纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床及方法 【技术领域】
本发明涉及纺织机械精密制造领域，特别是涉及一种纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削机床及方法。
背景技术
我国纺织机械装备技术大大落后于国外工业化国家，许多中高档纺织品纤维加工的关键装备依赖进口，目前，在我国大多企业应用的纺织品纤维加工装备来自国内制造企业，由于关键装备或关键零部件的档次低、质量问题多，严重影响了纺织品的质量和高端产品的国际竞争力。纺纱锭子是纺机装备的基础和核心部件，是影响纺纱质量及其产量的关键要素之一，对纺织业的发展起着举足轻重的作用。锭子振幅是锭子高速运转过程中的一个重要参数，它对成纱质量起着决定性作用。振幅越小，成纱的效果越好；振幅越大，成纱的效果也越差。锭子由许多部件组成，如锭杆、锭盘以及滚动轴承等，其中任何一个零部件的性能都可能影响到锭子的工作性能。而弹性管结合件上的上下支承同轴度误差更是造成锭子振动的重要因素，由于各零件本身存在同轴度误差，当锭底与弹性管压配结合、再与上轴承座采用直外圆过盈配合压配方式联结后，上、下支承之间便产生了同轴度误差。当上、下支承的同轴度误差达到一定程度时，随着锭杆插入锭底，将迫使下支承歪斜，改变卷簧各圈之间的间隙大小，油膜厚度的不均匀就会影响油膜阻尼的吸振效果，甚至产生油膜激振，增加锭子的振幅，同时，锭杆将会上爬，其下尖球面脱离锭底凹球面，在锭底锥面上接触和运转，造成锭尖非正常磨损加剧、锭子摇头及上窜等现象；由于锭杆与上、下支承的非正常接触，上轴承的圆柱滚子轴线歪斜，与锭杆轴线形成一个角度，滚子与锭杆仅仅是中部接触，而与外环则是两端接触，这种情况极易造成上支承润滑油膜破裂，各相对运动表面因摩擦所产生的热量引起加工软化，使接点粘着转移，然后脱落又成为磨屑，最终磨损加剧、功耗增加、噪声增大和使用寿命缩短。由于锭胆校调时，弹性管会变弯曲，锭底锥孔轴线与上支承轴线也会形成一个角度。当锭杆插入锭胆运转时，锭杆在弹性管及锭底锥孔中浸于润滑油的部分就类同于滑动轴承中高速回转的轴颈，轴颈对轴承中心的偏位就会导致介于锭杆和弹性管或锭底锥孔之间的油膜产生油击作用，成为激发锭子自激振动的重要因素，所有这些都将会对纺纱产量和质量造成很大的不利影响。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床及方法，以减少和避免高速纺纱锭子弹性管结合件刚性差、工序毛坯的尺寸和形位误差大等原因对其双支撑孔同轴度精度等的影响，以大大提高高速纺纱锭子弹性管结合件的的加工精度，尤其是获得高的同轴度精度，从而满足高档纺织化纤关键装备或关键零部件的质量要求，提高纺织化纤产品的档次，提高我国纺织品的质量和高端产品的国际竞争力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削机床，包括主轴系统、左排刀架装置、右排刀架装置、床身、操作面板和电气控制柜，所述的主轴系统安装在所述的床身的正中央；所述的主轴系统左边的床身上设有左纵横滑台装置，右边的床身上设有右纵横滑台装置；所述的左排刀架装置安装在所述的左纵横滑台装置上，所述的右排刀架装置安装在所述的右纵横滑台装置上；所述的电气控制柜用于控制所述的机床的运转；所述的操作面板与所述的电气控制柜相连。
所述的纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床的主轴系统包括主轴驱动装置、专用夹具、液压集成块装置和支撑装置；所述的主轴驱动装置包括电机、第一带轮、第二带轮、V形带和轴系部分；所述的电机固定在所述的床身上，并通过电机主轴与所述的第一带轮连接；所述的第一带轮和第二带轮通过所述的V形带连接；所述地第二带轮带动所述的轴系部分作旋转运动；所述的轴系部分包括主轴、第一轴承、第二轴承、第一定位筒套和第二定位筒套，所述的主轴依次穿过所述的第一轴承、第一定位筒套、第二带轮、第二定位筒套和第二轴承；所述的主轴中具有第一液压油路和第二液压油路；所述的支撑装置包括支架和蒙盖，所述的支架上设有的左轴承座和右轴承座；所述的第一轴承位于所述的右轴承座中，所述的第二轴承位于所述的左轴承座中；所述的蒙盖安装在左轴承座的左侧；所述的专用