专利名称：锚杆杆体加工方法及杆体螺纹段加工的专用设备的制作方法
技术领域：
本发明属加工工艺及其设备，主要涉及锚杆加工方法及其设备方案。
公知冷拔滚丝工艺可以提高杆体被加工段强度，曾一度得到广泛使用。但与此同时因冷拔后使杆体延伸率降低，有可能达不到具体使用中对允许变形的要求，给产品带来韧性不足的问题。
本发明的目的是提出满足强度和延伸两方面要求的锚杆杆体加工方法，及杆体螺纹段专用加工设备的技术方案。
本发明目的中的方法部分可以表述为如下工艺流程，将选定待加工杆材按要求下料，实现锚杆锚固段成型，在锚固段尾端加焊挡圈，对尾部螺纹段加工，以及其他辅助工艺。其中，所述待加工杆材按锚杆使用对杆体延伸率及强度要求标准选用；所述锚杆尾部成型，是仅对杆体尾段进行表层挤压，再对该段进行滚丝成型加工。这样，材料的选用可以保证锚杆使用中对强度和延伸率的综合要求；挤压和滚丝都是冷硬强化工艺，仅及锚杆尾段，可避免冷硬强化对杆体的影响，同时满足锚杆尾部螺纹受力段的使用强度要求；本方法根据锚固实际受力情况，使锚杆的不同工作段能够具有不同的机械性能，满足不同的使用受力要求，令结构的不同部位各得其所，解决了现有锚杆加工难于兼顾杆体一定延伸率及螺纹段抗拉强度的矛盾；从而实现了本发明目的中方法部分的任务。
本发明方法所述工艺流程可表述为，待加工杆材按锚杆使用对杆体延伸率及强度要求标准选用、下料，进行锚杆尾部成型，之后是锚固段成型、加焊挡圈及其他辅助工艺。本流程加工路线合理，更便于提高生产效率。
实现本发明所述方法中加工螺纹段的专用设备包括机架，与机架相联的工件夹紧机构，与机架相联可作用于被夹紧工件的挤压机构，与夹紧和挤压机构分别相联的传动机构，与传动机构输入端和机架相联的电动机，驱动电机的电源，与电源和控制各工作部件相联的电路，相应的调节部件，固定上述部件的部件。其中，所述传动机构含有液压传动，夹紧机构中作用于杆体夹紧部位的表面制成非连续形状。这样液压传动平稳，适于挤压作业；非连续表面可以提高该部位对工件的持握能力；从而实现了本发明目的中设备部分的要求。
本发明所述液压传动形式中，与夹持部件相联的液压传动偶件制成环状。以适应杆状被加工件夹持和要求，便于设备构件的空间布置，同时可增大作用面积，利于提供挤压所需的较大动力。
本发明所述专用设备挤压模具挤压段后还接有与之同轴、可与被加工件的已加工部分保持滑动配合的导孔，借以导引和限制挤压后杆体变形与移动方向，且便于加工完成后退出模具，并为后续加工提供方便。
本发明所述专用设备，在挤压状态待挤压工件待加工段中部位置，设有可与被加工件待加工部分圆周表面和机架相应部分接触相联、沿挤压轴线滑动配合的限位架。用来限制挤压中工作压力对杆体可能带来的变形影响。
本发明改变了锚杆加工的传统工艺，使各工作段的机械性能均可满足实用要求，工艺流程合理；制作设备中的专用部分选用不连续夹持表面、带有后接导孔的挤压模、滑动限位架，环状液压偶件，解决了挤压中的夹持与变形问题。本方案使锚杆既能适应工作中必要的允许变形、又可保证提供足够的锚固力，全面改善了加工后锚杆的机械性能，能为锚固提供更可靠的工作部件。
附图给出了本发明实施例的结构简图。
图1是锚杆液压缩径机主视图；图2是图1的俯视图；图3是夹紧装置局部结构简图；图4是缩径模具部分结构视图；图5是限位架限位导向部分示意图；图6是夹紧油缸结构示意图；图7是本机液压系统联接示图。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图中各件号所示零部件名称如后1．机架2油箱3电控箱4控制阀组5夹紧箱6夹紧装置7限位架8导向杆9缩径装置10缩径箱11夹紧油缸12锚杆杆体13缩径油缸14缸座15联接套16弹性定心夹芯17夹紧套18夹紧螺纹19限位板20限位套21堵盖22润滑漏斗23缩径模24缩径模座25导向孔26联接件27销轴28导向套29限位螺栓30导向套31活塞及活塞杆32缸筒33电机34联轴器35液压泵36液压管第一实施例是矿用锚杆的加工，用于井下巷道支护，锚固力70-120kN。
加工时，选用Q235-A圆钢，依次进行按锚杆要求长度下料，杆体螺纹部分成型，杆体锚固段成型，加焊挡圈及其他辅助工艺，即可完成杆体的全部加工。改变了首先对杆材冷拔硬化，然后再进行其他成型和装配加工的锚杆传统加工方法。
