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织针是针织设备上的核心成圈元件,用量大易耗损,对质量要求极高。目前,国内制针企业生产的织针质量普遍较差,高档的机用织针市场主要被进口品牌所占据。特别是高速经编机用槽针,只有德国的格罗茨公司能生产出。国产的经编机针尺寸精度和一致性普遍较差,断面粗糙不平整。国内学者和工程人员一直致力于提高国产织针的质量,而经编针主要是由钢带冲裁加工成的,且不便于通过后续加工来提高断面质量,所以它的冲坯质量对最终成品针的质量影响很大。对于其他可通过后续加工提高断面质量的织针,提高冲坯质量可以提高后续加工的定位精度,甚至省去后续加工,减少加工累计误差。 本文研究了国内制针行业急需改进的经编针冲裁断面质量问题,主要研究国内某织针生产企业的某一种型号的经编针及其冲坯模具,为了实现针坯的光洁冲裁,改进了针坯冲裁模具,利用DEFORM软件模拟预测最佳的凸凹模间隙和刃口圆角半径值,采用小间隙圆角刃口模具光洁冲裁基本原理,采用四导柱式模架和倒装式结构,增加了精密内导柱,增加了弹性反顶结构,进行冲裁实验,实现了织针针坯的光洁冲裁,并应用于实际生产。本研究主要作了以下工作: 1.结合经编针制造工艺确定针坯冲裁技术要求及其冲裁质量的评价。根据成品针的外形尺寸设计出针坯的外形,提高了针坯的设计精度,并改进了针坯头部的外形,从而提高了针坯头部的冲裁工艺性和后续打头工艺的效率。织针在应用场合、材料、形状方面的特点对针坯的尺寸精度和断面质量有特殊的要求,常用的冲裁件质量评价方法不完全适用,本文通过对针坯冲裁面光亮带及其表面粗糙度、锥度、塌角、毛刺和针坯尺寸精度的分析讨论,来评价针坯冲裁质量。 2.结合针坯冲裁工艺进行软件模拟和冲裁实验,确定凸凹模间隙大小对针坯的冲裁质量影响很大,间隙越小断面质量越好,尺寸精度越高,在零间隙时获得了最佳针坯冲裁断面。凸凹模刃口圆角半径大小对针坯塌角和毛刺有一定影响,刃口圆角半径越大,针坯塌角越大、毛刺越长,最佳的凸凹模刃口圆角始用半径为r=0.05mm。 3.设计了织针光洁冲裁模具。通过改进模具结构,大大提高了凸凹模的对模精度,提高了凸凹模间隙的均匀性。通过增加弹性反顶结构,在冲坯成形时增加了压料力,提高了材料的塑性,减少了针坯受到的弯矩,提高了针坯的平整度,提高了针坯的冲裁质量。减少了胀模力和刃壁磨损,提高了凹模的刃磨寿命和总寿命。 4.进行冲裁实验。实现了针坯的光洁冲裁,针坯冲裁质量显著提高。针坯尺寸精度高,主要尺寸公差控制在0.02mm以内,尺寸一致性好。针坯断面达到了全光亮,光亮带比例从普冲的19.6%提高到了94.2%,光亮带表面粗糙度达到Ra≈1.6μm,断裂、撕裂带比例从74.7%减少到了0。断面平直度好,冲裁面锥度从13.5°减少到了2.0°。冲裁毛刺总量减少,毛刺细长易清除,滚磨去毛刺时间从8小时/桶缩短到了4小时/桶,提高了生产效率。 5.应用于实际生产。根据国内制针企业的生产设备和制造水平,将设计的织针光洁冲裁模具应用于实际生产,实现了高速经编针的国产化,生产的高档经编针质量达到了德国织针的水平。