高速工业缝纫机零件精密加工新技术

#来稿日期：!""# $ "% $ !& 【摘要】阐述了高速工业缝纫机零件精密加工新技术新工艺，介绍了专用机的加工机理、以及性能 及结构特点，并展望了应用前景。 关键词：专用行星抛光机；缝纫机零件；磨料；添加剂；粗糙度 【!"#$%&’$】!"#$ %&%’( ’)&*+(&,’$ ,"’ -’. ,’/"-#01’ &-2 ,’/"-+)+34 +5 "#3" $%’’2 $’.#-3 6&/"#-’ %&(,$ 7 %(’/#$’ %(+/’$$#-38 %(’$’-,$ ,"’ %(+/’$$#-3 6’/"&-#$68 51-/,#+- &-2 $,(1/,1(&) ,(&#, +5 $%’/#&) 6&/"#-’8 &-2 )++9$ &"’&2 ,"’ &%%)#/&,#+- +5 ,’/"-#01’: ()* +,%-#. /0)’1&2 02&3)$&%* 0,21#4135 6&’413)7 /)+)35 6&’413) 0&%$#7 !"%)7 !--1$18)7 9,:54-)5%)) ;4) 3)+ $)’431<:) ,= 4154 #0))- 13-:#$%1&2 #)+135 6&’413) 0&%$#>0%)’1#) 0%,’)##135 ’()* +,- $ ./-0 12/,-3/- 456789:;-/: <-/=9>?/87@ 2;9A-?88B89 5C D9:;,-/: ,-E )69:8>5-/:@ 2/,-3/-F""#&"@ ’;/-, G 陈万卿 1天津工业大学，天津 F""#&" G 中图分类号：2(#&# 文献标识码：H iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii i i i i i i i i i i i i i j j j j 文章编号：#""# $ FII% 1!""! G"F $ "#"" $ "! 高速工业缝纫机零件精密加工新技术 # 前言 各种高速工业缝纫机是服装加工的主要设备。缝纫机零件 的质量好坏直接影响服装缝制质量及整机的性能和使用寿命。 高速缝纫机零件，如：曲轴、连杆、凸轮、压脚、送布牙、挑线杆、 面板线勾、过线架、压紧杆板手、各种螺钉等数百种零件。品种 多、使用量大、形状复杂，大部分属于异形零件，加工部位多，精 度和表面质量要求高，加工质量不好保证，生产中存在着很多 难题。 我们进行了广泛地调研。目前我国工业缝纫机整机及其零件 产量较大，生产厂家主要是中外合资或外商独资企业，产品一部 分内销，并有一部分出口。零件毛坯制造多采用精密铸造，模型锻 造或板料冲压等工艺。零件机械加工工艺复杂。热处理后的表面 处理多采用喷砂和振动光饰加工，产品质量较差，达不到图 纸的要求，与国外同类产品比较相差甚远。在国际市场上没有竞 争力，价格很低，只有日本同类产品的 # J F K # J &。企业的经济效 益受到很大影响，因此，提高产品质量是各生产厂家的迫切要 求。 ! 产品试验 我们在调查研究的基础上，分析了各种零件的技术要求和 现行的加工工艺，制定了几种新的加工工艺，改制了试验 设备，对几种工艺方案进行对比试验，优选出适合高速缝纫机 零件的工艺方案，设计并制造了专用行星抛光机和辅料。 根据国家对有些零件的技术要求：如摆梭技术要求 1LMNO!N $ PN G有：与缝线接触的部位应光滑，光洁度不低于ZI 1即表面粗糙度 Q,k"R !!SG；针板技术要求 1LMNOFF $ PN G 有： 槽边缘应平直无毛刺；容针孔口应无毛刺；底面孔口光滑倒圆； 又如活压脚 1LMNOFO $ PN G、卷边压脚 1LMNOFN $ PN G 技术要求 有：底平面应平整光滑；送布牙 1LMNOF% $ PN G技术要求有：齿形 加工良好，外观应无裂纹、伤痕、毛刺等缺陷；压紧杆 1LMNOFP $ PN G技术要求有：表面不应有裂纹、伤痕、毛刺、锈迹等缺陷。 