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摘 要 ：长期以来,网格圈切割工艺都是网格圈制造工艺中的一个技术难点,目前大部分生产厂家都采用了超声波切割技术.本文重点介绍了超声波切割工作原理,以及超声波切割机主要部件及其功能.
关 键 词 ：超声波 紧密纺 网格圈 网格圈切割工艺
0. 前言
紧密纺是在传统环锭纺细纱机的牵伸系统前,增加一个纤维集聚区,通过气流收缩纤维的宽度,使边缘纤维有控制地向中间集聚,从而消除加捻三角区,而实现对纤维的集聚作用[1].而集聚区的关键部件之一就是网格圈[2],网格圈是一种无接头的环状织物,材料为尼龙66长丝,用有梭织机织造而成,具有一定的宽度、长度、强度要求,网格圈的主要功能有两个：一是实现集聚,气流通过网格圈巾的空隙将纤维集聚收拢在网格圈的表面；二是实现传送的功能,将集聚收拢后的须条向前输送至引纱胶辊,并在输出后加捻.
1. 网格圈切割要求
网格圈宽度大小要一致,切边大小要均匀一致,若在一个单元里网格圈尺寸相差较大,那么它们所受的张紧力就会出现明显差异,从而影响网格圈以及其它相关零件的正常工作.其次切边抗拉强度要高,不能发生散边、断口,切割面要光洁,不能存在结块、凸出,切割后不能卷曲,避免造成网格圈转动凝滞、偏移、扭曲.
2. 常用切割方法
根据网格圈的特点,无法对网格圈进行直接物理割断式切割,需要熔式切割.所以适用于网格圈切割的方法主要有：电热、激光切割、超声波切割.
2.1.电热
电热方法是通过电热刀发热,接触网格圈使其局部熔化,在割断的同时,相邻的单丝相互熔合达到锁边的目的.这种方法简单易行,缺点是熔化的尼龙丝易在网格圈切割边缘产生毛刺,引起使用中挂花.
2.2.激光切割
激光切割方法是利用激光集束的高能量,使材料熔化并冷却锁边,这种方法速度快,但是只能切割不能封边,易使网格圈散边.
2.3. 超声波切割
超声波切割是将超声波能量加载到切割刀上,切割刀本身是不带温度的.在超声波能量的作用下,网格圈边缘经线、纬线在压力下融合,通过切割刀的作用力,边缘发生断裂从而达到切割的目的.与前两种切割方式不同,网格圈边缘并没有达到熔点,但起到了封边的作用.
3. 超声波切割工作原理
超声波在介质中传播时造成介质振动,由于传播介质存在着内摩擦,部分的声波能源会被介质吸收转变成热能从而使介质温度升高,此为超声波的热作用[3].超声波切割就是利用超声波的这种热作用,将被切割材料局部加热熔化,从而达到切割的目的.
超声波切割机就是直接将超声波能量加载到切割刀上,切割刀就变成一把带有超声波的切割刀.在切割材料时,材料主要是被超声波能量软化,切刀的刃口只是起到切缝定位、超声波能量输出、分隔材料的作用.所以超声波切割不需要锋利的刃口,也不需要很大的压力,不会造成被切割材料的崩边、破损.切割部位被完美地封边了,可防止被切割材料组织的松散.
4. 网格圈超声波切割机主要部件及功能
超声波切割机基本构成是高频电流转换器、压电式转换器、调幅器、切割刀、步进控制旋转环切装置、plc控制系统等系统组成,如图1所示.
高频电流转换器是将输入的工业用电流转换成高频高电压交流电流,其频率范围与超声波频率范围相同.
压电式转换器是将输入的电能转换成机械能,即超声波,而频率保持不变.
调幅器的作用一是固定整个超声波振动系统,二是将换能器的输出振幅放大.
切割刀是整个超声波切割设备的关键部位,切割刀一方面进一步放大振幅,聚焦超声波,另一方面是输出超声波,利用切割刀的类似刃口,将超声波能量集中输入到被切割材料的切割部位.该部位在巨大超声波能量的作用下,网格圈边缘瞬间软化、熔化,强度大大下降,此时,只要施加很小的切割力,就可达到切割材料断裂的目的,还可使网格圈局部软化、熔合,达到封边的目的 .
用步进电机来控制套有网格圈织带的工件旋转,然后通过plc控制系统编程来控制步进电机脉冲,从而实现任意设置切割的线速度和网格圈的宽度.还可利用plc的强大功能实现班产量统计等辅助功能.
超声波切割的网格圈具有切口光滑、牢靠,切边准确,不会变形,不翘边、起毛、抽丝、褶皱等优点.
5. 成品分析
经超声波切割下来的网格圈（如图2）,边缘0.2-0.3mm（两根纬丝范围）完全融合,边缘比较光洁,没有锯齿现象,用了撕扯封边不会裂开,运行过程中晃动比较小.
6.结论
超声波切割由于操作调整比较简单,使用成本低,切割后熔线窄且尺寸一致性好,切边牢固可靠,对切割材料的损伤小,网格圈使用寿命长,已被广泛应用在网格圈切割工艺中.