CN104294495B

CN104294495B - 一种缝纫机水平传送轴及其加工方法

Info

Publication number: CN104294495B
Application number: CN201410451903.1A
Authority: CN
Inventors: 冯光松
Original assignee: Ningbo Ruiming Machinery Co Ltd
Current assignee: Chongqing Xinrui Technology Service Co.,Ltd.
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-09-05
Also published as: CN104294495A

Abstract

本发明涉及一种缝纫机水平传送轴及其加工方法，属于缝纫机技术领域。所述缝纫机水平传送轴，包括一根主轴和分设于主轴两端的连接臂，主轴两端有移动轴座并设有轴孔，两连接臂均轴向设有连接孔，主轴上横向设有弧形槽，在弧形槽上设置有凹槽，连接臂上设有螺纹孔；水平传送轴由如下组分(质量百分比)的铝合金制得：Si6.5-7.0、Mg0.35-0.8、Cu0.05-0.15、Fe0.08-0.17、Mn0.1-0.2、Zn0.05-0.08、Sr≤0.02、Cr0.1-0.35、Ti0.1-0.15、V≤0.03、Re≤0.02，余量为铝，并公开了其加工方法。本发明生产工艺简单易行，水平传送轴综合性能好。

Description

一种缝纫机水平传送轴及其加工方法

技术领域

本发明属于缝纫机技术领域，涉及一种缝纫机水平传送轴及其加工方法。

背景技术

缝纫机是用一根或多根缝纫线，在缝料上形成一种或多种线迹，使一层或多层缝料交织或缝合起来的机器。缝纫机能缝制棉、麻、丝、毛、人造纤维等织物和皮革、塑料、纸张等制品，缝出的线迹整齐美观、平整牢固，缝纫速度快、使用简便。

现有的缝纫机的传动部分由机架、手摇器或电动机等部件构成，机架是机器的支柱，支承着台板和脚踏板，使用时操作者踩动脚踏板，通过曲柄带动皮带轮的旋转，又通过皮带带动鸡头旋转，手摇器或电动机多数直接装在机头上。

在台板内安装有与机针配合的梭轴(即传送轴)，梭轴在台板内部轴向移动，达到送线的目的，梭轴在轴向移动过程中，还需要以梭轴的一端转动，因此，在梭轴的两端分别设置有移动轴座，移动轴座上开设有轴孔，为了使梭轴转动灵活，一般移动轴座离梭轴本体较远，这样才能在满足移动轴座的强度的同时，使梭轴转动时与其它零部件相隔开，但是由于移动轴座离梭轴本体较远，因此移动轴座的尺寸较大，占据的空间也较大，容易在梭轴转动时与其它零部件发生碰撞，生产加工时，该部位所用的材料也较多，导致投入的成本增加。

综上所述，为了解决上述梭轴的技术问题，需要设计一种移动轴座体积较小、整体生产成本较低的缝纫机水平传动轴。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了移动轴座体积较小、整体生产成本较低、使用寿命长的缝纫机水平传动轴。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种缝纫机水平传送轴，包括一根主轴和分设于主轴两端且相互平行的连接臂，所述主轴两端分别向主轴同一侧延伸并形成有移动轴座，两移动轴座上轴向开设有同轴的轴孔，两连接臂一端均轴向开设有连接孔且两连接孔同轴，所述主轴上横向开设有与轴孔同轴的弧形槽，所述弧形槽轴向设置且弧形槽两端分别与连接臂相连，在弧形槽上设置有向内凹陷的凹槽，所述连接臂上开设有螺纹孔且螺纹孔与连接孔相通；其中，所述水平传送轴由铝硅镁系铸造铝合金制得，所述铝硅镁系铸造铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si：6.50％-7.00％、Mg：0.35％-0.80％、Cu：0.05％-0.15％、Fe：0.08％-0.17％、Mn：0.10％-0.20％、Zn：0.05％-0.08％、Sr：≤0.02％、Cr：0.10％-0.35％、Ti：0.10％-0.15％、V：≤0.03％、Re：≤0.02％、其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.03％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝及不可避免的杂质。