经过我们新的工艺试验：粗抛g清洗g精抛g清洗g甩干g 擦干等工序，加工各种缝纫机零件从外观和表面质量上已达到或 超过设计要求和国家标准。表面粗糙度达到 Q,"R !!S以上，表面 光亮清晰见人影，边角上毛刺得到彻底清除，并形成均匀一致的 圆弧半径，外观和手感质量已赶上或超过具有国际先进水平的日 本同类产品；提高了在国际市场上的竞争力，售价提高，如送布牙 从每套仅售 N"元提高到 #&O元，提高了 N倍，现已在有些缝纫机 厂得到了应用，获得了显著的经济效益。 1见表 #G 表 # 高速工业缝纫机零件新旧工艺综合比较 ; <== ; 《机械设计与制造》 TB-R !""! *5R F D,:;/-9>7 U9?/0- V D,-BC,:8B>9 主要特征 产生的离心力和相对 运动，对零件产生一 定压应力，质量稳定 借助磨料和工件相对 运动，质量不稳定 对零件喷射加工 质量不稳定 噪音大，有污染 #" 小时以上 低 较大 不可以 较大 无改进 8Q,"R "O!S 暗灰 较差 N" 元 J套 噪音大，有污染 #" 小时以上 较高 大 可以 较大 有改进 8Q,"R "O!S 暗灰 较差 N" 元 J套 生产条件 处理时间 生产率 耗电 细长、薄壁零件 零件相互撞击 表面疲劳强度 最低表面粗糙度 光亮程度 外观和手感质量 售价 1以送布牙为例 G 噪音小，有污染 ! 小时 高 小 可以 很少 较大提高 8Q,"R "!!S 光亮 好 1已赶上或超 过日本同类产品 G #&O 元 J套 旧工艺 振动光饰 振动光饰机 1 OW+G 旧工艺 喷砂 喷砂滚筒机 1!"W+G 类别 加工工艺 设备 新工艺 行星抛光 行星抛光 1 #R OW+G 《机械设计与制造》 !"#$ %&&% ’($ ) *+,-.#/01 2/3.4# 5 *+#"6+,7"0/ ! "#" ! ) 行星抛光机的加工机理 现在多数生产缝纫机及其零件的厂家，将有些零件热处理 后，其表面处理多用喷砂处理。喷砂处理是用压缩空气输送一定 粒度的碳化硅 8欲称金刚砂 9到喷枪的喷嘴，以很高的速度喷射到 零件表面，借以清除零件表面上的氧化皮、碳黑等。这种加工 出的零件表面呈小坑状 8俗称小麻点 9，表面粗糙、发乌、无亮光、 毛刺也不易去除，其外观和手感质量均较差，达不到标准。 我们研制的专用行星抛光机传动示意图见图 :，加工机理 见图 %。 图 : 行星抛光机传动示意图 : 电机 % 皮带 ) 张紧轮 ; 行星链轮 < 料桶 = 中心链轮 > 转塔 ? 皮带轮 我们研制的行星抛光加工工艺，首先将零件、磨料、添加剂 8又名抛光液 9按一定的配比装入数个密封的行星滚筒内。行星 滚筒等距离的装在转塔的外圆周上。当转塔以一定的速度按顺 时针方向旋转时，行星滚筒一方面随转塔旋转，另一方面以慢 速沿逆时针方向旋转。其速度与转塔速度成一定比例。转塔的 转速称为公转转速，行星滚筒的转速称为自转转速。设转塔的 旋转中心为 &，转速为 $:，行星滚筒的旋转中心为 &:，转速为 $%， 中心距 &&: 即为转塔半径 @。当转塔转速 $:A &，若行星滚筒转 速 $% B &时，且 &&: B %保持不变，则滚筒将随转塔以同样转速 旋转，同时在滚筒内形成一个半径为 %&的曲面，零件与磨料相 互压紧，无相对运动，因此，没有加工过程进行 8图 %C 9；但是，当 行星滚筒相对转塔沿相反方向以转速 $%A & 慢速旋转时 8图 %, 9，因转塔仍以 $:A & 转速快速旋转，这样在滚筒内的零件和 磨料等将形成一个新曲面 8图 %, 9虚线 9。