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1、并条机斜齿罗拉冷轧装置及设备毕业设计目录前言1摘要3Abstract 3弓I 言5总体方案的设计及特点，以及有关计算错误!未定义书签。1. 冷轧成形原理72. 轧轮设计83. 材料尺寸计算93.1轧后齿顶宽度尺寸计算93.2罗拉坯料外径轧前尺寸计算104. 工艺实验124.1主轴转速的确定124.2轧轮最佳轴向走刀量的确定134.3切削液13机构设计14主轴箱的设计14经济分析29总结30致谢31参考文献32纺织行业是与大众生活息息相关的行业，人们的日常生活离不开纺织品。因 此，纺织机械的制造就显得极其重要。我国纺织机械的设计和制造是从新中国诞生后才开始发并壮大的。纺织机械 包括棉、毛、丝、麻
2、、长短化学纤维等各种纺织用纤维材料的纺织、针织、印染 以及化纤成丝。织物后处理和其他辅助设备，纺织行业曾是我国第一创汇行业， 但是近几年纺织行业日渐低迷，走向低谷。纺织机械的落后是影响纺织行业发展 落后的一种重要因素，这给我们的科技工作提出了一个艰巨任务，促使我们努力 设计出高效、先进的机械设备。随着近几年我国的快速发展，纺织行业得到了良好的发展环境。作为一名大 学生，应当自觉担起时代赋予我们的任务，努力投身于科技的研究和开发。开发 出符合时代潮流，有着广阔发展前景的机械产品，并服务与人民。我国的纺织行业的落后体现于多个方面。一是纺织机械的落后；二是没有开 发出新的机械产品的科研技术。作为新一
3、代的国家建设者，我们有义务为纺织行 业的振兴尽自己的一份力量。我的毕业设计课题是并条机斜齿罗拉冷轧装置及设备设计一总体及冷轧装 置设计。设计的主要任务是设计一种加工罗拉斜齿沟槽的工艺和设备，达到提高 生产效率的目的。我的设计思路是在已有设备的基础上进行一定围的改动。可节约成本，又能 快速投入生产，符合现阶段的需要。我此次设计的知道老师是剑飞教授。在这次 的设计中，剑飞教授给予了我很大的帮助。由于设计的时间仓促和经验不足，设计中难免会出现一些问题，欢迎大家提 出指正。以后加以改正，希望这次毕业课题设计能给真正的科技者有益的启迪。本设计通过冷轧加工方法来加工并条机牵引罗拉斜齿沟槽。并介绍了冷轧加
4、工原理及其加工装置。该加工方法比原来的铣削加工沟槽方法生产效率提高了近 12倍。并克服了原来加工方法的诸多缺点，且齿面粗糙度Ra控制在1.6um以。本次设计的加工装置要求设计可靠，通用性好。设计主要容包括总体方案的 选择、冷轧装置设计、轧轮设计、材料尺寸的计算、轴的设计等。关键词：并条机；罗拉；冷轧AbstractThe design by cold processing method to process and machine traction rollers helical grooves. And introduced the principle of cold working and
5、 machining equipment. The processing method than the original method for milling grooves productivity increased by nearly 12 times. And to overcome the many shortcomings of the original processing method, and the tooth surface roughness Ra controlled within1.6um.The design of the processing apparatu
