专利名称：用于在上面缠绕细金属线的机加工卷轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及将在上面缠绕细金属线的卷轴。更具体地，本发明涉及用于细金属线的由一块锻钢制造的卷轴，例如用于在捻线机中退绕制造钢索的细线的卷轴或用于在线锯中缠绕锯线的卷轴等。
背景技术：
将缠绕在卷轴上的细金属线例如具有大约0. 15至0. 40mm的直径，其用作用于橡胶产品的加强件的钢索，或者是具有0. 12至0. 16mm或更小的直径的用于线锯的锯线，并且以预定张力(例如，0.4至IAkg)缠绕在卷轴上。大的缠绕压力或挤压力由于缠绕张力而施加于缠绕鼓部分。另外，当多层细金属线围绕卷轴缠绕时，侧压力(铺展压力)施加于凸缘部分。施加于缠绕鼓部分和凸缘的缠绕压力(挤压力)和侧压力(铺展压力)与所缠绕的金属线的直径的减小、缠绕节距的减小、缠绕张力的增加和所缠绕的金属线的层的数量增加或这些因素的任何组合成比例地大幅增加。在运输到用户之前，卷轴在拉丝架上装上锯线。用户在线锯装置的放线侧为装置配备卷轴。引自放线卷轴的锯线用于切割硅晶片并且缠绕在端部的收线卷轴上。本发明的卷轴可以用作收线卷轴以及放线卷轴。上面具有使用过的锯线的卷轴返回到锯线生产者， 在那里从卷轴去除用过的锯线、清洁卷轴并且用新锯线再装入卷轴。以该方式，实现卷轴的
重复使用。所以，在上面缠绕并且退绕细金属线若干次的卷轴必须具有这样的缠绕鼓部分， 所述缠绕鼓部分需要具有抵抗分布于凸缘的侧压力所导致的缠绕压力(挤压力)和膨胀的足够强度和刚度。而且，凸缘部分需要具有抵抗侧压力的足够强度和抵抗由于侧压力产生的重复挠曲的足够刚度。尤其是缠绕鼓部分和凸缘部分的接头部分需要抵抗由于重复使用产生的重复挠曲。由于侧压力产生的凸缘的挠曲导致缠绕鼓部分的变形，并且缠绕鼓部分的变形导致所缠绕的线的不规则缠绕，这可能导致线的断裂。因此，常规卷轴有必要进一步增加缠绕鼓部分和凸缘部分的厚度，从而保证足够的强度和刚度，但是在一些情况下，加强凸缘部分导致卷轴的重量的显著增加，导致操作的问题、运输成本增加以及材料成本和机械加工成本的增加。JP9495768A公开了一种能够减小重量并且同时弹限强度和刚度的卷轴，其中凸缘通过焊接固定地联接到缠绕鼓的两个端部，所述凸缘具有通过高抗拉钢板的冲压形成于外表面上的向外突出加强肋和通过向后弯曲外缘形成的中空环形外缘加强部分。但是当在恶劣条件下重复使用它时，会产生出现裂缝并且损坏焊接部分的风险。JP2003-040529A公开了一种具有角部部分的卷轴，所述角部部分具有形成于鼓和凸缘之间的边界部分中的双重结构。凹角部分的具有大曲率半径的凹曲面允许避免或在大幅度地减小角部部分处的应力集中。但是仍然存在角部部分处的缠绕质量差的问题
发明内容
所以，本发明的目的是提供一种用于细金属线的卷轴，所述卷轴的鼓和凸缘由一块锻钢制造，所述凸缘具有在鼓的水平面上测量的厚度，和从所述鼓的外表面至所述凸缘的外缘测量的高度，所述高度与所述厚度的比率大于1. 5并且小于5. 0，并且在800N/mm2的弹限强度06)下非比例伸长百分比(19)应当低于0. 05%。括号中的数字表示在本说明书的图3中再现的关于“在环境温度下的金属材料-拉伸试验”的ISO标准6892 1988的图3。表达在800N/mm2的弹限强度下非比例伸长百分比应当低于0. 05%的要求的另一种方式可以说成在0. 05%的非比例伸长下的弹限强度必须大于800N/mm2。为了实现该目的，本发明提供了一种用于细金属线的卷轴，所述卷轴包括由一块锻钢制造的缠绕鼓和凸缘，在800N/mm2的弹限强度下所述锻钢的非比例伸长百分比(19) 应当低于0. 05%。所述凸缘的高度和所述凸缘的厚度的比率大于2. 0并且小于3. 0。通过例如使用锻造的铬钼合金钢获得有利的钢性质。优选地，所述卷轴在制造之后进行油淬火以便增加它的韧度。所述钢具有至少980N/mm2的抗拉强度。典型地，不限定于该特定组分，这样的钢包括0. 30%的最小碳含量、在0. 60%至1.20%的范围内的铬含量、在0. 15至0. 35%之间的钼含量、在0. 50%至0. 90%的范围内的锰含量、在0. 10%至 0. 40%之间的硅含量。所有百分比以整体的重量百分比的形式表达。同样适合的组分的替代选择是铬镍锰组分。这样的钢包括0.30%的最小碳含量、在0. 