或8锭为一节，再逐节联接。罗拉接头方式有螺纹联接、双头螺栓联接、多槽键联接以及早期的方榫联接等。螺纹旋向有左旋和右旋。联接方式的选择应考虑罗拉正常旋转时螺旋愈旋愈紧的原则。

　　纺纱机械上所用的上罗拉，大多是表面包覆弹性物的，俗称皮辊。也有表面光滑的，称铁辊或轻质辊，个别机器也采用沟槽罗拉。皮辊的表面包覆丁腈橡胶的称为丁腈皮辊。上罗拉通常都由下罗拉摩擦传动，少数也有用齿轮传动的。喂入牵伸机构的纱条具有一定的厚度，为了能均匀地握持纤维，又不损伤纤维，上罗拉需包覆富有弹性的材料。这种弹性包覆物统称为皮壳（或胶管）。皮壳在压力的作用下产生压缩性变形，使皮辊与罗拉的实际握持拑口不是一条线，而是一个面圆柱直齿轮塑料模具毕业设计，形成控制纤维运动的摩擦力场。

　　皮辊由皮辊芯、皮辊铁（钢）壳，轴承和皮壳组成。棉纺并条机等设备上用的皮辊，用胶管套在皮辊芯上，也有的将丁腈橡胶直接浇注在皮辊芯上，支承在两端轴承处。棉、毛等纺纱机上用的皮辊每两锭成一套，皮壳套在两边的皮辊铁壳上，支承在皮辊芯的中间。为增强铁壳与皮壳之间的结合力，铁壳表面有沟槽。皮辊用的轴承有滑动轴承和滚动轴承两种。皮辊的规格、种类很多，直径精度和表面光洁度要求较高，表面须经磨削加工。丁腈皮壳具有硬度和厚度均匀、无接头、富有弹性、在重加压下不易产生永久压缩变形、耐磨、价格便宜以及可以用不同的配方获得不同的性能，来适应各种工艺需要等优点，20世纪50年代以来已代替了用天然皮革和软木等做的皮壳。胶管用套或胶粘的办法装配在铁壳上。用机械或气压使胶壳内径胀大后套在铁壳上的，称为套皮辊。用胶粘剂把胶管和铁壳胶牢，可以避免在重加压下运转时胶管从铁壳上滑脱下来。也可以把丁腈橡胶直接梳化在薄壁合金管上，再压配在铁壳上做成丁腈皮辊，装配方便，能承受重加压，使用寿命较长。

　　普通铣床加工工艺皮辊的表面处理很重要，目的在于获得需要的摩擦系数值。摩擦系统太小，握持力不足，牵伸过程不能正常进行；摩擦系数太大，纤维或整根须条容易绕到皮辊上，造成断头或纱疵。须条绕在皮辊上的现象称为绕皮辊。皮辊的表面处理方法有酸处理和涂料两类。使用渗透性的合成涂料，既能充分发挥橡胶弹性，又能防止绕皮辊，耐久性也好。皮辊与纤维摩擦产生静电，也是绕皮辊的原因。在胶管配方中加入高电解质或抗静电剂和使用合适的表面涂料可防止静电的积聚。皮辊使用日久后，产生中凹、偏心、大小头、同一套上两只皮辊直径不一致、表面微细龟裂、表面处理层剥落或失效等，都需要进行回磨，经表面重新处理后方可再用。

　　尽管有各种不同的罗拉辊类零件，但是他们的加工工艺及其工装设计是有共同点的，他们都属于轴类零件的加工。从加工工艺上分析，轴加工精度的主要是靠技术员的工艺制定，机床的自身精度，设计垫圈拉深冲压模具设计。以及各种加工刀具的精度等。传统的车床车削是依靠人工进行的，不仅费时费力，效率低下，而且要求操作人员有教高的技能，操作人员稍有失误，就会对刀具及其零件造成。多数情况下依靠手工车床车出来的罗拉精度并不能得到。

　　目前，国内各种机械产品展览会上已经展出了各种型号的罗拉产品。在毕业实习以及多次工厂的参观过程中，我发现在郑纺机中都是中有和我课题一样的罗拉加工车床。虽然是人工造作而不是数控车床。在加工精度比较高的地方，需要操作工人有较高的技术及其经验，这样就对操作工人有较高的技术要求。目前国内对罗拉的需求还常大的，竞争也非常激烈。企业如何在激烈的竞争中，很大程度取决于企业的产品质量。从罗拉加工过程来看，加工工艺及其工装设计的好坏起着决定性的作用。因此我们一定要在罗拉的加工工艺及其工装设计上进行深入的研究。