6、s according to the design of reliable, common good. The main contents include selecting the overall design scheme, calculated cold rolling plant design, rolling wheel design, materials, size, shaft design.Keywords： draw frames； roller； cold milling引言沟槽罗拉应用于许多种类的纺织机器上，其中精纺机和粗纱机上的数量最 多。纺织机上的沟槽罗拉是牵引装置上
7、的主要零件。并条机牵引罗拉是直接关系 该机牵引机构性能的重要条件。其基本要求如下：1. 沟槽表面有较小的粗糙度，以免工作中沾着纤维。通过热处理增加罗拉表 面硬度，使其长期运转后，表面无损伤，经久耐用。2. 具有足够的抗扭、抗弯强度，保证牵引工作的正常进行。3. 符合设计图纸尺寸和行为公差等级精度要求，保证零件的互换性和通用 性。4. 用20#钢渗碳淬火或45#钢高频淬火。其表面硬度达到HRA78-81.5，而中 心层保持良好韧性，达到既耐磨又能校正弯曲。5. 罗拉表面保证可靠地把握持纤维半制品，为避免纤维握持部分上下层间相 对滑移，必须防止半制品与罗拉之间产生滑动现象。6. 沟槽面、工作轴颈、
8、导柱、螺纹和导孔应同轴。罗拉两端的加工工作量较大，应将罗拉中部夹住。沟槽罗拉的沟槽加工是最 重要的也是最复杂的加工工序，工艺方法必须与生产类型相适应。生产量大时多 用环形拉刀拉削加工。拉削沟槽生产效率很高，但是拉刀制造比较复杂，拉削生产的罗拉沟槽侧面 可能呈现阶梯状，增加侧面的粗糙度。另外拉刀热处理后的变形，装刀位置的误 差以及尺侧没有后角而引起摩擦挤压等。罗拉沟槽采用铣削加工时，由于每件罗拉分布有5560个螺旋沟槽，一个沟 槽加工时间按2min计算，一件罗拉全部加工时间就要2h左右。并且铣削时冲击 载荷产生振动，不但使加工表面粗糙度增大，而且造成铣刀磨损，甚至出现崩刃 现象。为此，本次设计中
9、采用冷轧成形罗拉沟槽的新方法，一次走刀就可以挤压 罗拉全部沟槽，单件加工时间只需10min，比原来的铣削方法提高工效12倍。 由于挤压成形无冲击载荷，罗拉齿表面粗糙度稳定控制在1.6um以，而且工件 金属表面纤维完整，材料力学性能有所提高。冷轧加工属于无屑加工，减少切削加工中不可避免的物料消耗同时有课提高 效率。加工成形的罗拉表面粗糙度低不伤纤维，又可提高纤维利用率。所以值得 研究推广应用。本次设计就是在已有的加工方法的基础上，探索出一种更高效，生产质量好 的加工方法。冷轧加工无疑是首选。车床上就可以进行冷轧加工，所以在原有机 床的基础上进行改装，就能很好的满足要求。总体方案的设计及特点，以及
10、有关计算加工方法的选择沟槽罗拉的加工方法很多，如刨齿、铣齿、拉齿等。但都不可避免的存在很 大的缺陷。刨齿效率太低，只适用于小批生产。铣齿效率也不高，拉齿效率高， 但费用很大。而冷轧成形方法生产效率高、生产费用低且产品质量有保证，比较 之下，设计采用冷轧加工方法。1. 冷轧成形原理冷轧成形方法很多，根据投资少，见效快的原则，利用工厂常用的车床 CA6140车床上拆除小刀架，在中拖板上安装一套冷轧装置。为提高装拆速度在 车窗床头安装弹簧夹头，用尾顶尖顶住工件进行加工。工件转动为主动，与工件 轴心线成6夹角的轧轮为被动。为实现6的夹角，特别设计一种装置，它处 在轴承座与中拖板之间。轧轮随中拖板实现进
11、给，完成罗拉沟槽的冷轧加工，轧 轮对面安装支撑轮，用于平衡轧制时产生的径向力，以保证加工精度。CA6140车床的简介：CA6140是在原C620基础上加以改进而来，C代表车床，A代表改进型号， 6代表卧式，1代表基本型，40代表最大旋转直径，是机械设备制造企业的是所 需设备之一。CA6140普通卧式车床的组成及功能：（1）主轴箱。它固定在机床身的左端，装在主轴箱中的主轴（主轴为中空，不 仅可以用于更长的棒料的加工及机床线路的铺设还可以增加主轴的刚性），通过 夹盘等夹具装夹工件。主轴箱的功用是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规 定的转速旋转。（2）床鞍和刀架部件。它位于床身的中部，并可沿床身上