在上述水平传动轴所用的铝硅镁系铸造铝合金中,Mg、Cu、Zn在Al中的固溶度较大，它们不仅能不同程度地溶入α固溶体中，使固溶体的结构复杂化，并且可以在合金中生成强化相CuAl₂、Mg₂Si等，起到固溶强化的作用，从而提高合金的强度。锌元素的存在不仅可以提高Cu的溶解速度和溶解度，提高合金的塑性，而且可以与Mg形成强化相MgZn₂化合物，显著提高合金的抗拉强度和屈服硬度。但是过多的Zn会增加合金的应力腐蚀开裂倾向，因此上述水平传送轴所用的合金中锌元素的用量控制在0.05％-0.80％。Si在铝硅镁系铸造铝合金中可以形成二元或者多元共晶组织，随着Si含量的增加，一方面组织中共晶体的数量逐渐增加，从而提高合金的流动性；另一方面可以降低合金的线收缩率，从而减少其热倾向性，使合金具有更优异的综合铸造性能。此外，在一定范围内适当的增加Si含量也可以提高合金的抗拉强度和抗腐蚀能力。

Fe在铝合金中一般以针状或者片状的化合物如FeAl₃、Fe₂Si₂Al₂的形式存在，对基体产生割裂作用，易产生应力集中现象而降低合金的力学性能如伸长率和塑性。但是在铸造过程中，为了减少合金液对模具的粘附，该合金中需要存在一定量的铁元素。而为了有效抑制Fe相的有害影响，该合金中加入了0.10％-0.20％的Mn元素及0.02％以内的Sr元素，利用Mn中和Fe的有害作用，使合金中的针状Fe相改变为汉字状、鱼骨状和花卉状等的Al-Si-Fe-Mn相，从而改善合金的强度、塑性和物理性能，并消除脆性。同时，Mn的加入也可以提高合金的强度，与Al形成Al₆Mn化合物从而细化再结晶晶粒。而Sr的加入虽然不能改变合金中的Fe相态，但是可以使合金中的共晶硅相的形态由针状变为纤维状，从而提高其力学性能。

此外，Cr可以在Al中形成金属间化合物，对合金具有一定的强化作用，同时也能改善合金的韧性、降低其应力腐蚀开裂的敏感性。Ti在该合金中与Al形成TiAl₂化合物，成为固溶体结晶时的非自发核心，起到细化铸造组织和焊缝组织的作用。同时Ti也可以提高铝合金的抗腐蚀能力。而在本发明合金中添加少量V，不仅可以形成VAl₁₁难熔化合物，起到细化晶粒的作用，也可以起到细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。在该合金中添加少量的Re元素，一方面起到细化晶粒的作用，另一方面Re容易在铝熔体的晶界和相面上吸附偏聚，填补晶面上的缺陷，从而保证铝熔体的冶金质量。

综上所述，本发明所述水平传送轴所用的铝硅镁系铸造铝合金，在添加主要元素Si和Mg的基础上，添加了Cu、Zn、Mn、Fe、Ti、Cr、V、Re等元素，通过这些成分的合理配伍，使得到的铝合金的力学性能、机械性能、耐腐蚀性能都较好，将其应用在水平传送轴，可显著提高本发明水平传送轴的使用寿命。

在上述一种缝纫机水平传送轴中，其中一连接臂上设置有略宽于连接臂的延伸部，在延伸部上轴向开设有同时贯穿延伸部和连接臂的辅助孔。

本发明的第二个目的在于提供一种上述水平传送轴的加工方法，所述的加工方法包括如下步骤：

S1、配料：按照上述水平传送轴所用的铝硅镁系铸造铝合金的组成成分及其质量百分比配料；

S2、熔炼：先加入一半的铝锭，待铝锭于720-770℃下完全熔化后加入镁、锌、铜和剩余的铝锭，直至镁、锌、铜完全熔化后，在铝液温度为710-740℃时加入中间合金并搅拌均匀；

S3、压铸：将上述熔炼后的铝液先后进行除渣和除气精炼，在640-670℃下将铝液压铸到温度为250-280℃的模具型腔中，并在70-80MPa的高压下保压15-20s，成型得水平传送轴坯件；

S4、热处理：将上述水平传送轴坯件进行固溶处理和时效处理，其中固溶处理的温度为540-550℃，保温6-12小时，时效处理的温度为160-180℃，保温6-8小时，冷却得水平传送轴。

其中，步骤S2中所述镁为纯镁，锌为纯锌，铜为电解铜；所述中间合金为硅含量为13-15％的铝硅合金、锰含量为10-12％的铝锰合金、铁含量为7-10％的铝铁合金、锶含量为5-8％的铝锶合金、钒含量为6-10％的铝钒合金、铬含量为8-10％的铝铬合金、钛含量为7-10％的铝钛合金、铼含量为5-8％的铝铼合金。

步骤S3中所述的精炼温度为730-760℃，精炼时间为12-18min，精炼剂为六氯乙烷。

步骤S3中所述压铸工艺为先以0.17-0.3m/s的速度进行慢压射，当压射行程为380-420mm时，再以2.0-3.0m/s的速度进行快压射，从而将铝液压铸到模具型腔中。

