纺纱辊的加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纺纱辊技术领域，尤其涉及一种纺纱辊的加工方法。
【背景技术】
[0002] 空气摩擦纺纱机纺纱是利用机械和空气动力学的纺纱原理，把单纤维或棉条喂 入后被开松的纤维吸附凝聚在运动着的筛网表面，靠回转体表面与凝聚其上的纤维束之 间进行摩擦加捻而成纱。
[0003] 摩擦纺纱已成为速度较高、适纺纤维又广的纺纱方法之一，其中，作为空气摩擦纺 纱机最核心部件之一的纺纱辊，在纺纱产品的快速更新的驱动下，也有了长足的发展。纺纱 辊为一圆形薄壁类金属零件，是空气摩擦纺纱机上用于纺纱的关键零件，由于空气摩擦纺 纱机在工作时，纺纱辊转速可高达2000-4500rpm，所以对零件的尺寸精度及动平衡有着严 格的要求；纺纱辊在运行时，是通过摩擦来纺纱的，所以零件表面要耐磨；由于转速很高， 零件材质也要保持一定的韧性。工作时有尺寸精度的要求，动平衡的要求，加工存在难度， 尤其是加工纺纱辊上的数以万计的小孔。
[0004] 在传统加工纺纱辊表面小孔的方法中，大多使用机械钻孔、冲孔等方法。但是采用 传统机械钻孔、冲孔等方法制造纺纱辊，会存在制造时间长和效率低下的问题。同时，采用 传统机械钻孔、冲孔等方法制造出来的纺纱辊在生产较硬的材料时，如玻璃纤维，会由于纺 纱辊外表面硬度低，进而导致纺纱辊使用寿命较短。如何进一步提升纺纱辊的表面硬度，并 进行有效地打孔，提高制作的精度，对于提升纺纱辊的质量具有重要的意义，成为亟需解决 的技术问题。
[0005] 经对现有技术的检索，申请人发现，申请人发现中国发明专利201210445619. 4(公 开日2014年5月21)披露了一种不锈钢表面电镀铬的方法，包括除油，浸蚀，电镀铬，所述 的浸蚀为采用不同浓度的浸蚀进行多次浸蚀，后一次浸蚀所采用的浸蚀液浓度低于前一 次。由于采用不同浓度的浸蚀液进行分步浸蚀，在高浓度的浸蚀液中活化的时间短减轻了 腐蚀，同时提高了初次活化的活化液浓度，加快了活化进程实现有效活化。但这种电镀铬 方法工艺繁琐，且含有六价铬离子，不够环保。
【发明内容】
[0006] 在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理 解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关 键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念， 以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0007] 本发明的目的在于提供一种纺纱辊的加工方法，用于制备生产玻璃纤维用的纺纱 辊。
[0008] 本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明涉及一种纺纱辊的加工方法，所述 方法由如下步骤组成：
[0009] 步骤一，配置电镀铬溶液组合物，所述组合物的组分具体为：每1L电镀铬溶液组 合物中含有如下组分：硫酸铬6-18g，磷酸钾20-45g，溴化铵2-9g，次亚磷酸钠6-25g，硫酸 亚锡1-1. 5g，硼酸8-30g，柠檬酸2-8g，丙三醇2-7ml，乙酸铬13-17g，乙酸7-12g，硫酸镍 l_5g，氢氧化铬23-29g,余量为水；
[0010] 步骤二，取无缝钢管，封闭无缝钢管的内部，只暴露无缝钢管的外周表面，搅拌条 件下，在29-35°C下，控制电流密度16-20A/dm2，调整电镀铬溶液的pH值为2. 5-3. 1，阳极电 极为高纯石墨电极，电镀时间40-80min，即在无缝钢管表面形成硬铬层；
[0011] 步骤三，在无缝钢管的外周表面上进行激光打孔，得到纺纱辊。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的方法制备的纺纱辊表面 光洁度高，具有良好的动平衡，使用寿命大大延长，实现了意想不到的技术效果。本发明中 的电镀方法，在对无缝钢管进行电镀时，得到的镀层厚度均匀，镀层的结合度好，表面光洁 度高，由于没有形成有毒的六价铬离子，环保性好；同时，本发明的方法中溶液浓度配比合 适，结合具体的电镀工艺条件，使得电镀过程中的电流强度均匀，能够使得镀层的厚度保持 一致，使得纺纱辊在使用时具有良好的动平衡，延长了使用寿命，提升了使用效果，实现了 意想不到的技术效果。
【具体实施方式】
[0013] 下面来说明本发明的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以 与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说 明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0014] 实施例1
[0015] 本实施例涉及一种纺纱辊的加工方法，步骤如下：
[0016] 步骤一，配置电镀铬溶液组合物，所述电镀溶液组合物的组分具体为：每1L电镀 铬溶液组合物中含有如下组分：硫酸铬6g，磷酸钾20g，溴化铵2g，次亚磷酸钠6g，硫酸亚锡 lg，硼酸8g，柠檬酸2g，丙三醇2ml，乙酸铬13g，乙酸7g，硫酸镍lg，氢氧化铬23g，余量为 水。
[0017] 本实施例中电镀溶液组合物的制备方法，由如下步骤组成：按重量及体积比例取 各组分，之后混合，充分搅拌，放置15-20小时即得。
