CN101417478A - 切割丝制作方法及切割丝和轮胎切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切割丝制作方法及切割丝，其特点是：以钢丝绳为基体，通过电镀的方式使用金属粘结剂或采用树脂结合剂将磨料固结在钢丝绳基体上。所述的磨料为不同粒度普通磨料或超硬磨料。切割丝加工工艺合理，制作的切割丝切割范围大，切割质量好，污染小。提供一种轮胎切割装置，包括床身、设有夹具的滑动工作台、环形切割装置、主动轮、从动轮、环形切割装置张紧机构、切割电机，其特点是：所述的环形切割装置是一种以钢丝绳为基体，表面固结磨料形成的环形切割丝。所述的主动轮和从动轮为两套，带动两根切割丝同步旋转，形成双刀位切割。切割效率高，切割质量好，污染小。

Description

切割丝制作方法及切割丝和轮胎切割装置

技术领域

本发明属于切割工具及设备制造技术领域，具体说是一种切割丝制作方法及切割丝和轮胎切割装置。

背景技术

随着科学技术的发展，由于宝石、玛瑙、陶瓷、水晶等贵重的硬脆材料的高耐磨性、高抗腐蚀性、高抗氧化性，以及高硬度、高电阻率，耐高温、不导磁等性能，其应用范围已由工艺美术等行业逐步扩大到航天、轻工、机械、化工等工业领域，发挥出金属材料所无法比拟的优点。另外，橡胶、塑料以及其它一些高韧性的高分子复合材料的应用也变得越来越广泛。但是以陶瓷为代表的硬脆材料硬度高、脆性大，切割工序过程中容易产生崩碎损坏，而以轮胎橡胶为代表的高韧性材料由于韧性太大，切割过程中易产生弹性变形而造成切口不齐。因此，这些脆性大或者韧性高的材料很难采用普通的加工方法切割。

目前，已知的轮胎断面切割机分几种形式，1)无齿锯式，切割范围有限，切割质量差，噪音及烟尘污染大。2)带锯式，切割质量差，切割效率低。3)水切割式，切割质量稍好，但切割效率较低。

另外，现有切割机采用的金刚石线锯存在寿命低以及串珠锯直径难以制作得太小、切缝比较宽等缺点。

如何设计一种切割丝制作方法及切割丝和轮胎切割装置，解决上述问题，这是目前亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明要解决的问题是，克服现有技术存在的不足，提供一种切割丝制作方法及切割丝，切割丝加工工艺合理，制作的切割丝切割范围大，切割质量好，污染小；提供一种采用切割丝的轮胎切割装置，充分发挥切割丝的特性，切割效率高，自动化程度高。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种切割丝制作方法，其特征在于以钢丝绳为基体，通过电镀的方式使用金属粘结剂或采用树脂结合剂将磨料固结在钢丝绳基体上。

对上述方法的改进：所述的磨料为不同粒度普通磨料或超硬磨料。

对上述方法的进一步改进：具体制作方法是：截取一段直径φ1-3mm的钢丝绳，经碱洗除油、酸洗除锈后，用PVC塑料薄膜对钢丝绳进行分段绝缘包扎，使包扎处绝缘，每段包扎宽度为10-20mm，每段未包扎宽度为10-20mm；采用瓦特型镀镍用镀液对钢丝绳进行预镀形成过渡层，然后，采用埋砂法进行上砂，即将经过预镀处理的钢丝绳1放入盛有金刚石磨料的砂槽内进行电镀上砂，将金刚石磨料初步用金属镍粘附在钢丝绳上，上砂完成后再经初步粘附有金刚石磨料钢丝绳从砂槽内取出，放入另外一个镀镍槽中进行加厚电镀，当粘结剂镍的厚度达到磨料直径的1/3时，加厚电镀结束，取出经电镀加厚的钢丝绳，清洗后除掉上面的PVC塑料膜，便形成了的切割丝。

