专利名称：一种金属轧制盘条整型和表面微量切削装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工领域，具体是一种金属轧制盘条整形和表面微量切削装置。
背景技术：
金属丝材如钢丝、铜丝、铝丝以及较贵重的钛丝、钼丝、锆丝等，都是采用轧制盘条 (线材)，经多道次拉拔变径加工成相应的规格。金属盘条的表面质量对拉拔过程和最终丝材产品的质量有很大影响，表面较大的划伤、坑点、耳子等缺陷容易造成拉拔过程的断丝、 表面折叠，部分缺陷甚至带入最终的丝材产品中，使丝材表面质量下降。因此在拉拔前都要对轧制后的金属盘条表面进行修整，通常采用扒皮和表面打磨相结合的方法去除表面较大的缺陷。由于轧机精度限制，轧制后盘条存在较大的椭圆度，在扒皮时需要较大的加工余量，才能保证消除表面大部分缺陷，因此材料的消耗非常大，通常扒皮一道工序，材料的消耗率在15%以上，传统的加工方法引起生产原材料成本的大幅度增加，特别是对于贵重金属，如钛、锆、钽等原材料成本占有很大比重的产品。最新采用的自定位找正无心车技心，虽然可以避免盘条、棒材直线度精度不高引起加工量大的问题，但对于较大椭圆度的金属盘条仍无法从根本上解决加工余量过大的问题。
发明内容为克服现有技术中存在的金属轧制盘条加工余量大、原材料利用率低的不足，本发明提出了一种金属轧制盘条整型和表面微量切削装置。本发明包括放线机构、收线机构和工作台。工作台装在支撑架上并位于装置的中部，放线机构和收线机构分别位于工作台两侧，电机和控制系统位于支撑架下。在工作台与放线机构相邻一端的台面上依次安装有垂直导向轮和水平导向轮、组合丝模整型机构、旋风车和辊模整型机构。辊模机构包括辊模外壳、轴承和两个辊轮；两个辊轮安装在辊模外壳内，并且两个辊轮的辊轮轴相互平行，使两个辊轮外圆周的丝材槽合为丝材孔；两个辊轮的外径之间的间隙小于0. 03mm。辊轮为带有辊轮轴的整体件；辊模外壳是由两个结构相同、方向相反的 “E”字形半壳体组成，并通过连接螺栓将两个半壳体连接成为辊模外壳。与辊轮配合的单向圆锥轴承位于辊模外壳内并通过轴承盖定位。旋风车包括旋风车机架、主轴、连接卡盘和车刀。主轴通过轴承安装在风车机架内。在主轴的一端有皮带轮，在主轴的另一端有法兰盘。连接卡盘的一个端面与主轴的法兰盘固连，连接卡盘的另一个端面上固定有两个“凹”字形的车刀座，车刀座内上端和下端均有凸台，在上凸台和下凸台上均有滑轨的固定孔。在各车刀座内分别固定有一对滑轨，滑块上有两个贯通的安装孔，通过该安装孔将滑块套装在滑轨上。两把车刀分别位于旋风车的端头处、各车刀座外，并固定在该车刀座内的滑块上。两个调节旋钮分别穿过各车刀座水平框上的螺纹通孔，与该车刀座内的滑块连接。[0007]组合丝模整型机构位于旋风车靠近放线机构的一侧；组合丝模整形机构包括增压模、整型丝模和支撑丝模及支架。增压模、整型丝模固定在支架的丝模安装孔内，支撑丝模固定在支架外侧，并且增压模、整型丝模和支撑丝模轴心在同一水平线上。整型丝模位于靠近支撑丝模一侧；增压丝模孔径较金属盘条直径大1mm。本发明通过收线机构带动金属盘条，依次通过组合丝模整型机构、旋风车和辊模整型机构，实现整型和表面切削。前导向轮主要是保证金属盘条通过固定模时处于中心位置，减少因盘条与丝模不同心而产生对整型丝模的偏心磨损。固定模和辊模两种组合拉拔变形过程，一方面对轧制后的盘条，进行拉拔变形，改善金属盘条的圆度，另一方面提供拉紧力，保证盘条处于张紧状况，使旋风车过程材料有足够的刚性。旋风车车刀安装在旋转卡盘上，可以根据盘条直径和表面缺陷程度调整进刀量，达到精确控制金属盘条表面切削量。金属盘条缠绕在盘轮上，盘轮安装在放线和收线机构上，可以方便地拆卸和更换。 收线机构通过电机带动盘轮转动，实现金属盘条的绕线。丝模整型的核心部件为丝模，为了改善整形过程中的润滑，采用在整型丝模上加增压模的组合模形式。辊模结构采用平立两对辊模进行盘条的整形。