[0018] 步骤二，取20号无缝钢管，封闭无缝钢管的内部，只暴露无缝钢管的外周表面，搅 拌条件下（500rpm)，在29°C下，控制电流密度16A/dm2,调整电镀铬溶液的pH值为2. 5-3. 1， 阳极电极为高纯石墨电极，电镀时间40min，即在无缝钢管表面形成硬铬层。
[0019] 步骤三，在无缝钢管的外周表面上进行激光打孔，得到纺纱辊；具体而言，激光打 孔工艺如下：进行激光打孔前进行校正动平衡处理；所述激光打孔具体参数为：激光工质 为YAG晶体，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为20Hz，脉冲宽度为0. 5ms，激光设定电 流为150A。激光打孔时，辅助气体为经过净化的压缩空气。
[0020] 所述激光打孔的具体步骤如下：将无缝钢管安放在动平衡试验机中，进行校正 动平衡；无缝钢管的一端设置有法兰安装面；将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；按照预定程序从空心圆管悬空的一端开始进行激光 打孔：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，直至完成一周打孔后停止，以纺纱棍的中轴线为参考，每次旋转 1. 6-1. 7度；步骤b:将纺纱棍旋转0. 8-0. 85度，横向进给0. 45mm，重复步骤a;步骤c:重复 步骤b，直至纺纱辊完成所有的打孔。
[0021] 激光打孔的具体步骤中，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；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〇. 45mm，即相差半个孔位。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。最终，制备的纺纱辊表面具有30672个 孔，每圈上等间距设置有108个孔。
[0022] 实施例2
[0023] 本实施例涉及一种纺纱辊的加工方法，步骤如下：
[0024] 步骤一，配置电镀铬溶液组合物，硫酸铬18g，磷酸钾45g，溴化铵9g，次亚磷酸钠 25g，硫酸亚锡1. 5g，硼酸30g，柠檬酸8g，丙三醇7ml，乙酸铬17g，乙酸12g，硫酸镍5g，氢 氧化铬29g,余量为水。
[0025] 本实施例中电镀溶液组合物的制备方法同实施例1。
[0026] 步骤二，取20号无缝钢管，封闭无缝钢管的内部，只暴露无缝钢管的外周表面，搅 拌条件下（520rpm)，在35°C下，控制电流密度20A/dm2,调整电镀铬溶液的pH值为2. 5-3. 1， 阳极电极为高纯石墨电极，电镀时间50min，即在无缝钢管表面形成硬铬层。
[0027] 步骤三，同实施例1的步骤三，不同之处在于所述激光打孔具体参数为：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。激光打孔时，辅助气体为经过净化的压缩空气。
[0028] 实施例3
[0029] 本实施例涉及一种纺纱辊的加工方法，步骤如下：
[0030] 步骤一，配置电镀铬溶液组合物，所述电镀溶液组合物的组分具体为：每1L电镀 铬溶液组合物中含有如下组分：硫酸铬8g，磷酸钾25g，溴化铵3g，次亚磷酸钠10g，硫酸亚 锡1. 2g，硼酸10g，柠檬酸3g，丙三醇4ml，乙酸铬14g，乙酸9g，硫酸镍2g，氢氧化铬25g，余 量为水。
[0031] 本实施例中电镀溶液组合物的制备方法同实施例1。
[0032] 步骤二，取20号无缝钢管，封闭无缝钢管的内部，只暴露无缝钢管的外周表面，搅 拌条件下（550rpm)，在31 °C下，控制电流密度17A/dm2,调整电镀铬溶液的pH值为2. 5-3. 1， 阳极电极为高纯石墨电极，电镀时间60min，即在无缝钢管表面形成硬铬层。
[0033] 步骤三，同实施例1的步骤三，不同之处在于所述激光打孔具体参数为：激光工质 为YAG晶体，激光波长为1064nm，激光脉冲重复频率为30Hz，脉冲宽度为1.lms，激光设定电 流为200A。
[0034] 实施例4
[0035] 本实施例涉及一种纺纱辊的加工方法，步骤如下：
[0036] 步骤一，配置电镀铬溶液组合物，所述电镀溶液组合物的组分具体为：每1L电镀 铬溶液组合物中含有如下组分：硫酸铬15g，磷酸钾35g，溴化铵7g，次亚磷酸钠20g，硫酸亚 锡1. 4g，硼酸20g，柠檬酸7g，丙三醇6ml，乙酸铬16g，乙酸llg，硫酸镍4g，氢氧化铬27g， 余量为水。
[0037] 本实施例中电镀溶液组合物的制备方法同实施例1。
[0038] 步骤二，取20号无缝钢管，封闭无缝钢管的内部，只暴露无缝钢管的外周表面，搅 拌条件下（580rpm)，在34°C下，控制电流密度19A/dm2,调整电镀铬溶液的pH值为2. 5-3. 1， 阳极电极为高纯石墨电极，电镀时间70min，即在无缝钢管表面形成硬铬层。
[0039] 步骤三，同实施例1的步骤三，不同之处在于所述激光打孔具体参数为：所述激光 打孔具体参数为：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 冲宽度为〇. 8ms，激光设定电流为180A。
[0040] 实施例5
[0041] 本实施例涉及一种纺纱辊的加工方法，步骤如下：
[0042] 步骤一，配置电镀铬溶液组合物，所述电镀溶液组合物的组分具体为：每1L电镀 铬溶液组合物中含有如下组分：硫酸铬l〇g，磷酸钾30g，溴化铵5g，次亚磷酸钠15g，硫酸亚 锡1. 3g,硼酸15g，梓檬酸5g，丙三醇5ml，乙酸络15g，乙酸10g，硫