一种切割丝，包括基体和基体上固定的磨料，其特征在于所述的基体为钢丝绳，所述的磨料通过电镀的方式使用金属粘结剂或采用树脂结合剂固结在钢丝绳基体上。

对上述切割丝的改进：所述的钢丝绳表面固结的磨料分段固结，每隔一段距离固结一段磨料。

一种轮胎切割装置，包括床身、设有夹具的滑动工作台、床身上设置的套有环形切割装置的主动轮、从动轮、环形切割装置张紧机构、切割电机，其特征在于所述的环形切割装置是一种以钢丝绳为基体，表面固结磨料形成的环形切割丝。

对上述技术方案的改进：所述的切割丝钢丝绳表面固结的磨料分段固结，每隔一段距离固结一段磨料。

对上述技术方案的进一步改进：所述的环形切割装置张紧机构包括调整轮和配重盘，环形切割丝套在调整轮上，配重盘通过钢丝绳连接调整轮轴滑动座，调整轮通过变换配重盘重量来实现切割丝的张紧。

对上述技术方案的进一步改进：所述的两套主动轮和从动轮分别由两个平行同轴的轮组合而成，两套主动轮、从动轮及调整轮在两个平行的平面内带动两根切割丝同时旋转，形成双刀位切割。

对上述技术方案的进一步改进：所述的夹具为机械手，由三对气爪及三个气缸分别布置在两条切割丝之间和两侧，形成对轮胎的夹持和顶紧作用，以实现每个切割丝两边都紧固的功能。

对上述技术方案的进一步改进：所述的滑动工作台设置在固定工作台上，通过线性导轨与固定工作台相连；所述固定工作台上有一进给电机驱动的滚珠丝杠与滑动工作台连接，滑动工作台上设置由立柱、横梁、调整梁组成的调整机构。通过调整横梁的上下和调整梁的前后移动来正确定位轮胎在滑动工作台上的位置。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

(1)切割丝由于基体钢丝绳有自然形成的螺旋线槽，固结磨料的固结层嵌到螺旋线槽中，从而提高了固结层和基体的结合力，固结层不易剥落，提高了切割丝的使用寿命。

(2)切割丝的直径范围大。传统的线锯由于基体采用钢丝，若直径太大，则基体的柔性变差，若直径太小，则基体的强度变低，而串珠锯受制造工艺限制，其直径不能很小。而切割丝的直径可以根据基体钢丝绳的直径在很大范围内变化。

(3)切割丝在切割过程中可产生自旋，从而使切割丝的磨损均匀，利用率高，提高了工具寿命。由于基体钢丝绳在缠制过程中本身形成一定的螺旋角，因此在切割过程中必然产生一定的作用在圆周方向的切向力，在此切向力的作用下可使切割丝产生一定的自旋转。

(4)切割丝若采用立方氮化硼磨料，则该锯不仅可以切割加工硅晶体、陶瓷、玻璃、橡胶等非金属，而且可以有效的切割钢铁、有色金属等各种金属材料。因此，其应用范围广泛。

(5)由于切割丝的直径可以做得很小，因此，切割力也较小，有利于节约能源。

(6)本发明轮胎切割装置可以一次双刀位切割，且采用的切割丝由于切削面积小，切割力小，所以切割断面平整光滑质量高，切割速度快效率高，噪音低，污染小。

附图说明

图1为本发明轮胎切割装置的主视图；

图2本发明轮胎切割装置的俯视图；

图3是图1中I部的放大图；

图4是本发明切割丝的外型结构图；

图5是本发明切割丝的横截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参见图4、图5，本发明一种切割丝制作方法的实施例，是以制造长度1m，直径大约2mm的切割丝为例。截取一段长度大约1m的直径φ2mm的钢丝绳20，经碱洗除油、酸洗除锈后用PVC塑料薄膜对钢丝绳20进行分段绝缘包扎，使包扎处绝缘，在后续的电镀过程中不沉积金属粘结剂，以保持钢丝绳切割丝的柔韧性。包扎处宽度大约15mm，未包扎处宽度也大约15mm。然后采用瓦特型镀镍用镀液对钢丝绳20进行预镀形成过渡层23，过渡层23可以提高粘结剂层22和钢丝绳20基体表面的结合力。然后采用埋砂法进行上砂，即将经过预镀处理的钢丝绳1放入盛有金刚石磨料的砂槽内进行电镀上砂(金刚石的粒度为100^#)，将磨料21初步用金属镍粘附在钢丝绳上，上砂完成后再经初步粘附有金刚石磨料21的钢丝绳20从砂槽内取出，放入另外一个镀镍槽中进行加厚电镀，既增加粘结剂镍的厚度，使粘结剂对金刚石磨料21的把持力足够大，当粘结剂镍的厚度大约达到磨料21直径的1/3时，这样金刚石磨料21被牢度地固结在钢丝绳20基体上。加厚电镀结束，取出经电镀加厚的钢丝绳20，清洗后除掉上面的PVC塑料膜，便形成了的切割丝14。