步骤S4所述热处理的目的为提高合金的力学性能和耐腐蚀性能，以改善其切削性能和焊接等加工性能。其中，固溶处理的主要目的是改善合金的塑性和韧性，为后续的时效硬化处理做好准备。固溶处理的温度和时间必须严格控制，其主要由合金中相析出和溶解规律及使用要求来决定，以保证使溶质原子能最大限度的固溶到固溶体中，同时又不会使合金发生熔化。对于本发明牙架，为了保证其成品的力学性能、机械性能等，固溶处理的温度不宜过高，时间不宜过长，因此本发明水平传送轴固溶处理的温度为540-550℃，保温时间为6-12小时。而时效处理是一个相当复杂的时效硬化过程，其实质是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。即铝合金在淬火加热时，由于冷却快，合金中形成的空位来不及移出而被固定在晶体内，并大多与溶质原子结合。而由于过饱和固溶体要由不稳定状态向平衡状态转变，空位的存在加速了溶质原子的扩散从而加速了溶质原子的偏聚。时效处理的温度过高或过低，时间过长或过短，合金的强化效果均会不理想，因此为了保证强化效果，本发明水平传送轴时效处理的温度为160-180℃，保温时间为6-8小时。其中，固溶处理后，时效处理前还包括急冷淬火处理，淬火处理的水温为60-90℃，时间为3-5min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本传送轴中，在主轴上位于移动轴座的一侧开设有弧形槽，弧形槽与两轴孔同轴，弧形槽的两端分别与相应一端的移动轴座相连，传送轴以轴孔的中心为轴心转动，在弧形槽的作用下，主轴不会与其它零部件相碰撞，与现有的传送轴相比，整个水平传送轴的旋转轴心往主轴方向靠近，有效的缩小了移动轴座的尺寸和空间体积，同时节省了移动轴座部分的材料使用量，节约了一定的投入成本，弧形槽上的凹槽，能容纳缝纫机内的其它部件，使整个水平传送轴在转动过程中到达预定点时可短暂停止并将水平传送轴固定，防止其过渡转动。

2、同时，在连接臂上开设有与连接孔相通的螺纹孔，当连接臂与其它零部件连接时，通过该螺纹孔，可起到调节与其它零部件之间连接距离的作用，使用较灵活。

3、本发明水平传送轴采用铝硅镁系铸造铝合金来制得，通过各成分的合理配伍和简单的工艺，使制得的水平传送轴的力学性能、机械性能、腐蚀性能等均好，提高了水平传送轴的综合性能，延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的正面立体结构示意图。

图2为本发明一较佳实施例的背面立体结构示意图。

图中，100、主轴；110、移动轴座；111、轴孔；120、弧形槽；121、凹槽；200、连接臂；210、连接孔；220、螺纹孔；230、延伸部；231、辅助孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，一种缝纫机水平传送轴，包括一根主轴100和分设于主轴100两端且相互平行的连接臂200，所述主轴100两端分别向相同一侧延伸并形成有移动轴座110，两移动轴座110上轴向开设有同轴的轴孔111，两连接臂200一端轴向开设有连接孔210且两连接孔210同轴，所述主轴100上横向开设有与轴孔111同轴的弧形槽120，所述弧形槽120延轴向设置且两端分别与连接臂200相连，在弧形槽120上设置有向内凹陷的凹槽121，所述连接臂200上开设有螺纹孔220且螺纹孔220与连接孔210。

本水平传送轴采用上述结构，在主轴100上位于移动轴座110的一侧开设有弧形槽120，弧形槽120与两轴孔111同轴，弧形槽120的两端分别与相应一端的移动轴座110相连，在轴孔111内能安装转轴，传送轴以轴孔111的中心为轴心转动，在弧形槽120的作用下，主轴100不会与其它零部件相碰撞，与现有的传送轴相比，整个水平传送轴的旋转轴心往主轴100方向靠近，有效的缩小了移动轴座110的尺寸和空间体积，同时节省了移动轴座110部分的材料使用量，节约了一定的投入成本。

弧形槽120上的凹槽121，能容纳缝纫机内的其它部件，使整个水平传送轴在转动过程中到达预定点时可短暂停止并将水平传送轴固定，防止其过渡转动。

同时，主轴100通过连接臂200与其它零部件相连，能使水平传送轴的另一端也实现其它作用的转动，在连接臂200上开设有与连接孔210相通的螺纹孔220，当连接臂200与其它零部件连接时，通过该螺纹孔220，可起到调节与其它零部件之间连接距离的作用，使用较灵活。

