一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置及其工作方法与流程

本发明涉及金属塑性拉拔加工工艺，特别是涉及一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置及其工作方法。

背景技术：

金属的拉拔工艺具有操作简易、产品成形快、产品表面粗糙度低、加工精度高等诸多优点，因此广泛应用于金属棒材、管材等金属型材的的塑性成形加工。由于高强度合金金属在拉拔过程中拉拔力较大，在金属连续加工时随着工模具的损耗和坯料杆位置的摆动，容易造成拉拔力的分布不均，易引起垂直于拉拔轴线的扭转缺陷，以及偏离拉拔轴线引起的偏向缺陷，严重制约了大长度高强合金金属的连续拉拔成形制造。

目前已公布的与金属拉拔成形工艺相关的装置和方法主要如下：

专利公开号为cn106925621a的中国专利公开了一种铜管拉拔装置，在坯料杆无需固定的前提下，实现了挤压原料杆在不受长度限制条件下的拉拔加工，但由于拉拔底座固定，无法实现卷曲坯料杆的自适应拉拔调节，要求坯料杆的初始状态为直杆才能避免扭转、偏向等拉拔缺陷；

专利公开号为cn104772355a的中国专利公开了一种冷拉拔模具，该发明有效消除了金属型材在拉拔过程中由于压缩率的不同而使金属流动分配不均导致的产品缺陷，提高了异形铜排的加工成功率，但由于该发明对模具的几何形貌要求高，且安装要求严格，必须与模具加工轴线规定位置相符，不利于金属在大批量连续加工工艺条件下的拉拔成形，且加工成本高；

专利公开号为cn107791200a的中国专利公开了一种拉拔器，该发明通过多种方式增强了拉拔机构的承重，可以有效增强拉拔力度和拉拔支座的稳定性，实现大尺寸拉拔工件的成形，由于该拉拔器的发明主要针对大型拉拔件的成形加工，对工件拉拔扭转、偏向等缺陷的解决并未提及；

专利公开号为cn103331318b的中国专利公开了一种基于水润滑拉拔的多道次金属拉拔装置，该发明提供了一种金属多道次冷拉拔装置，利用金刚石薄膜在水润滑条件下良好的自润滑性，很好地满足了拉拔加工精度高、表面光洁，以及拉拔模具使用寿命长等技术工艺要求，由于该发明装置结构复杂，且只适用于金属的冷拉拔工艺需求，很难满足大批量高强合金金属在不同拉拔工况条件下的使用。

尽管国内外对合金金属，特别是有色金属的拉拔工艺已经有了十分夯实的技术基础，但普遍对拉拔坯料杆的要求较高，阻碍了大长度拉拔工件的加工成形，增加了加工成本，制约了拉拔工件大批量生产的产业化实施。同时，就已公布的合金金属拉拔方案来看，目前还没有一种相关技术能够满足金属在不同拉拔环境中有效解决拉拔扭转、偏向等缺陷的要求。

因此，对金属连续拉拔自适应调节拉拔装置的研发是迫在眉睫的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置及其工作方法，它能够实现金属杆材连续拉拔端面形貌的自适应校正，有效防止其发生扭转、偏向等拉拔缺陷。

本发明的目的是这样实现的：一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置，包括壳体，所述壳体是中空结构，包括一个底板和两个侧板；

所述壳体内一侧安装有导向轮，所述导向轮横向设置，所述导向轮后方沿竖直方向设置有一组垂直限位轮，所述垂直限位轮后方安装有横向设置的水平限位轮，一根待加工金属杆从导向轮上端通过，并穿过一组垂直限位轮之间，从水平限位轮下端穿出；

所述壳体另一侧还设置有靴座；

所述靴座上部安装有紧固轮，所述紧固轮上端还设置有紧固导杆；所述靴座下部还安装有转向轴；

所述靴座后方设置有拉拔模具。

所述转向轴包括底座和圆盘，所述底座固定连接在靴座下端，所述圆盘与底座转动连接，所述圆盘通过底座安装在靴座内。

所述紧固导杆的中心轴线和紧固轮的中心轴线垂直。

所述紧固轮的中心轴线位于紧固导杆的中心轴线出模侧。

所述转向轴的中心轴线和紧固轮的中心轴线垂直。

所述转向轴的中心轴线位于紧固轮的中心轴线出模侧。

所述垂直限位轮至少有一组。

所述水平限位轮至少有一个。

一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤一：将待加工金属杆通过导向轮上方进入到装置内；

步骤二：待加工金属杆穿过一组垂直限位轮后，从水平限位轮下方穿出，在两者的共同作用下校正金属杆的运动方向，准确进入到紧固轮的下方；

步骤三：通过紧固导杆向下推动紧固轮，对待加工金属杆施加压力，使之紧紧贴合紧固轮运动；

步骤四：待加工金属杆进入到所述拉拔模具内进行加工；

步骤五：拉拔过程中，在紧固轮与待加工金属杆的贴合作用下，整个装置相对于待加工金属杆做跟随运动，并逐步调整待加工金属杆的运动状态，待加工金属杆在拉拔过程中的进模方向与出模方向始终保持在同一条直线上。

