加硬层后的空心圆管外表面上进行激光打孔，具体为:将经过电镀加硬层后的空心圆管安放在动平衡试验机中，进行校正动平衡；将法兰安装面I固定于三轴联动伺服系统的自定心卡盘上，另一端保持悬空；按照预定程序从空心圆管悬空的一端开始进行激光打孔。
[0029]进一步地，预定程序包括:
[0030]步骤a:空心管采用等同间断旋转，在每个间断期内进行一次激光打孔，形成直径为0.85-0.95mm的孔2，直至完成一周打孔后停止，以纺纱辊的中轴线为参考，每次旋转
1.6-1.7 度；
[0031]步骤b:将纺纱辊旋转0.8-0.85度，横向进给0.45mm，重复步骤a ；
[0032]步骤c:重复步骤b，直至纺纱辊完成所有的打孔工作。
[0033]在本实施例中，具体给出了激光打孔的操作方式，其中进行动平衡校正，可有效地保证空心圆管具有良好的动平衡性；激光打孔设备优选采用三轴联动伺服系统，能够很好地满足本发明激光打孔的三维运动；将法兰安装面I固定于三轴联动伺服系统的自定心卡盘上，另一端保持悬空；空心圆管锁紧前需校正，保证零件旋转一周的端面外圆柱面径向跳动在±0.03mm以内；孔2的加工顺序为从悬空的那一端开始，一圈圈地打孔，相邻两圈之间的间隔为0.45mm,即相差半个孔2位。同时相邻两圈之间存在一个旋转角度，该角度为0.8-0.85度。本实施例中，制作出来的空心圆管表面的孔2任意一区域的5个孔2呈梅花状，有效地保证空心圆管表面的强度。而如果采用从一端到另一端，一排排地打，到最后由于误差的积累，最后一排与开始的第一排孔2之间的距离难以控制，影响到零件的动平衡，打孔的效果远不及本实施例中提供的激光打孔方法。
[0034]如图2所示，本发明制作出来的纺纱辊表面具有30672个孔2，每圈上等间距设有108个孔2。在本领域中，最终成型的纺纱辊的尺寸根据具体的纺纱机而定，其表面孔2的数量也并不局限于上述的30672个。
[0035]优选地，纺纱辊加工方法中还包括在电镀加硬层后的圆管外表面上进行激光打孔2之前的校正动平衡，具体为:
[0036]将经过电镀的空心圆管安放在动平衡试验机中，进行校正动平衡。
[0037]优选地，激光工质为YAG晶体，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为20_30Hz，脉冲宽度为0.5-1.1ms，激光设定电流为150-200A。
[0038]在本实施例中，选用的激光工质为YAG晶体，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为20?30Hz，脉冲宽度为0.5?1.1ms，激光设定电流为150?200A，辅助气体为经过净化的压缩空气。优先的上述参数，是本零件激光打孔工艺的关键。经试验得知，激光的参数设定在上述范围内时，可精准地、尚效低完成打孔工作，提尚了纺纱棍的精度，进而提尚了纺纱的质量。
[0039]优选地，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为25Hz，脉冲宽度为0.8ms，激光设定电流为180A。
[0040]在本实施例中，进一步给出了实施效果最佳的激光的设定参数。经试验得知，当激光工质为YAG晶体，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为25Hz，脉冲宽度为0.8ms，激光设定电流为180A时，空心圆管表面的孔2的精度达到最佳，极大地提高了纺纱的质量。
[0041]优选地，空心圆管材质为20号无缝钢管。
[0042]在本实施例中，空心圆管的材质优选为20号无缝钢管。与35#或45#等钢材相比，由于20号无缝钢管具有良好的强度，能够极好的满足纺纱辊的要求，同时由于是无缝钢管，具有材质比较均匀、加工余量少、零件的动平衡好等优点，能够显著地提高了成品纺纱辊的性能，延长纺纱辊的使用寿命。在本领域中，能够作为纺纱辊原材料并不局限于上述的20号无缝钢管，只要能达到20号无缝钢管性能的材料亦可以作为制备纺纱辊的原材料，故也在本发明的保护范围内。
[0043]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种纺纱辊的加工方法，其特征在于，包括: 在空心圆管的外表面上电镀加硬层； 在电镀加硬层后的所述空心圆管外表面上进行激光打孔，所述孔贯通所述加硬层及所述空心圆管的管壁。
2.如权利要求1所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，电镀时间为2-3小时。
3.如权利要求2所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，所述加硬层为硬铬层，所述硬铬层的厚度为0.04-0.05mm。
4.如权利要求1所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，在空心圆管的外表面上电镀加硬层的步骤之前，还包括对空心圆管进行预处理，具体为: 将用于制备所述纺纱辊的原材料进行车床粗加工，完成90-95%的加工余量； 将经过车床粗加工的所述原材料进行退火处理； 将经过退火处理的所述原材料进行车床精加工，完成余下的加工余量； 将经过车床精加工的所述原材料安放在动平衡试验机中，进行校正动平衡，形成所述空心圆管。
5.如权利要求4所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，所述空心圆管的一端设有法兰安装面。
6.如权利要求5所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，所述在电镀加硬层后的所述空心圆管外表面上进行激光打孔，具体为: 将经过电镀加硬层后的所述空心圆管安放在动平衡试验机中，进行校正动平衡； 将所述法兰安装面固定于三轴联动伺服系统的自定心卡盘上，另一端保持悬空； 按照预定程序从所述空心圆管悬空的一端开始进行激光打孔。
7.如权利要求6所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，所述预定程序包括: 步骤a:所述空心管采用等同间断旋转，在每个间断期内进行一次激光打孔，形成直径为0.85-0.95mm的所述孔，直至完成一周打孔后停止，以所述纺纱辊的中轴线为参考，所述每次旋转1.6-1.7度； 步骤b:将所述纺纱棍旋转0.8-0.85度，横向进给0.45mm，重复步骤a ； 步骤c:重复步骤b，直至所述纺纱辊完成所有的打孔工作。
8.如权利要求7所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，还包括在电镀加硬层后的所述圆管外表面上进行激光打孔之前的校正动平衡，具体为: 将经过电镀的所述空心圆管安放在动平衡试验机中，进行校正动平衡。
9.如权利要求1所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，所述激光工质为YAG晶体，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为20_30Hz，脉冲宽度为0.5-1.1ms，激光设定电流为150-200A。
10.如权利要求9所述的纺纱辊的加工方法，其特征在于，所述激光波长为1064nm，所述激光脉冲重复频率为25Hz，所述脉冲宽度为0.8ms，所述激光设定电流为180A。
【专利摘要】本发明提供一种纺纱辊的加工方法，包括：在空心圆管的外表面上电镀加硬层；在电镀加硬层后的空心圆管外表面上进行激光打孔；孔贯通加硬层及空心圆管的管壁。本发明提供的纺纱辊的加工方法，解决了本领域中传统技术长期无法增加纺纱辊表面硬度的问题，有效地增加了纺纱辊表面的硬度，显著地延长了纺纱辊的使用寿命。
【IPC分类】D01H4-18
【公开号】CN104611792
【申请号】CN201510044834
【发明人】钱勤, 蔡安兰, 杨余章
【申请人】南通新源特种纤维有限公司, 盐城工学院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月28日