金属盘条经本实用新型表面车削加工和整形后，直径公差控制在士0. 05mm以内，同时可以去除金属盘条表面的氧化皮、坑点、划伤、耳子等缺陷。 由于在旋风车前加入了丝模精整型机构，可以在旋风车扒皮前对金属盘条进行规圆，利用材料的塑性变形增加金属盘条的圆度，从而使扒皮去除金属盘条表面氧化皮、缺陷的加工余量减少，通常原材料消耗率为15%，而本发明的消耗率为8%左右。丝模和辊模机构对旋风车起到了很好的定位和支撑作用，避免旋风车时金属盘条的偏心。辊模装置可以对金属盘条进行二次整型，进一步提高金属盘条的圆度。
附图1为本发明的结构示意图；附图2为收线机构结构示意图；附图3为收线机构结构示意侧视图；附图4为收线机构中顶尖部分局部放大图；附图5为收线机构中尾顶部分局部放大图；附图6为辊模机构结构示意图；附图7为辊模机构结构示意侧视图；附图8为旋风车结构示意图；附图9为旋风车侧视图；附图10为旋风车车刀座主视图；附图11为旋风车车刀座侧视图；附图12为旋风车滑块主视图；附图13为旋风车滑块侧视图。其中1.放线机构2.金属盘条 3.垂直导向轮4.水平导向轮 5.增压丝模6.整型丝模7.支撑丝模 8.旋风车 9.辊模装置10.工作台11.收线机构16.锁紧螺母
头21. $由7
芯轴26.单向圆锥轴承 27.辊轮 夕ト壳13.轮盘 18.电机14.收线机构支架15.手轮12.顶尖 17.尾顶19.插销20.顶尖22.顶尖芯轴23.尾顶头24.轴承25.尾顶28.轴承盖29.连接螺栓30.辊模[0031]31.定位销
主轴36.轴承盖41.车刀座32.调节旋钮 33.34.轴承35.空心^rTTT.37.皮带轮 42.滑轨38.旋风车机架39.滑块40.具体实施万式本实施例是ー种金属轧制盘条整形和表面微量切削装置，包括放线机构1、收线机 构11、作台10和支撑架。如附图1所示，本实施例包括放线机构1、收线机构11和工作台10。工作台10装 在支撑架上并位于装置的中部，支撑架下放置有电机和控制系统，其中控制系统用于旋风 车8和收线机构11的运转和速度控制。放线机构1和收线机构11分别位于工作台10两 侧。在工作台10与放线机构1相邻一端的台面上依次安装有垂直导向轮3和水平导向轮 4、組合丝模整形机构、旋风车8和辊模整型机构9。如图2、图3、图4和图5所示。本实施例的收线机构包括轮盘13、收线机构支架 14、手轮15、锁紧螺母16、顶尖12、尾顶17和电机18。尾顶芯轴25圆周表面加工有螺纹，通过锁紧螺母16与收线机构支架14连接，尾 顶17的一端与手轮15用螺栓连接，通过手轮15的转动，带动尾顶芯轴25沿其轴线方向移 动，用于顶紧轮盘13 ；锁紧螺母16用于尾顶芯轴25的定位。电机18安装在收线机构支架 14上，通过皮带动安装在收线机构14上的顶尖芯轴22旋转，如图4所示。收线机构支架 14上的尾顶头23用于顶紧轮盘13，同时顶尖芯轴22旋转并通过插销19带动轮盘13的旋 转，从而实现对金属盘条拉拔和绕盘。顶尖头20和尾顶头23分别连接到顶尖芯轴22和尾 顶芯轴25上，尾顶头⑵与芯轴25间装有轴承24。如附图6、图7所示辊模机构主要由单向圆锥轴承26、一对辊轮27、连接螺栓四、 辊模外壳30、定位销31和轴承顶盖观组成。一对辊轮27分別安装在两个辊模外壳30内， 两个辊轮27的辊轮轴相互平行，辊轮外圆周的丝材槽合为丝材孔；两个辊轮的外径之间的 间隙小于0. 03mm。辊模外壳30安装在工作台10上。两个辊轮27为结构和尺寸相同、带有辊轮轴的整体件。辊轮的槽形尺寸根据实际 金属盘条的直径大小确定。在辊轮轴的两端装有单向圆锥轴承洲；单向圆锥轴承沈外侧 用轴承盖28进行定位。连接螺栓四用于辊模外壳的固定连接，锥形的定位销31用于确保 辊模外壳准确定位。辊模外壳30有两个，均是由两个结构相同、方向相反的“E”字形半壳 体组成，并通过连接螺栓四将两个半壳体连接成为辊模外壳30。