60%至1.00%的范围内的铬含量、在1.25%至2. 10%之间的镍含量、在0. 15至 0. 40%之间的钼含量、在0. 50%至0. 90%的范围内的锰含量、在0. 10%至0. 40%之间的硅含量。所有百分比以整体的重量百分比的形式表达。所述鼓从所述凸缘略微突出。在所述鼓与所述凸缘相遇处的外侧设有为所述凸缘提供附加支撑的加强部分。所述部分倾斜于所述凸缘的平坦外表面并且相对于所述凸缘的大致平坦外表面成大约135度的角。而且在该卷轴中，每个凸缘可以包括一对导销，所述导销被制造成在所述凸缘的面上突出，以与拉床或锯床的驱动轴中的配合孔接合。而且在该情况下，环形凹槽在所述凸缘的外缘的附近位于每个凸缘的面上。所述凹槽具有在所述凸缘的厚度的五分之一至四分之一之间的深度。上述特征使得当围绕缠绕鼓缠绕细金属线时能够改善缠绕鼓抵抗挤压力的强度， 并且当再使用卷轴时进一步改善凸缘抵抗重复变形的刚度和强度。与其它可再使用的卷轴相比，它的制造成本便宜并且它的重量轻。卷轴的韧度和稳定性被改善，使得它适合至少三十次重复使用。本发明的以上和其它目的、特征和优点将从将结合附图阅读的以下详细描述变得明显。
图1是根据实施例的(沿着图2中的线A-A获得的)卷轴的竖直横截面图；图2是实施例的卷轴的前视图；图3是ISO标准6892 1998的弹限强度-非比例伸长(Rp)曲线。
具体实施例方式图1和2中所示的根据实施例的卷轴是用于在拉拔机或用于钢索的捻线机或线锯中使用的细金属线的卷轴。该卷轴包括缠绕鼓10以及设在圆柱形缠绕鼓10的两个端部的凸缘12和12。缠绕鼓10和凸缘12通过锻造由铬镍钼韧性硬化钢(例如，AISI 4340)制造。从鼓水平面上测量的凸缘12的厚度‘T’为25. 0mm，并且从鼓的外表面至凸缘的外缘测得的凸缘12的高度‘H’为62. 5mm，并且高度与厚度的比率H/T为2. 5。下表示出了包含本发明的卷轴相比于常规卷轴的改进和优点。卷轴0表示本发明；卷轴1和卷轴2 传统卷轴；W 未使用过的卷轴的重量；D0 未使用过的卷轴的凸缘的顶部处的距离；Dr 一次完整卷绕的凸缘的顶部处的距离；D1 使用一次之后没有线的凸缘的顶部处的距离；
权利要求
1.一种用于在上面缠绕细金属线的卷轴，所述卷轴包括鼓和一对凸缘，所述鼓和所述凸缘由一块锻钢制成，所述凸缘具有在所述鼓的水平面上测量得到的厚度，所述凸缘具有从所述鼓的外表面至所述凸缘的外缘测量得到的高度；其特征在于，所述高度与所述厚度的比率大于1. 5并且小于5. 0，而且在800N/mm2的弹限强度下，非比例伸长百分比小于0. 05%。
2.根据权利要求1所述的卷轴，其特征在于，所述高度与所述厚度的比率大于2.0并且小于3. 0。
3.根据权利要求2所述的卷轴，其特征在于，所述凸缘的内缘加强部分具有一结构，所述结构与所述凸缘的平坦外表面成倾斜的并且相对于所述凸缘的大致平坦外表面成大约 135度的角。
4.根据权利要求3所述的卷轴，其特征在于，被制成为在所述凸缘的所述平坦外表面上突出的一对导销能够与加工机床接合。
5.根据权利要求4所述的卷轴，其特征在于，环形凹槽在所述凸缘的外缘附近在凸缘圆周方向上位于每个凸缘的所述平坦外表面上。
6.根据权利要求5所述的卷轴，其特征在于，所述环形凹槽的深度在所述凸缘的厚度的五分之一至四分之一之间。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的卷轴，其特征在于，所述卷轴的原材料是铬镍钼韧性硬化钢。
8.根据权利要求7所述的卷轴，其特征在于，所述铬镍钼韧性硬化钢通过退火和油淬火被热处理。
全文摘要
一种用于在上面缠绕细金属线的卷轴包括由一块锻钢制造的鼓(10)和一对凸缘(12)。所述凸缘具有在鼓水平面上测量的厚度(T)和从所述鼓的外表面至所述凸缘的外缘测量的高度(H)，所述高度与所述厚度的比率大于1.5并且小于5.0，并且在800N/mm2的弹限强度下所述锻钢的非比例伸长百分比低于0.05％。所述卷轴具有在重复使用期间抵抗变形的一对刚性和坚固的凸缘。它的制造成本便宜并且它相对轻质并且坚韧。
文档编号B65H75/14GK102574658SQ201080042379
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月23日 优先权日2009年9月25日
发明者朱立兵 申请人:贝卡尔特公司