在锚杆的具体加工设备中，锚杆尾部螺纹段的加工是由锚杆液压缩径机完成的，该设备结构如图1-7所示。该缩径机包括用来支撑整机的机架1，其下部固定有油箱2、电控箱3、液压控制阀组4、电机33、液压泵35等；机架上部两端部装有夹紧箱5和缩径箱10。两箱内装有位于同一轴线的液压缸、与之相联液压管路、和由其驱动的传动部件，传动末端是分别固定于两箱之间箱侧壁的弹性定心夹紧装置6、和带有缩径模23的缩径装置9。本例夹紧装置部分是与箱体固定相联的环状液压油缸31、32，两液压偶件缸筒32活塞31皆制成环形，其中空的部分用来安放工件。活塞杆前端与弹性定心夹芯16后端以联接套15固定相联，夹紧套17固定于箱体前侧壁，夹芯16套装于夹紧套之内，夹芯的内夹持表面制有内螺纹18。本例的缩径装置结构与夹紧侧相仿，与箱体固定相联的缩径油缸13由缸座14固定在缩径箱10下的机架1上，缩径活塞推杆右端经销27与模座联接件26相联，缩径模座24与之固定相联。在模座24前段内所装缩径膜23成型段之前装有润滑漏斗22，成型段之后接有略大于该段孔径的导向孔25，由堵块21联接固定成缩径装置整体。两箱之间被加工件夹持中心两侧，还设有两根水平的导向杆8固定于两箱之间。联接件相应部位装有与导向杆滑动配合的导向套30。两杆位于夹紧装置与缩径模具间的部位，安装配有可沿杆滑动之导向套28的限位板19，板与待加工件配合处装限位套20。在联接件26上制有通孔，与带有限位大端的限位螺栓29滑动配合，限位螺栓另端固定在限位板19上。各液压传动部件经管路36和控制阀组4与液压泵35相联，由相应电路控制液压泵及阀组的工作。以上是本例的主要结构描述。
本设备的工作过程是，先使设备处于待工作状态，将待加工杆体置入环形夹持油缸中空相应部位，接通电路后启动电机，经联轴器使液压泵开始工作，通过控制夹持油缸液路电磁阀，使油缸处于夹持工作状态，按工作位置固定待加工杆体。随后导通缩径油缸控制电路，使其电磁阀处于缩径工作状态，缩径油缸推动缩径模沿导向杆向右滑动。此时处于工件被加工段中部位置的限位架，可以防止缩径过程中被加工杆体因缩径模具的挤压而产生的弯曲变形。在模具随油缸推杆行进至该处后限位架即随之滑动右移，直至加工结束。在模具的另侧，经缩径后的杆体在缩径模座导向孔内受到约束，其中心仍将基本保持在原杆体的轴线位置。限位架上导向套可以在磨损后更换，能给使用带来方便。夹持部件的内螺纹表面，能够提供足够的夹持力，用以保证缩径正常进行。本机的其他工作情况与常规液压加工相同。完成缩径之后改变液路电磁阀的工作位置，缩径装置沿原路退回。途中在与限位螺栓大端内侧面接触后，即可由其带动限位架左移至加工初始位置，准备本机的再次缩径加工。松开的夹持机构便允许缩径后的锚杆退出，即可进入加工的后续工序，直至结束，完成本例设备的一次加工过程。
权利要求
1．锚杆杆体加工方法表述为如下工艺流程，先将选定待加工杆材按要求下料，实现锚杆锚固段成型，在锚固段尾端加焊挡圈，对尾部螺纹段加工，以及其他辅助工艺；其特征在于所述待加工杆材按锚杆使用对杆体延伸率及强度要求标准选用；所述锚杆尾部成型，是对杆体尾段进行表层挤压，再对该段进行滚丝成型加工。
2．如权利要求1所述方法，其特征在于所述工艺流程还可表述为，待加工杆材按锚杆使用对杆体延伸率及强度要求标准选用、下料，进行锚杆尾部成型，之后是锚固段成型、加焊挡圈及其他辅助工艺。
3．实现本发明所述方法中加工锚杆螺纹段的专用设备，包括机架，与机架相联的工件夹紧机构，与机架相联可作用于被夹紧工件的挤压机构，与夹紧和挤压机构分别相联的传动机构，与传动机构输入端和机架相联的电动机，驱动电机的电源，与电源和控制各工作部件相联的电路，相应的调节部件，固定上述部件的部件；其特征在于所述传动机构含有液压传动(4、5、10)，夹紧机构中作用于杆体夹紧部位的表面制成非连续形状(18)。
4．如权利要求3所述专用设备，其特征在于所述液压传动形式中，与夹持部件相联的液压传动偶件制成环状(31、32)。
5．如权利要求3或4所述专用设备，其特征在于所述专用设备挤压模具挤压段后还接有与之位于同一轴线、可与被加工件的已加工部分保持滑动配合的导孔(25)。
6．如权利要求3或4所述专用设备，其特征在于所述专用设备挤压状态待挤压工件待加工段中部，设有可与被加工件待加工部分圆周表面和机架相应部分接触相联、沿挤压轴线滑动配合的限位架(7)。
7．如权利要求5所述专用设备，其特征在于所述专用设备挤压状态待挤压工件待加工段中部，设有可与被加工件待加工部分圆周表面和机架相应部分接触相联、沿挤压轴线滑动配合的限位架(7)。
全文摘要
锚杆杆体加工方法及杆体螺纹段加工的专用设备属机械加工领域,是按锚杆使用对杆体延伸率及强度要求标准选用杆材,表面冷硬加工仅发生在杆体尾段。为此所配缩径设备带有后接导孔(25)的挤压模(23)的液压缩径装置(9)、防止杆体变形的滑动限位架(7)、不连续夹持表面和环状液压偶件(31、32)的夹紧(6、11、18)等机构。改变了传统工艺,流程及所用设备结构合理。使锚杆既允许必要变形、又有足够的锚固力,可靠工作。
文档编号B23G7/00GK1309000SQ0012594
公开日2001年8月22日 申请日期2000年9月1日 优先权日2000年9月1日
发明者秦斌青, 王维虎, 罗沪生, 赵德刚 申请人:西山煤电(集团)有限责任公司