12、的刀架轨道做纵向移 动。刀架部件位于床鞍上，其功能是装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运 动。（3）尾座。它位于床身的尾座轨道上，并可沿导轨纵向调整位置。尾座的功能 是用后顶尖支撑工件。在尾座上还可以安装钻头等加工刀具，以进行孔加工。（4）进给箱。它固定在床身的左前侧、主轴箱的底部。其功能是改变被加工螺 纹的螺距或机动进给的进给量。（5）溜板箱。它固定在刀架部件的底部，可带动刀架一起做纵向、横向进 给、快速移动或螺纹加工。在溜板箱上装有各种操作手柄及按钮，工作时工人可 以方便地操作机床。（6）床身。床身固定在左床腿和右床腿上。床身是机床的基本支撑件。在 床身上安装着机床的各个主要部件，工作时
13、床身使它们保持准确的相对位置。CA6140车床2. 轧轮设计轧轮是冷轧装置的重要零件，冷轧成形属无切削加工，其齿形应与罗拉齿形 呈现共轭形状，取轧轮齿形外圆齿距与罗拉外圆齿距相同（2.07mm），齿形角为 60。轧轮外径应尽量取最大值，因为直径增大使得轧轮与工件接触面积增大，轧 轮轮齿单位面积压力减小，散热面积加大，从而提高轧轮的使用寿命，但也不宜 过大，否则将使整个轧轮装置尺寸增大。此次设计中轧轮齿数选定为100齿，计算得轧轮外径：2.07mm （周节）X100（齿数）/3.14=65.92mm计算得轧轮外径约为工件直径（35）的1.6-1.8倍，满足设计推荐值要求。轧轮齿槽深度由罗拉齿深0
14、.75mm，外圆磨削余量0.3mm及轧轮沟槽与罗拉齿间 隙0.2mm组成，计算得：h = 0.75mm + 0.3mm + 0.2mm = 1.25mm轧轮宽度尺寸增大则轧制工件工作时间减少，生产效率提高，但是同时也会 使得轧制力和轧制热增大，影响工件的轧制的尺寸精度和表面粗糙度，综合考虑 取轧轮齿形宽度为16mm，材料选取9SiCr，该材料具有热处理变形小，耐磨和磨 削性能好等优点。轧轮齿形采用材料淬火后成线切割的方法进行加工，切下来的沟槽再与轧轮 齿形研磨，以实现齿形表面粗糙度的要求。3. 材料尺寸计算3.1轧后齿顶宽度尺寸计算工件齿深0.75mm，轧后留有0.3mm的磨削余量，即得轧后齿
15、深t为：t =0.75mm+0.3mm=1.05mm工件轧后齿宽尺寸轧轮齿顶圆周节是2.07mm，齿顶宽度为0.56mm，得齿顶圆周节齿槽宽度B为：B=2.07mm-0.56mm=1.51mm轧轮齿形为半角30的直线齿形，则轧后工件齿顶宽度为：B 二B-Z*t *tan30 二1.51mm-2X1.05mmXtan30 二0.30mm3.2罗拉坯料外径轧前尺寸计算由于所轧工件罗拉沟槽轴向尺寸较大，故金属轴向流动变形可以忽略不记， 罗拉齿形为梯形直线齿廓。工件直径尺寸冷轧时，罗拉毛坯轧入沟槽体积应和轧出部分相等，它们的螺旋线长度近似 相等，故上图中两个阴影部分的面积应该相等。即：Sabcd = Bw (Rh - Rw ) + (Rh - Rw )2 tan a S = S (R - R ) + (R - R )2 tan a由于上式中B、S比R小很多，B2、S2更小于R2值，故为方便计算B2W B WW BWWS2忽略不记。上式整理可得：Br B R + S R +R R2 )an aWWS 7+ B + 2tanaR -R )式中：a为齿形半角30rw为轧前坯料半径Bw为罗拉加工后齿顶宽度Sb为轧后罗拉齿槽宽度Rh为轧后罗拉齿顶圆半径rb为轧后罗拉齿根圆半径此