相比于现有技术，本发明具有以下优点：

通过设置导向轮、垂直限位轮和水平限位轮对待加工金属杆进行运动方向的校正，使金属杆的进模方向与出模方向始终保持在同一条直线上，从而实现金属杆材端面方位的自适应调节；

通过在靴座上部安装紧固轮与紧固导杆，在靴座下部安装转向轴，使拉拔过程中，在紧固轮与待加工金属杆的贴合作用下，整个装置相对于待加工金属杆做跟随运动，并逐步调整待加工金属杆的运动状态；

通过紧固轮、紧固导杆以及转动轴的中心轴线位置的设置，使得待加工金属杆整体前进时，由于前后转矩不一致，当进模侧待加工金属杆发生较大幅度的摆动时（待加工金属杆位置不固定），可以通过出模侧小转矩进行抵消（距离转向轴的垂直距离越远，力矩越大），有效防止了金属杆在拉拔过程中易折弯的现象；

整个装置结构简单，操作方便，能够有效取代人工作业，实现金属杆材连续拉拔端面形貌的自适应校正，可有效防止其发生扭转、偏向等拉拔缺陷，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本发明一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置的工作状态示意图，其中：

1、壳体。

图2为本发明一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置的具体结构示意图，其中：

2、导向轮；3、垂直限位轮；4、水平限位轮；5、紧固轮；6、紧固导杆；7、拉拔模具；8、靴座；9、转向轴；10、待加工金属杆。

图3为本发明一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置的转向轴的具体结构示意图。

具体实施方案

下面结合附图和具体实施例对本发明加以说明：

如图1~3所示，一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置，包括壳体1，所述壳体1是中空结构，包括一个底板和两个侧板；

所述壳体1内一侧安装有导向轮2，所述导向轮2横向设置，所述导向轮2后方沿竖直方向设置有一组垂直限位轮3，所述垂直限位轮3后方安装有横向设置的水平限位轮4，一根待加工金属杆10从导向轮2上端通过，并穿过一组垂直限位轮3之间，从水平限位轮4下端穿出；

所述壳体1另一侧还设置有靴座8；

所述靴座8上部安装有紧固轮5，所述紧固轮5上端还设置有紧固导杆6；所述靴座8下部还安装有转向轴9；

所述靴座8后方设置有拉拔模具7。

所述转向轴9包括底座和圆盘，所述底座固定连接在靴座8下端，所述圆盘与底座转动连接，所述圆盘通过底座安装在靴座8内。

所述紧固导杆6的中心轴线和紧固轮5的中心轴线垂直。

所述紧固轮5的中心轴线位于紧固导杆6的中心轴线出模侧。

所述转向轴9的中心轴线和紧固轮5的中心轴线垂直。

所述转向轴9的中心轴线位于紧固轮5的中心轴线出模侧。

所述垂直限位轮3至少有一组。

所述水平限位轮4至少有一个。

在本实施例中，设置了导向轮、垂直限位轮和水平限位轮，对待加工金属杆10进行运动方向的校正，使待加工金属杆10的进模方向与出模方向始终保持在同一条直线上，从而实现金属杆材端面方位的自适应调节。

在本实施例中，通过在靴座上部安装紧固轮与紧固导杆，在靴座下部安装转向轴，使拉拔过程中，在紧固轮与待加工金属杆的贴合作用下，整个装置相对于待加工金属杆做跟随运动，并逐步调整待加工金属杆的运动状态。

在本实施例中，本发明通过紧固轮、紧固导杆以及转动轴的中心轴线位置的设置，使得待加工金属杆整体前进时，由于前后转矩不一致，当进模侧待加工金属杆发生较大幅度的摆动时（工作时也主要是待加工金属杆的位置不固定），可以通过出模侧小转矩进行抵消（距离转动轴越远，力矩越大），有效防止了金属杆在拉拔过程中易折弯的现象；

在本实施例中，本发明所述的一种金属连续拉拔自适应调节拉拔装置其工作方法包括以下步骤：

步骤一：将待加工金属杆10通过导向轮2上方进入到装置内；

步骤二：待加工金属杆10穿过一组垂直限位轮3后，从水平限位轮4下方穿出，在两者的共同作用下校正金属杆的运动方向，准确进入到紧固轮5的下方；

步骤三：通过紧固导杆6向下推动紧固轮5，对待加工金属杆施加压力，使之紧紧贴合紧固轮5运动；

步骤四：待加工金属杆10进入到所述拉拔模具7内进行加工；

步骤五：拉拔过程中，在紧固轮5与待加工金属杆10的贴合作用下，整个装置相对于待加工金属杆10做跟随运动，并逐步调整待加工金属杆10的运动状态，待加工金属杆10在拉拔过程中的进模方向与出模方向始终保持在同一条直线上。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。