移圈针是一种在电脑横机上使用的织针,电脑横机工作时,需要几百枚甚至上千枚移圈针同时高频率地周期往复运动。为了成圈并移圈,针还要从另一枚针的弹簧片和针杆间的窄缝中高速往返,这种高速往返运动对弹簧片的安装质量有着严格的要求,它直接影响到移圈针的使用寿命以及织物的质量。
与其它类型的织针相比,弹簧片是移圈针上的独特零件,同时,由于弹簧片的安装是移圈针生产中最后一道机加工工序,它对移圈针的生产效率和生产成本的影响,远大于前面所有工序的影响。因此,制定合适的弹簧片安装工艺参数,获得良好的弹簧片安装质量具有至关重要的作用,为此开展了以下几方面的研究工作：
1)针对实际生产现状和移圈针的性能要求,选择机械法作为弹簧片安装的研究方案,设计并制造了相应的工装夹具,用于实际生产。
2)对弹簧片的安装进行了物理过程分析,得知它是一个多参数、多效果的大变形问题。冲头宽度、冲头边角处的倒角半径值、弹簧片安装槽的尺寸、冲头在针杆上的压入深度四类工艺参数,综合了决定弹簧片的安装质量。
3)采用数值模拟和实验研究相结合的方法,对工艺参数的影响规律和影响本质进行研究。并进行安装设备的调试、有限元模型的建立、边界条件和载荷施加方式的确定、适用于大变形问题的算法的选用。
模拟结果和实验结果,证实了工艺参数对弹簧片安装效果的影响规律如下：
1)随着冲头宽度的增大,冲头上的应力值呈现整体增大的趋势,弹簧片与针槽的接触力CFN整体呈现降低的趋势。当宽度超过2.4mm时,针杆侧面出现了塑性变形现象；当宽度从2.6mm增大到2.8mm时,冲头上的应力值减小 .
2)随着压入深度增加,冲头上的应力值整体无明显变化,接触力CFN整体增长。当压入深度大于0.2mm时,冲头上的应力值显著增大,且弹簧片大面积出现塑性变形。
3)随着针槽尺寸的增加,冲头上的主要应力值并无明显的变化,弹簧片与针槽间的接触力CFN在逐渐降低。
4)当倒角半径在0.02mm-0.11mm范围内增大时,冲头上的应力值在逐渐降低；倒角半径在0.12mm-0.14mm范围内增大时,冲头上的应力值轻微上升；弹簧片与针槽的接触力CFN随着倒角半径的增大逐渐降低。
以弹簧片安装牢固、接触力不小于70N、冲头上的主要应力不超过1850MPa,针杆和弹簧片无塑性变形,作为弹簧片安装效果的评价标准。综合考虑得出了弹簧片安装的最佳工艺参数为,冲头宽度值为2.4mm、冲头边角处的倒角半径0.11mm、安装槽的尺寸为2.00～2.03mm、压入深度值为0.08～0.20mm。 将研究成果应用于实际生产,保证了弹簧片安装过程的稳定生产。
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