一种多道次转角拉丝成形方法及拉丝装置与流程

本发明属于拉丝技术领域，特别是涉及一种多道次转角拉丝成形方法及拉丝装置。

背景技术：

剧烈塑性变形作为一种新兴的塑性变形方法，可以在变形过程中引入大的应变量(传统的塑性变形很难实现应变量大于1的真应变)，从而有效细化(亚微米或纳米量级)金属，通过在变形过程中微观组织的控制，可以同时获得具有高强度与大塑性的纳米材料。

但是，现有技术的拉丝成形方法和装置，结构、工艺复杂，而且适用材料单一，成形效果不佳。例如，授权公告号为CN103706666A的中国发明专利公开了“一种超细晶粒医用高纯镁管制造方法”，该技术方案采用变形模和成型模，变形模用来拉拔丝，成型模用来定型。可以看出该现有技术方案工艺复杂，步骤繁多，适用材料单一，晶粒细化效果不明显。

因此，如何解决上述技术问题成为了该领域技术人员努力的方向。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种多道次转角拉丝成形方法及拉丝装置，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种多道次转角拉丝成形方法，包括拉丝模具和绕丝装置，所述拉丝模具包括相对设置的左固定板和右固定板，左右固定板通过螺栓连接，在左右固定板之间平行设置第一成形杆和第二成形杆，且第一成形杆能水平或垂直调整，第二成形杆固定设置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，调整第一成形杆与第二成形杆之间的相对位置，左右固定板连接固定后，将拉丝模具整体进行固定；

步骤二，将合金丝的一端固定在绕丝装置上，另一端依次绕过两个成形杆，并在端部施加恒定的背拉力，使合金丝处于张紧状态，所述合金丝在绕过第一成形杆和第二成形杆后形成Z字形结构；

步骤三，绕丝装置拉动合金丝，合金丝与第一成形杆和第二成形杆相互作用发生剧烈塑性变形；

步骤四，绕丝装置停止工作，将合金丝恢复到步骤二的状态；

步骤五，重复步骤三和四，当合金丝达到需要的力学性能时即可。

作为优选，所述第一成形杆和第二成形杆均为矩形横截面，第一成形杆的四个棱边具有不同的倒圆，其倒圆半径为0.5mm～5mm，第二成形杆的四个棱边具有相同的倒圆,其倒圆半径为0.5mm～5mm。

作为优选，所述合金丝相对绕丝装置的另一端连接配重块，用于给合金丝施加恒定的背拉力。

作为优选，所述合金丝被绕丝装置、第一成形杆和第二成形杆分成三段，第一成形杆与第二成形杆之间的为倾斜段，其余两段为水平段，且倾斜段与水平段之间的夹角为80°～130°。

一种用于多道次转角拉丝成形方法的拉丝装置，包括沿直线排列设置的绕丝装置、模具固定座和尾座，所述模具固定座顶端设有夹钳机构，拉丝模具由夹钳机构夹持固定；

所述拉丝模具包括相对设置的左固定板和右固定板，左右固定板通过螺栓连接，在左右固定板之间平行设置第一成形杆和第二成形杆，且第一成形杆能水平或垂直调整，第二成形杆固定设置；

所述尾座顶端安装滑轮；

合金丝的一端固定在绕丝装置的绕丝杆上，另一端绕过第一成形杆和第二成形杆，并经过滑轮后连接配重块。

作为优选，所述左右固定板上对应开设长条形盲槽和固定盲槽，第一成形杆的两端活动配合在长条形盲槽内，第二成形杆的两端配合在固定盲槽内。

作为优选，所述第一成形杆和第二成形杆均为矩形横截面，第一成形杆的四个棱边具有不同的倒圆，第二成形杆的四个棱边具有相同的倒圆。

作为优选，所述绕丝装置包括驱动电机、变速箱、转盘和绕丝杆，所述驱动电机连接变速箱，变速箱输出轴连接转盘，绕丝杆固定在转盘上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构简单，设计合理，操作简单，可以对不同材料进行拉丝成形，拉丝效果好，可以使金属丝力学性能达到不同的优化效果和不同的晶粒细化效果。

附图说明

图1是本发明拉丝装置的结构示意图；

图2是本发明拉丝装置的俯视图；

图3是本发明拉丝模具的结构示意图；

图4是拉丝模具去掉左固定板后的结构示意图；

图5是第一成形杆的横截面结构示意图；

图6是本发明实施例二中拉丝模具的左固定板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例一

如图1至图5所示，一种用于多道次转角拉丝成形方法的拉丝装置，包括沿直线排列设置的绕丝装置1、模具固定座2和尾座3。

所述绕丝装置1包括驱动电机1-1、变速箱1-2、转盘1-3和绕丝杆1-4，所述驱动电机1-1连接变速箱1-2，变速箱输出轴连接转盘1-3，绕丝杆1-4固定在转盘1-3上。为了方便操作，在转盘1-3上安装3根绕丝杆1-4，且3根绕丝杆1-4位于以转盘1-3中心为圆心的同一个圆周上。