进一步的，其中一连接臂200上设置有略宽于连接臂200的延伸部230，在延伸部230上轴向开设有辅助孔231且辅助孔231同时轴向贯穿延伸部230和连接臂200。

作为可轴向移动的水平传送轴，在整个传送轴的自身重量下，长期的轴向移动会对移动轴座110产生较大的磨损，而在连接臂200上开设辅助孔231，可在辅助孔231中安装辅助轴，能有效的分担整个水平传送轴的重量，减少轴孔111在传送过程中的磨损，而在连接臂200上设置延伸部230，使辅助孔231同时贯穿连接臂200和延伸部230，能使整个传送轴在实现辅助传送的同时，保证连接臂200的强度，防止连接臂200过渡磨损而导致连接臂200断裂。

其中，所述水平传送轴由铝硅镁系铸造铝合金制得，所述铝硅镁系铸造铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si：6.50％-7.00％、Mg：0.35％-0.80％、Cu：0.05％-0.15％、Fe：0.08％-0.17％、Mn：0.10％-0.20％、Zn：0.05％-0.08％、Sr：≤0.02％、Cr：0.10％-0.35％、Ti：0.10％-0.15％、V：≤0.03％、Re：≤0.02％、其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.03％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝及不可避免的杂质。

表1：实施例1-3用于制备水平传送轴的组成成分及质量百分比

实施例1

配料：按照表1实施例1中所述水平传送轴所用的铝硅镁系铸造铝合金的组成成分及其质量百分比配料；

熔炼：先加入一半的铝锭，待铝锭于720℃下完全熔化后加入镁、锌、铜和剩余的铝锭，直至镁、锌、铜完全熔化后，在铝液温度为710℃时，再加入中间合金并搅拌均匀；其中镁为纯镁，锌为纯锌，铜为电解铜，中间合金是指硅含量为13-15％的铝硅合金、锰含量为10-12％的铝锰合金、铁含量为7-10％的铝铁合金、锶含量为5-8％的铝锶合金、钒含量为6-10％的铝钒合金、铬含量为8-10％的铝铬合金、钛含量为7-10％的铝钛合金、铼含量为5-8％的铝铼合金。

压铸：将熔炼后的铝液先后进行除渣和除气精炼，其精炼温度为730℃，精炼时间为13min，精炼剂为六氯乙烷，在温度为640℃下将铝液以0.18m/s的速度先进行慢压射，当压射行程为380mm时，再以2.0m/s的速度进行快压射，从而将铝液压铸到温度为250℃的模具型腔中，并在70MPa的高压下保压15s，成型得水平传送轴坯件；

热处理：将上述水平传送轴坯件进行固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为540℃，保温6小时后立即将水平传送轴坯件急速淬入65℃的水中急冷3min；人工时效处理温度为160℃，保温6小时后自然冷却，即得水平传送轴。

实施例2

配料：按照表1实施例2中所述水平传送轴所用的铝硅镁系铸造铝合金的组成成分及其质量百分比配料；

熔炼：先加入一半的铝锭，待铝锭于740℃下完全熔化后加入镁、锌、铜和剩余的铝锭，直至镁、锌、铜完全熔化后，在铝液温度为725℃时，再加入中间合金并搅拌均匀；其中镁为纯镁，锌为纯锌，铜为电解铜，中间合金是指硅含量为13-15％的铝硅合金、锰含量为10-12％的铝锰合金、铁含量为7-10％的铝铁合金、锶含量为5-8％的铝锶合金、钒含量为6-10％的铝钒合金、铬含量为8-10％的铝铬合金、钛含量为7-10％的铝钛合金、铼含量为5-8％的铝铼合金。

压铸：将熔炼后的铝液先后进行除渣和除气精炼，其精炼温度为745℃，精炼时间为15min，精炼剂为六氯乙烷，在温度为650℃下将铝液以0.2m/s的速度先进行慢压射，当压射行程为400mm时，再以2.5m/s的速度进行快压射，从而将铝液压铸到温度为260℃的模具型腔中，并在75MPa的高压下保压18s，成型得水平传送轴坯件；

热处理：将上述水平传送轴坯件进行固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为545℃，保温8小时后立即将水平传送轴坯件急速淬入70℃的水中急冷3.5min；人工时效处理温度为170℃，保温7小时后自然冷却，即得水平传送轴。