辊模装置安装固定好后，辊轮可以自由转动，并且两辊轮的外径距离不大于0. 03mm。如图8和图9所示。旋风车8包括旋风车机架38、主轴35、连接卡盘33和车刀 40。主轴35通过轴承安装在风车机架38内。在主轴35的一端有皮带轮37，在主轴35的另一端有法兰盘，通过主轴35连接卡盘33和皮带轮37。连接卡盘33的一个端面与主轴 35的法兰盘固连，连接卡盘33的一个端面上固定有两个“凹”字形的车刀座41。在各车刀座41内分别固定有一对滑轨42，滑块39上有两个贯通的安装孔，通过该安装孔将滑块39 套装在滑轨42上。两把车刀40分别位于旋风车8的端头处、各车刀座41外，并固定在该车刀座内的滑块39上。两个调节旋钮32分别穿过各车刀座41水平框上的螺纹通孔，与该车刀座内的滑块39连接，通过调节旋钮的转动，实现滑块39沿连接卡盘33径向移动。车刀座41内上端和下端均有凸台，在上凸台和下凸台上均有滑轨42的固定孔；滑块39上有车刀安装孔。本实施例中，空心主轴35为一个整体，中间有两个螺母分别用于轴的定位和锁紧，旋风车机架内装有轴承，保证主轴的良好运转。车刀40安装固定在滑块39上，通过调节旋钮32的旋转，可以实现滑块39的径向移动，实现进刀量的微调，根据金属盘条的直径及切削量对进刀量调整。图10、11分别为车刀座41的主视图和侧视图。车刀座41两边各有两个螺纹孔， 用于底座和车刀盘的连接，上凸台和下凸台上四个圆孔用于安装滑道，滑道采用直钢圆棒， 与车刀座41连接。上凸台的中间孔用于调整丝杠的装配。图12、13分别为滑块的主视图和侧视图，滑块上加工有上下贯通的光孔，用于滑道的装配。上面的螺纹孔用于调整丝杠的装配，滑块前面加工有两个螺纹孔，通过螺栓连接，用于车刀的定位。通过调节旋钮32的转动，带动滑块沿滑道的位移，从而实现刀车进给量的精确控制。旋风车部分整体安装在附图1所示的工作台10上，并通过工作台上安装的电机带动皮动轮37旋转，从而带动空心主轴35、卡盘33和车刀40的旋转，实现对金属盘条的车削。组合丝模整型机构位于旋风车8靠近放线机构的一侧；组合丝模整形机构包括增压模5、整型丝模6和支撑丝模7及支架。增压模5、整型丝模6固定在支架的丝模安装孔内，支撑丝模7固定在支架外侧，并且增压模5、整型丝模6和支撑丝模7轴心在同一水平线上。整型丝模6位于靠近支撑丝模7 —侧；增压丝模5孔径比金属盘条直径大1mm，以提高金属盘条经过整形丝模6时的润滑效果。整形丝模6对金属盘条进行整圆，增加金属盘条轧制过程的圆度。支撑丝模7主要用于增加金属盘条2移动过程中的刚性，避免旋风车过程中金属盘条2的偏心。导向装置由一对竖直导向轮3和一对水平导向轮4组成，由橡胶辊做成的导向轮安装在整形切削设备的金属盘条入口端，两组导向轮的间距可以根据金属盘条的直径进行调整，经两组导向轮后金属盘条与组合整型丝模轴心在一条水平线上。整形切削部分组装完成后，与放线机构1、收线机构11 一齐固定在地面上，调整收线机构11支架的高度，使整形切削部分出料口的高度与收线机构盘轮的收线切方向平齐， 完成整型切削设备的整体安装。经调试，设备运行良好，收线盘转动收线速度可以控制在0. 1 3mm/min，旋转车刀速度2200转/min。可进行Φ6mm Φ 12mm的金属盘皮的整型和表面氧化皮、坑点、划伤等缺陷的切削加工。采用本实用新型设备对两种金属盘条TA2和纯铜盘条T2进行盘条外圆整型和表面缺陷加工，实施效果如下高温轧制TA2钛盘条，直径Φ 11mm，外圆几何公差0. 4mm，盘重50Kg左右，TA2盘条缠绕在盘轮上，安装在本发明设备的放线机构中，进行扒皮去除表面缺陷。加工后盘条直径为φ 10. 4士0.04mm，材料消耗率约为10%。同样的规格的盘条无心车加工，需要加工至 Φ 10. 2mm以下，才可以达到相同的效果，材料消耗率大于15%。两者相比，采用新设备后， 材料利用率提高4%。高温轧制生产的纯铜T2盘条，直径Φ 10mm，外圆几何公差0. 2mm，盘重lOOKg。采用本发明设备进行整型加工和表面坑点、划伤等缺陷的去除。由于纯铜塑性较好，选用直径 Φ9. 5的丝模进行整型，车削量按0. 2mm进行车刀调整，辊模出口孔型按Φ8. 5mm进行调整。 加工后，T2盘条的直径为Φ8.5士0. 03mm，完全去除表面的缺陷，T2盘条长度增加，直径几何精度大幅度增加。经测量材料消耗率为8.3%。