夹具和液压集成块装置镶嵌于所述的主轴驱动装置中；所述的专用夹具包括第一浮动V形块、第二浮动V形块、夹紧机构、定位V形块；所述的液压集成块装置包括供油盘、第一油腔形成套、第二油腔形成套、左侧盖、右侧盖和密封圈；所述的定位V形块固定在所述的主轴右侧的阀体滑动槽下方；所述的夹紧机构装在所述的主轴右侧的阀体滑动槽中，与所述的定位V形块相对；所述的第一浮动V形块上装有两个所述的密封圈，所述的第二浮动V形块上装有两个所述的密封圈；所述的第一浮动V形块和第二浮动V形块装在所述的主轴左侧的阀体滑动槽中；所述的第二油腔形成套安装在所述的主轴左侧的阀体滑动槽外围，形成左放松油腔和左夹紧油腔；所述的左侧盖安装在所述的第二油腔形成套的左侧；所述的夹紧机构上装有两个所述的密封圈；所述的第一油腔形成套安装在所述的主轴右侧的阀体滑动槽外围，形成右放松油腔和右夹紧油腔；所述的右侧盖安装在所述的第一油腔形成套的右侧；所述的供油盘装在所述的右轴承座的右侧；所述的供油盘上加工有第一供油槽和第二供油槽；所述的供油盘的环槽中设有三个所述的密封圈；所述的第一供油槽通过所述的第一液压油路分别与所述的左夹紧油腔和右夹紧油腔，所述的第二供油槽通过所述的第二液压油路分别与所述的左放松油腔和右放松油腔相连。
所述的纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床的夹紧机构包括浮动V形压块、阀体和销钉，所述的浮动V形压块通过销钉与所述的阀体相连。
所述的纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床的浮动V形压块、第一浮动V形块和第二浮动V形块采用液压平衡与控制。
所述的纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床的蒙盖通过螺栓与所述的左轴承座相连；所述的供油盘通过螺栓与所述的右轴承座相连。
所述的纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床的右侧盖和第一油腔形成套通过螺栓与所述的主轴相连；所述的左侧盖和第二油腔形成套通过螺栓与所述的主轴相连。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削方法，包括以下步骤：
(1)以弹性管结合件较大直径的外圆为定位基准，将弹性管结合件放在主轴中间的专用夹具中进行定位与夹紧；
(2)启动电机，由电机带动主轴做高速旋转运动；
(3)由机床两端的纵横滑台装置带动排刀架装置上的两把镗刀同时进行径向和轴向进给，完成弹性管结合件双支撑孔的精密镗削。
所述的步骤(1)还包括以下子步骤：
a)在第二供油槽中通入高压油，使专用夹具中的第一浮动V形块、第二浮动V形块和浮动V形压块分别向其中心的反方向移出；
b)将弹性管结合件从右侧盖的中心孔插入主轴中，并将弹性管结合件中较大直径的外圆置于定位V形块上；
c)将第二供油槽中的高压油卸荷，再在第一供油槽中通入高压油，先使专用夹具中的浮动V形压块向其中心方向移进，直至将置于定位V形块上的弹性管结合件夹紧；然后再使第一浮动V形块和第二浮动V形块同时向其中心方向移进，并基于弹性管结合件的实际外部形状和姿态进行自适应的辅助定位与夹紧。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：一次安装弹性管结合件，并同时完成双(两头)支撑孔的加工，提高了加工精度，保证了高速纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的同轴度，从而提高高速纺纱锭子的工作平稳性，达到了提高纺织化纤纱线加工质量及其产品档次的目的，而且还可以提高生产效率。本发明方法、技术与装备及其理念同样也适用于其它薄壁小刚性件的精密与高效加工。
【附图说明】
图1是本发明专用机床的示意图；
图2是本发明主轴系统主视剖面图；
图3是图2中沿B-B线剖视图；
图4是图2中沿A-A线剖视图；
图5是本发明主轴系统的俯视图；
图6是本发明主轴系统的右视图；