所述模具固定座2顶端设有夹钳机构4，拉丝模具5由夹钳机构4夹持固定。所述拉丝模具5包括左固定板5-1、右固定板5-2、第一成形杆5-3和第二成形杆5-4，所述左右固定板5-1、5-2相对设置，所述左右固定板5-1、5-2均为矩形板，其长宽高尺寸为100mm、20mm、120mm，在左右固定板5-1、5-2上对应开设长条形盲槽5-5和固定盲槽5-6，所述长条形盲槽5-5水平设置，第一成形杆5-3的两端活动配合在长条形盲槽5-5内，第二成形杆5-4的两端配合在固定盲槽5-6内，第二成形杆5-4位于第一成形杆5-3下方，且第二成形杆5-4与第一成形杆5-3相互平行，在左右固定板5-1、5-2的四角对应开设安装孔5-7，通过螺栓穿过安装孔5-7连接左右固定板5-1、5-2，从而将第一成形杆5-3和第二成形杆5-4固定在左右固定板5-1、5-2之间。所述尾座3顶端安装滑轮6。

所述第一成形杆5-3和第二成形杆5-4均为矩形横截面，第一成形杆5-3的四个棱边具有不同的倒圆a1～a4，此倒圆的半径即为转角半径，倒圆半径为0.5mm～5mm，本实施例中倒圆a1～a4的倒圆半径依次为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm，第二成形杆5-4的四个棱边具有相同的倒圆，倒圆半径为0.5mm。

在进行拉丝成形时，合金丝7的一端固定在绕丝装置1的绕丝杆1-4上，另一端绕过第一成形杆5-3和第二成形杆5-4后，经过滑轮6后连接配重块8。所述绕丝杆1-4与第一成形杆5-3之间的合金丝7为水平状态，第二成形杆5-4与滑轮6之间的合金丝7为水平状态，第一成形杆5-3与第二成形杆5-4之间的合金丝7为倾斜状态，且倾斜段与水平段之间的夹角α为80°～130°，此夹角为拉丝角度。在本实施例中，合金丝7选用直径1mm的镁合金丝。

一种多道次转角拉丝成形方法，包括上述的拉丝装置，成形方法包括以下步骤：

步骤一，旋转第一成形杆，选择其中一个棱边作为工作棱边，调整第一成形杆在长条形盲槽内的位置，从而调整第一成形杆与第二成形杆之间的水平距离，通过螺栓穿过安装孔连接左右固定板，从而将第一成形杆和第二成形杆固定在左右固定板之间，然后通过夹钳机构将拉丝模具固定在模具固定座上；

步骤二，将合金丝的一端固定在绕丝装置的绕丝杆上，另一端依次绕过两个成形杆后，经过滑轮后连接配重块，使合金丝处于张紧状态，所述合金丝在绕过第一成形杆和第二成形杆后形成Z字形结构；

步骤三，驱动电机工作，带动转盘上的绕丝杆转动，合金丝被缠绕在绕丝杆上，且拉丝速度(即合金丝移动速度)小于10mm/s，在此过程中，合金丝与第一成形杆和第二成形杆相互作用，同时受到配重块的背拉力，合金丝发生剧烈的塑性变形，达到细化晶粒的目的；

步骤四，在绕丝装置的作用下，配重块逐渐被拉高，当配重块接近滑轮时，绕丝装置停止工作，将合金丝恢复到步骤二的状态；

步骤五，重复步骤三和四，增加合金丝的累积变形量，显著增强晶粒细化效果，当合金丝达到需要的力学性能时即可。

为了避免合金丝由于剧烈摩擦而损伤，可以在合金丝上涂刷润滑油。

所述第一成形杆和第二成形杆均为矩形横截面，第一成形杆的四个棱边具有不同的倒圆，此倒圆的半径即为转角半径，倒圆半径依次为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm，第二成形杆的四个棱边具有相同的倒圆，倒圆半径为0.5mm。

在进行拉丝成形时，所述绕丝杆与第一成形杆之间的合金丝为水平状态，第二成形杆与滑轮之间的合金丝为水平状态，第一成形杆与第二成形杆之间的合金丝为倾斜状态，且倾斜段与水平段之间的夹角为80°～130°，此夹角为拉丝角度，本实施例优选拉丝角度为120°，通过调整第一成形杆与第二成形杆之间的水平距离可以形成不同的拉丝角度，不同的拉丝角度可以使合金丝的力学性能达到不同的优化效果。在本实施例中，合金丝选用直径1mm的镁合金丝。

本发明的两个成形杆的配合可以形成不同的拉丝角度和转角半径，并进行不同次数的拉拔，因此，本发明可以对不同材料进行拉丝成形，可以使合金丝力学性能达到不同的优化效果和不同的晶粒细化效果。

实施例二

参见图6，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述拉丝装置中左右固定板5-1、5-2上对应开设的长条形盲槽5-5为竖直设置，第一成形杆5-3的两端活动配合在长条形盲槽5-5内，第二成形杆5-4的两端配合在固定盲槽5-6内，第二成形杆5-4位于第一成形杆5-3一侧，且第二成形杆5-4与第一成形杆5-3相互平行。

相应的拉丝成形方法中，通过调整第一成形杆在长条形盲槽中的位置，从而调整第一成形杆与第二成形杆之间的垂直距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。