实施例3

配料：按照表1实施例3中所述水平传送轴所用的铝硅镁系铸造铝合金的组成成分及其质量百分比配料；

熔炼：先加入一半的铝锭，待铝锭于760℃下完全熔化后加入镁、锌、铜和剩余的铝锭，直至镁、锌、铜完全熔化后，在铝液温度为740℃时，再加入中间合金并搅拌均匀；其中镁为纯镁，锌为纯锌，铜为电解铜，中间合金是指硅含量为13-15％的铝硅合金、锰含量为10-12％的铝锰合金、铁含量为7-10％的铝铁合金、锶含量为5-8％的铝锶合金、钒含量为6-10％的铝钒合金、铬含量为8-10％的铝铬合金、钛含量为7-10％的铝钛合金、铼含量为5-8％的铝铼合金。

压铸：将熔炼后的铝液先后进行除渣和除气精炼，其精炼温度为750℃，精炼时间为17min，精炼剂为六氯乙烷，在温度为670℃下将铝液以0.25m/s的速度先进行慢压射，当压射行程为420mm时，再以3.0m/s的速度进行快压射，从而将铝液压铸到温度为270℃的模具型腔中，并在80MPa的高压下保压20s，成型得水平传送轴坯件；

热处理：将上述水平传送轴坯件进行固溶处理和时效处理，其中固溶处理温度为550℃，保温10小时后立即将水平传送轴坯件急速淬入80℃的水中急冷4min；人工时效处理温度为180℃，保温8小时后自然冷却，即得水平传送轴。

将实施例1-3中制得的水平传送轴进行性能测试，测试结果如表2所示。

表2：本发明实施例1-3制得的水平传送轴的性能测试结果

对比例为普通的ZL101铝合金制得的水平传送轴。

从表1和表2可知，本发明缝纫机水平传送轴采用铝硅镁系铸造铝合金制得，在添加主要元素Si和Mg的基础上，添加了Cu、Zn、Mn、Fe、Ti、Cr、V、Re等元素，通过这些组成成分间的合理配伍和简单的工艺，制得的水平传送轴的耐腐蚀性能好、其抗拉强度、硬度等机械性能显著提高，延长了水平传送轴的使用寿命。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种缝纫机水平传送轴，包括一根主轴和分设于主轴两端且相互平行的连接臂，其特征在于，所述主轴两端分别向主轴同一侧延伸并形成有移动轴座，两移动轴座上轴向开设有同轴的轴孔，两连接臂一端均轴向开设有连接孔且两连接孔同轴，所述主轴上横向开设有与轴孔同轴的弧形槽，所述弧形槽轴向设置且弧形槽两端分别与连接臂相连，在弧形槽上设置有向内凹陷的凹槽，所述连接臂上开设有螺纹孔且螺纹孔与连接孔相通；其中，所述水平传送轴由铝硅镁系铸造铝合金制得，所述铝硅镁系铸造铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si：6.50％-7.00％、Mg：0.35％-0.80％、Cu：0.05％-0.15％、Fe：0.08％-0.17％、Mn：0.10％-0.20％、Zn：0.05％-0.08％、Sr：≤0.02％、Cr：0.10％-0.35％、Ti：0.10％-0.15％、V：≤0.03％、Re：≤0.02％、其它杂质元素中单项杂质元素含量≤0.03％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的缝纫机水平传送轴，其特征在于，其中一连接臂上设置有略宽于连接臂的延伸部，在延伸部上轴向开设有同时贯穿延伸部和连接臂的辅助孔。

3.一种如权利要求1中所述缝纫机水平传送轴的加工方法，其特征在于，所述的加工方法包括如下步骤：

S1、配料：按照权利要求1中所述水平传送轴所用的铝硅镁系铸造铝合金的组成成分及其质量百分比配料；

4.根据权利要求3所述缝纫机水平传送轴的加工方法，其特征在于，步骤S2中所述镁为纯镁，锌为纯锌，铜为电解铜；所述中间合金为硅含量为13-15％的铝硅合金、锰含量为10-12％的铝锰合金、铁含量为7-10％的铝铁合金、锶含量为5-8％的铝锶合金、钒含量为6-10％的铝钒合金、铬含量为8-10％的铝铬合金、钛含量为7-10％的铝钛合金、铼含量为5-8％的铝铼合金。

5.根据权利要求3所述缝纫机水平传送轴的加工方法，其特征在于，步骤S3中所述的精炼温度为730-760℃，精炼时间为12-18min，精炼剂为六氯乙烷。

6.根据权利要求3所述缝纫机水平传送轴的加工方法，其特征在于，在步骤S4中所述的固溶处理后，时效处理前还包括急冷淬火处理，淬火处理的水温为60-90℃，时间为3-5min。