但是，在离心力的作用 下，零件和磨料力图回到原来位置，因此从 &到 ’形成一个滑 移层，使零件和磨料之间产生相对运动，借以去除毛刺、倒角、 倒圆、精整和抛光。 图 % 行星抛光加工机理示意图 下面对曲面上任意质点的受力情况下分析，如图 % 8 D 9 所 示，设由零件和磨料等将形成的曲面 E*F上任意质点为 (，当 $:A &G $%A &时，质点 (所产生的离心力可用下式求出： ) 离 * +!%· , * 8 - . / 9 !%· , H < I 8: 9 ): B 8 - . / 9 !%:· ,: 8 % 9 )% B 8 - . / 9 !%%· ,% 8 ) 9 ! * %0 $ ): B 8 - . / 9 8 %0 $: 9 %· ,: 8 ; 9 )% B 8 - . / 9 8 %0 $% 9 %· ,% 8 < 9 设计时，$:A $% 由上式 8 ; 9 8< 9得知：): A )% 又因：0 离 * !%· , 8 = 9 0: B !:%· ,: 8 > 9 0% B !%%· ,% 8 ? 9 ! * %0 $ 0: B 8%0 $: 9 %· ,: 8 J 9 0% B 8%0 $% 9 %· ,% 8 :& 9 式中：) 离——— 离心力； ):——— 转塔的离心力； )%——— 滚筒的离心力； !——— 角速度； -——— 质点重量； ,:——— 质点 (到圆心 1的距离； ,%——— 质点 (到圆心 1: 的距离； $:——— 转塔的转速； $%——— 滚筒的转速； 0 离——— 离心加速度； 0:——— 转塔 的离心加速度； 0%——— 滚筒的 离心加速度。 设计时： $:A $%由上式 8 J 9 8:& 9 得知：0:A 0% 当将上述离心力 )%、):沿法向和切向分解时，则分别得到 法向分力 )% 2、): 2和切向分力 )% 3和 ): 3。由图 %D可知，法向 分力之和 8 )% 2 4 ): 2 9在零件和磨料之间产生接触应力，而切向 分力之和 8 K )% 3 4 ): 3，L：顺时针方向，K：逆时针方向 9 则使 零件和磨料产生相对运动，从而实现了磨料对工件的加工。 在行星抛光加工中，行星滚筒的公转转速 8即转塔转速 9 大 于其自转转速 8 $:A $% 9，使零件和磨料之间获得较大的相对运 动。行星滚筒内的零件和磨料在公转时产生的径向加速度和行 星滚筒自转径向加速度 8 0: L 0% 9 的共同作用下，使行星滚筒中 的零件和磨料不断做滑动和翻滚运动，并得到相当高的研磨力 8是回转滚筒的研磨力的 =&倍以上 9 H% I；同时，转塔在公转时产 生大约地心引力的 %&倍 M <&倍的离心压力 H : I。使零件和磨料 之间产生很高的压力，而行星滚筒低速的自转使零件产生滑动 和翻滚。这样使零件、磨料和添加剂产生相对磨蚀、挤压和磨削 ((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( 文章编号：!""! # $%%& ’(""( )"$ # "!"( # "$ #来稿日期：(""! # "& # (* 高 速 切 削 过 程 的 优 化 刘战强 艾 兴 ’山东大学机械工程学院， 济南 (+""*! ) !"#$%$&’#$() (* +$,+ - ."//0 %’1+$)$), "2(1/.. ,-. /012 # 341256 7- 8425 ’9:;1<=>:2= ?@ A:B0124B1C D2542::<4256 E012F?25 .24G: ; 《机械设计与制造》 JP2O (""( Q?O $ A1B042:书

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