如图4、图5所示，一种切割丝的实施例，所述切割丝的基体为钢丝绳20，磨料21是通过电镀的方式使用金属粘结剂或采用树脂结合剂22固结在钢丝绳20基体上。采用瓦特型镀镍用镀液对钢丝绳20进行预镀形成过渡层23，过渡层23可以提高粘结剂层22和钢丝绳20基体表面的结合力。所述的钢丝绳20表面固结的磨料21分段固结，每隔一段距离固结一段磨料21。当然，根据需要钢丝绳20表面固结的磨料21也可连续固结。

参见图1-图3，一种采用切割丝的轮胎切割装置实施例，包括床身9、设有夹具的滑动工作台2、床身9上设置的套有环形切割装置的主动轮13、从动轮6、环形切割装置张紧机构、切割电机17。所述的环形切割装置是一种以钢丝绳20为基体，表面固结磨料21形成的环形切割丝14。当环形切割丝14轴向运动时，依靠固结的磨料21对被切割物体实现切割作用。环形切割丝14的具体结构和制作方法以上有具体描述，不再赘述。

在床身主体上分别布置两套主动轮13和从动轮6、调整轮一7、调整轮二8。其中两套主动轮13和从动轮6分别由两个平行同轴的轮组合而成，与调整轮一7和调整轮二8分别构成两个平行的环形切割丝14旋转面，两环形切割丝14分别套在两个平行的主动轮13和从动轮6及调整轮一7、调整轮二8上。主动轮13通过切割电机17带动实现整个环形切割丝14的旋转运动。

所述的环形切割装置张紧机构包括调整轮一7、调整轮二8及配重盘10，两环形切割丝14分别套在调整轮一7、调整轮二8上，两配重盘10分别通过钢丝绳连接调整轮一7轴滑动座和调整轮二8轴滑动座，调整轮一7、调整轮二8通过变换对应的配重盘10重量来实现环形切割丝14的张紧。

在滑动工作台2设置的夹具为机械手5，机械手5由三对气爪19及三个气缸18分别布置在两条切割丝之间和两侧，每一对的上下气爪19实现夹紧轮胎16子口部位的功能，两个气爪19之间的气缸18实现轮胎16的胎面顶紧功能，以实现每条环形切割丝14两边都紧固的功能。

滑动工作台2设置在固定工作台1上，通过线性导轨与固定工作台1相连。所述固定工作台1上有一进给电机11驱动的滚珠丝杠12与滑动工作台2连接，滑动工作台2上设置由立柱4、横梁15、调整梁3组成的调整机构。通过调整横梁15的上下和调整梁3的前后移动来正确定位轮胎16在滑动工作台2上的位置。

通过进给电机11带动滑动工作台2沿线性导轨以一定的速度前进来实现轮胎的16进给运动。主动轮13通过切割电机17带动实现整个环形切割丝14的旋转运动，形成双刀位切割。

具体轮胎切割方法如下：

1)主动轮13及从动轮6分别由两个轮组成。

2)调整轮一7、调整轮二8与对应的配重盘10相连能张紧环形切割丝14。

3)主动轮13与切割电机17通过皮带相连。

4)有一根环形切割丝装14套在对应的主动轮13、从动轮6、调整轮一7上，另一根环形切割丝装14套在对应的主动轮13、从动轮6、调整轮二8上。

5)切割电机17带动两主动轮13旋转，从而带动两根环形切割丝14同时旋转，形成双刀位切割运动。

6)机械手5由3对气动气爪19及3个气缸18组成。

7)一对气动气爪19与一个气缸18组成一个装夹小组，上下两个气动气爪19分别夹住轮胎的两个子口部位，中间的气缸18顶紧轮胎16胎面。

8)三对同样的装夹小组分别置于两个环形切割丝14中间和左右两侧，实现轮胎16的定位装夹。

9)滑动工作台2设置在固定工作台1上，通过线性导轨与固定工作台1相连。所述固定工作台1上有一进给电机11驱动的滚珠丝杠12与滑动工作台2连接。

10)进给电机11旋转带动滚珠丝杠12旋转，从而带动滑动工作台2沿线性导轨以一定的速度直线移动形成进给运动。

切割轮胎范围：

1.1切割轮胎类型：子午线轿车胎(或其它在切割范围内的斜交/子午线轮胎)