图7是本发明主轴系统的左视图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削专用机床，如图1所示，包括主轴系统1、左排刀架装置3、右排刀架装置2、床身6、操作面板7和电气控制柜8，所述的主轴系统1安装在所述的床身6的正中央；所述的主轴系统1左边的床身6上设有左纵横滑台装置5，右边的床身上设有右纵横滑台装置4；所述的左排刀架装置3安装在所述的左纵横滑台装置5上，所述的右排刀架装置2安装在所述的右纵横滑台装置4上；所述的电气控制柜8用于控制所述的机床的运转；所述的操作面板7与所述的电气控制柜8相连。
如图2-图7所示，所述的主轴系统1包括主轴驱动装置、专用夹具、液压集成块装置和支撑装置；所述的主轴驱动装置包括电机40、第一带轮41、第二带轮43、V形带42和轴系部分；所述的电机40固定在所述的床身6上，并与所述的第一带轮41连接；所述的第一带轮41和第二带轮43通过所述的V形带42连接；所述的第二带轮43带动所述的轴系部分作旋转运动；所述的轴系部分包括主轴21、第一轴承12、第二轴承9、第一定位筒套11和第二定位筒套10，所述的主轴21依次穿过所述的第一轴承12、第一定位筒套11、第二带轮43、第二定位筒套10和第二轴承9；所述的主轴21中加工有第一液压油路20和第二液压油路，左右两侧加工有阀体滑动槽，中间留有插入弹性管结合件36的空间；所述的支撑装置包括支架22和蒙盖47，所述的支架22上设有的左轴承座和右轴承座；所述的第一轴承12位于所述的右轴承座中，所述的第二轴承9位于所述的左轴承座中；所述的蒙盖47通过螺栓安装在左轴承座的左侧；所述的支撑装置主要支撑主轴21在第一轴承12和第二轴承9中作高速旋转运动；所述的专用夹具和液压集成块装置镶嵌于所述的主轴驱动装置中；所述的专用夹具包括第一浮动V形块32、第二浮动V形块37、夹紧机构、定位V形块31，其中，第一浮动V形块32、第二浮动V形块37、浮动V形压板均采用液压平衡与控制；所述的液压集成块装置包括供油盘45、第一油腔形成套18、第二油腔形成套24、左侧盖46、右侧盖44和密封圈；所述的第一浮动V形块32上装有两个密封圈，所述的第二浮动V形块37上装有两个密封圈；所述的第一浮动V形块32和第二浮动V形块37装在所述的主轴21左侧的阀体滑动槽中；所述的第二油腔形成套24安装在所述的主轴21左侧的阀体滑动槽外围，形成左放松油腔33和左夹紧油腔23；所述的左侧盖46安装在所述的第二油腔形成套24的左侧，并采用螺栓将左侧盖46和第二油腔形成套24与所述的主轴21固定；所述的夹紧机构装在所述的主轴21右侧的阀体滑动槽中，并装有两个密封圈；所述的定位V形块31固定在所述的主轴21右侧的阀体滑动槽下方，与所述的夹紧机构相对；所述的夹紧机构包括V形压块30、阀体28和销钉29，所述的V形压块30通过销钉29与所述的阀体28相连；所述的第一油腔形成套18安装在所述的主轴21右侧的阀体滑动槽外围，形成右放松油腔25和右夹紧油腔19；所述的右侧盖44安装在所述的第一油腔形成套18的右侧，并通过螺栓将右侧盖44和第一油腔形成套18与所述的主轴21固定；所述的供油盘45通过螺栓安装在所述的右轴承座的右侧；所述的供油盘45上加工第一供油槽14和第二供油槽16；所述的供油盘45的环槽中设有三个所述的密封圈；所述的第一供油槽14通过所述的第一液压油路20分别与所述的左夹紧油腔23和右夹紧油腔19，所述的第二供油槽16通过所述的第二液压油路分别与所述的左放松油腔33和右放松油腔25相连。下面对机床的装配进行详细地说明。
本发明实施时的主要机械装配过程包括机床主体的布置和主轴系统装配。机床的主体布置如图1所示。主轴系统的主要机械装配过程包括主轴驱动装置的装配及专用夹具和液压集成块装置的装配，其装配图如图2-图7所示。在主轴驱动装置装配时，先将第一轴承12装到支架22上的右轴承座孔中，然后将第一定位套筒11、第二带轮43和V形带42放置到两个轴承座孔之间，使已经装好的第一轴承12的轴线穿过这三个零件，之后将主轴21从支架22上的右轴承座孔的右侧插入已经装好的第一轴承12中，轴肩与轴承内圈贴合定位，并依次穿过第一定位套筒11、第二带轮43和V形带42这三个零件，调整到如图2所示位置，然后再依次装上第二定位套筒10，第二轴承9，接着将第一带轮41装在固定在床身上的电机40输出轴上，再将V形带42绕过第一带轮41和第二带轮43，这样完成了主轴驱动装置装配。在专用夹具和液压集成块装置装配时，先将密封圈34、35、38和39分别对应套到第一浮动V形块32和第二浮动V形块37上，再将两个V形块阀体装到主轴左侧的阀体滑动槽中，之后，再装上第二油腔形成套24和左侧盖46，用螺栓固定拧紧即可，形成左放松油腔33和左夹紧油腔23。同理将密封圈26和27套到夹紧机构的阀体28上，再将浮动V形压板装到主轴右侧的阀体滑动槽中，之后，再装上第一油腔形成套18和右侧盖44，用螺栓固定拧紧即可，形成右放松油腔25和右夹紧油腔19。然后将密封圈13、15和17装到供油盘45的环槽中，将蒙盖47装到左轴承座的左侧，将供油盘45装到右轴承座的右侧，并用螺栓固定拧紧，即完成整个装配过程。