权利要求1.一种金属轧制盘条整型和表面微量切削装置，其特征在于，a.所述的切削装置包括放线机构(1)、收线机构(11)和工作台(10)；工作台(10)装在支撑架上并位于装置的中部，放线机构(1)和收线机构(11)分别位于工作台(10)两侧，电机和控制系统位于支撑架下；在工作台(10)与放线机构(1)相邻一端的台面上依次安装有垂直导向轮C3)和水平导向轮G)、组合丝模整形机构、旋风车(8)和辊模整型机构(9)；b.辊模机构包括辊模外壳(30)、轴承06)和一对辊轮、2Τ)；两个辊轮、2Τ)安装在两个辊模外壳(30)内，并且辊轮轴相互平行，辊轮外圆周的丝材槽合为丝材孔；辊轮的外径之间的间隙小于0. 03mm ；c.旋风车(8)包括旋风车机架(38)、主轴(35)、连接卡盘(33)和车刀(40)；主轴(35) 通过轴承安装在风车机架(38)内；在主轴(3 的一端有皮带轮37，在主轴(3 的另一端有法兰盘；连接卡盘(3 的一个端面与主轴(3 的法兰盘固连，另一个端面上固定有两个 “凹”字形的车刀座Gl)；在各车刀座Gl)内分别固定有一对滑轨(42)，滑块(39)上有两个贯通的安装孔，通过该安装孔将滑块(39)套装在滑轨02)上；两把车刀00)分别位于旋风车(8)的端头处、两个车刀座Gl)外，并固定在该车刀座内的滑块(39)上；两个调节旋钮(3 分别穿过各车刀座Gl)水平框上的螺纹通孔，与该车刀座内的滑块(39)连接；d.组合丝模整型机构位于旋风车(8)靠近放线机构(1)的一侧；组合丝模整形机构包括增压模(5)、整型丝模(6)和支撑丝模(7)及支架。增压模(5)、整型丝模(6)固定在支架的丝模安装孔内，支撑丝模(7)固定在支架外侧，并且增压模(5)、整型丝模(6)和支撑丝模(7)轴心在同一水平线上。
2.如权利要求1所述一种金属轧制盘条整型和表面微量切削装置，其特征在于，辊轮 (27)为带有辊轮轴的整体件；辊模外壳(30)是由两个结构相同、方向相反的‘ ”字形半壳体组成，并通过连接螺栓09)将两个半壳体连接成为辊模外壳(30)；与辊轮(XT)配合的单向圆锥轴承06)位于辊模外壳(30)内并通过轴承盖08)定位。
3.如权利要求1所述一种金属轧制盘条整型和表面微量切削装置，其特征在于，车刀座Gl)内上端和下端均有凸台，在上端凸台和下端凸台上均有滑轨0 的固定孔；滑块 (39)上有车刀安装孔。
专利摘要一种金属轧制盘条整型和表面微量切削装置。包括放线机构、收线机构和工作台。工作台装在支撑架上并位于装置的中部，放线机构和收线机构分别位于工作台两侧，电机和控制系统位于支撑架下。在工作台与放线机构相邻一端的台面上依次安装有垂直导向轮和水平导向轮、组合丝模整型机构、旋风车和辊模整型机构。由于在旋风车前加入了丝模精整型机构，在旋风车扒皮前对金属盘条进行规圆，利用材料的塑性变形增加金属盘条的圆度，从而使扒皮去除金属盘条表面氧化皮、缺陷的加工余量减少，原材料消耗率为8％左右。丝模和辊模机构对旋风车起到了定位和支撑作用，避免旋风车时金属盘条的偏心。辊模装置可以对金属盘条进行二次整型，进一步提高金属盘条的圆度。
文档编号B23P23/00GK202137580SQ201020631950
公开日2012年2月8日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者吉毅松, 吴占军, 孙西平, 张科全, 李建康, 焦立志, 黄崇高 申请人:西安航天博诚新材料有限公司