1.2轮胎外直径               500～900mm

1.3轮胎最大断面宽度         135～310mm

2、机床规格：

2.1床身尺寸                 3.6米 X 1.8米 X 1.8米

2.2总重                     4.5吨

2.3进给电机功率             0.37kW

2.4切割电机功率             5.5kW

3、切割数据：

3.1切割进给速度             0～550毫米/分钟

3.2切割丝线速度             ≤50m/s

3.3切割样件的厚度           ≈40毫米

3.4切割断面效果：粗糙度不超过6.3微米。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种切割丝制作方法，其特征在于以钢丝绳为基体，通过电镀的方式使用金属粘结剂或采用树脂结合剂将磨料固结在钢丝绳基体上。

2、按照权利要求1所述的切割丝制作方法，其特征在于所述的磨料为不同粒度普通磨料或超硬磨料。

3、按照权利要求1或2所述的切割丝制作方法，其特征在于具体制作方法是：截取一段直径φ1-3mm的钢丝绳，经碱洗除油、酸洗除锈后，用PVC塑料薄膜对钢丝绳进行分段绝缘包扎，使包扎处绝缘，每段包扎宽度为10-20mm，每段未包扎宽度为10-20mm；采用瓦特型镀镍用镀液对钢丝绳进行预镀形成过渡层，然后，采用埋砂法进行上砂，即将经过预镀处理的钢丝绳1放入盛有金刚石磨料的砂槽内进行电镀上砂，将金刚石磨料初步用金属镍粘附在钢丝绳上，上砂完成后再经初步粘附有金刚石磨料钢丝绳从砂槽内取出，放入另外一个镀镍槽中进行加厚电镀，当粘结剂镍的厚度达到磨料直径的1/3时，加厚电镀结束，取出经电镀加厚的钢丝绳，清洗后除掉上面的PVC塑料膜，便形成了的切割丝。

4、一种切割丝，包括基体和基体上固定的磨料，其特征在于所述的基体为钢丝绳，所述的磨料通过电镀的方式使用金属粘结剂或采用树脂结合剂固结在钢丝绳基体上。

5、按照权利要求4所述的切割丝，其特征在于所述的磨料分段固结，每隔一段距离固结一段磨料。

6、一种轮胎切割装置，包括床身、设有夹具的滑动工作台、床身上设置的套有环形切割装置的主动轮、从动轮、环形切割装置张紧机构、切割电机，其特征在于所述的环形切割装置是一种以钢丝绳为基体，表面固结磨料形成的环形切割丝。

7、按照权利要求6所述轮胎切割装置，其特征在于所述的环形切割装置张紧机构包括调整轮和配重盘，环形切割丝套在调整轮上，配重盘通过钢丝绳连接调整轮轴滑动座。

8、按照权利要求6或7所述轮胎切割装置，其特征在于所述的两套主动轮和从动轮分别由两个平行同轴的轮组合而成，两套主动轮、从动轮及调整轮在两个平行的平面内带动两根切割丝同时旋转，形成双刀位切割。

9、按照权利要求6或7所述轮胎切割装置，其特征在于所述的夹具为机械手，由三对气爪及三个气缸分别布置在两条切割丝之间和两侧，形成对轮胎的夹持和顶紧作用，以实现每个切割丝两边都紧固的功能。

10、按照权利要求6或7所述轮胎切割装置，其特征在于所述的滑动工作台设置在固定工作台上，通过线性导轨与固定工作台相连；所述固定工作台上有一进给电机驱动的滚珠丝杠与滑动工作台连接，滑动工作台上设置由立柱、横梁、调整梁组成的调整机构。

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