本发明的实施方式还涉及一种纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔一次安装后同时镗削的方法，包括以下步骤：(1)以弹性管结合件较大直径的外圆为定位基准，将弹性管结合件放在主轴中间的专用夹具中进行定位与夹紧；(2)启动电机，由电机带动主轴做高速旋转运动，并带动弹性管结合件作旋转运动；(3)由机床两端的纵横滑台装置带动排刀架装置上的两把镗刀同时进行径向(切深)和轴向(走刀)进给，完成弹性管结合件双支撑孔的精密镗削。其中，所述的步骤(1)还包括以下子步骤：a)在第二供油槽中通入高压油，使专用夹具中的第一浮动V形块、第二浮动V形块和浮动V形压块分别向其中心的反方向移出；b)将弹性管结合件从右侧盖的中心孔插入主轴中，并将弹性管结合件中较大直径的外圆置于定位V形块上；c)将第二供油槽中的高压油卸荷，再在第一供油槽中通入高压油，先使专用夹具中的浮动V形压块向其中心方向移进，直至将置于定位V形块上的弹性管结合件夹紧；然后再使第一浮动V形块和第二浮动V形块同时向其中心方向移进，并基于弹性管结合件的实际外部形状和姿态进行自适应的辅助定位与夹紧。其具体工作步骤如下。
本发明具体工作时，参照图2-图7，将第一供油槽14和第二供油槽16与油箱相连，先在第二供油槽16中通入高压油，高压油通过主轴中的第二液压油路(因第二液压油路和第一液压油路相似，故未在图中画出)进入两个放松油腔，并将第一浮动V形块32、第二浮动V形块37和浮动V形块30分别向其中心反方向移出，此时密封圈27、34和35处形成较大的液阻，保持两个放松油腔中的液压力，从此处泄漏的高压油进入相应的夹紧油腔，通过主轴中的第一液压油路20和第一供油槽14回油箱。然后将弹性管结合件36从右侧盖44的中心孔插入主轴21中，并将弹性管结合件36较大直径的外圆一端置于定位V形块31和浮动V形压块30之间(如图2所示)。之后，将第二供油槽16中的高压油卸荷，再在第一供油槽14中通入高压油，高压油通过主轴中的第一液压油路20进入两个夹紧油腔，将第一浮动V形块32、第二浮动V形块37和浮动V形压块30压下，以弹性管结合件36较大直径的外圆作为定位基准，并采用定位V形块31对弹性管结合件定位、浮动V型压块夹紧；采用第一浮动V形块32和第二浮动V形块37自适应地对弹性管结合件另一端的较小直径外圆进行辅助定位与夹紧，此时密封圈27、34和35处形成较大的液阻，保持两个夹紧油腔中的液压力，从此处泄漏的高压油进入相应的放松油腔，通过主轴中的第二液压油路和第二供油槽16回油箱，到此完成工件的安装。然后接通电机40的电源，由电机40带动主轴21作高速旋转运动，当主轴21达到指定转速时，由机床两端的左纵横滑台装置5和右纵横滑台装置4带动安装在其上的左排刀架装置3和右排刀架装置2上的两把镗刀同时进行径向和轴向进给，完成弹性管结合件36的双支撑孔精密镗削。
不难发现，一次安装弹性管结合件，并同时完成双支撑孔的加工，不仅可以提高加工精度，尤其是高速纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的同轴度，从而可以提高高速纺纱锭子的工作平稳性，从而达到了提高纺织化纤纱线加工质量及其产品档次的目的，而且还可以提高生产效率。
本发明涉及的纺纱锭子弹性管结合件双支撑孔的镗削方法新颖，专用机床结构简单、性价比高，定位与夹紧方法与夹具可使薄壁柔性件具有良好的自适应性和切削加工时的工作刚度，可以提高其生产效率，还可以减少和避免高速纺纱锭子弹性管结合件刚性差、工序毛坯的尺寸和形位误差大等原因对其双支撑孔同轴度精度等的影响。。
需要说明的是，本发明方法、技术与装备及其理念同样也适用于其它薄壁小刚性件的精密与高效加工。