CN105344732B - 一种螺旋铝合金棒材的加工装置以及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋铝合金棒材的加工装置以及加工方法，包括模座、设置在模座上的模具、驱动模具旋转的驱动器以及供棒形铸锭通过的挤压筒；所述模座上设有一开口，模具设置在开口内且与驱动器连接，并通过驱动器驱动模具在开口内旋转；所述挤压筒固定设置于模具的前端且与模具的前端面对接，模具与挤压筒相对滑动旋转；所述模具的模芯为中空结构，该中空结构为带内凹槽的柱形。本发明改变了传统的旋转铝合金棒材的加工方式，通过旋转的模具将棒状铸锭直接加工成螺旋铝合金棒材，使得螺旋铝合金棒材初步成型，然后再进行切削，减少了铝合金棒材的切削量，减少材料的浪费，缩短生产周期，提高生产效率和螺旋铝合金棒材的品质，增加企业竞争力。

Description

一种螺旋铝合金棒材的加工装置以及加工方法
技术领域
本发明属于铝合金棒材加工技术领域，具体涉及一种螺旋铝合金棒材的加工装置以及加工方法。
背景技术
在铝合金棒材生产中，根据客户的需要生产螺旋铝合金棒材，以满足不同客户的需求。现有的螺旋铝合金棒材采用铝合金直接挤压成铝合金棒材，然后采用切削设备对铝合金棒材进行加工，在铝合金棒材的表面切削出螺纹，制成螺旋铝合金棒材。采用现有的生产方式，由于铝合金棒材的螺纹全部需要通过切削设备加工而成，切削量大，耗费材料较大，增加生产成本，而且生产加工效率抵消，生产周期长，不利于企业的长期发展。因此，如何减小材料的浪费，降低生产成本，提高生产效率成为铝合金生产企业亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是一种生产效率高，切削量少的螺旋铝合金棒材的加工装置以及加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案实现：一种螺旋铝合金棒材的加工装置，包括模座、设置在模座上的模具、驱动模具旋转的驱动器以及供棒形铸锭通过的挤压筒；挤压筒内设有推动棒形铸锭的挤压头；所述模座上设有一开口，模具设置在开口内且与驱动器连接，并通过驱动器驱动模具在开口内旋转；所述挤压筒固定设置于模具的前端且与模具的前端面对接，模具与挤压筒相对滑动旋转；模具的后端设有牵引成型的螺旋铝合金棒材出料的固定牵引装置；所述模具的模芯为中空结构，该中空结构为带内凹槽的柱形。
所述模具的前端面设有环形槽，所述挤压筒上设有与环形槽配合的环形凸台，环形槽和环形凸台上设有相匹配的锥度。
所述模具与模座的开口之间设有滚动轴承，滚动轴承的内圈与模具固定，滚动轴承的外圈固定于开口的内壁上。
所述模座的开口为U形开口；所述模具为圆柱形结构，模具的柱面上设有模具齿轮。
所述驱动器的输出端设有输出齿轮，所述模座上设有传动齿轮，所述传动齿轮设置在模具齿轮和输出齿轮之间，且驱动器通过传动齿轮带动模具转动。
所述模座上设有支撑及定位模具齿轮的定位齿轮，定位齿轮与模具齿轮啮合。
所述模座上设有液压盖，液压盖位于模具上方；所述模座的开口上设有限位卡环，模具的柱面上设有阶梯面，限位卡环抵于阶梯面上。
所述模具的模芯的内凹槽为方形、三角形或梯形，内凹槽设有1-5个，且均匀分布。
一种应用以上所述的螺旋铝合金棒材的加工装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 对棒形铸锭、挤压筒以及模具进行加热；
S2.启动螺旋铝合金棒材的加工装置；
S3.挤压头推动棒形铸锭在模具上挤压，固定牵引装置在模具的后端牵引挤压后的螺旋铝合金棒材；
S4.对挤压后的螺旋铝合金棒材进行在线淬火；
S5.进行锯切；
S6. 对螺旋铝合金棒材进行检验、装框、人工时效、包装；
步骤S4中所述的螺旋铝合金棒材的螺纹间距通过控制步骤S2中的模具旋转速度和步骤S3中的挤压速度进行调节。
其中，所述的挤压筒加热的温度控制为400～450℃，模具加热的温度控制为450～490℃，铝合金棒形铸锭加热的温度控制为450～500℃。
与现有技术相比，本发明改变了传统的旋转铝合金棒材的加工方式，通过旋转的模具将棒状铸锭直接加工成螺旋铝合金棒材，使得螺旋铝合金棒材初步成型，然后再进行切削，减少了铝合金棒材的切削量，减少材料的浪费，缩短生产周期，提高生产效率和螺旋铝合金棒材的品质，增加企业竞争力。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2为本发明的另一角度结构示意图。
图中：1-模座，11-开口，2-模具，21-模芯，211-内凹槽，22-模具齿轮，23-环形槽，24-滚动轴承，25-阶梯面，3-驱动器，31-输出齿轮，4-挤压筒，5-传动齿轮，6-限位卡环,7-定位齿轮。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1和图2所示，一种螺旋铝合金棒材的加工装置，包括模座1、设置在模座1上的模具2、驱动模具2旋转的驱动器3以及供棒形铸锭通过的挤压筒4。挤压筒4内设有推动棒形铸锭的挤压头。模座1上设有一开口11，该模座1的开口11为U形开口。模具2为圆柱形结构。模具2与模座1的开口11之间设有滚动轴承24，滚动轴承24的内圈与模具2固定，滚动轴承24的外圈固定于开口11的内壁上。模具2设置在开口11内且与驱动器3连接，并通过驱动器3驱动模具2在开口11内旋转。模具2的柱面上设有模具齿轮22。驱动器3的输出端设有输出齿轮31，模座1上设有传动齿轮5，传动齿轮5设置在模具齿轮22和输出齿轮31之间，且驱动器3通过传动齿轮5带动模具2转动。为了便于模具齿轮22的定位，模座1上设有支撑及定位模具齿轮22的定位齿轮7，定位齿轮7与模具齿轮22啮合。为了进一步定位模具齿轮22，定位齿轮7可设置多个，分布于模具齿轮22的四周，使得模具齿轮22更为稳固。驱动器3可采用电机。
挤压筒4固定设置于模具2的前端且与模具2的前端面对接，模具2与挤压筒4相对滑动旋转，模具2与挤压筒4的连接结构可防止棒形铸锭在挤压过程中发生漏料。模具2的前端面设有环形槽23，挤压筒4上设有与环形槽23配合的环形凸台，环形槽23和环形凸台上设有相匹配的锥度，该种结构使得挤压筒4与模具2之间的配合更为紧密。模具2转动时，环形凸台在环形槽23内滑动。
模具2的后端设有牵引成型的螺旋铝合金棒材出料的固定牵引装置，固定牵引装置可防止螺旋铝合金棒材旋转，同时牵引出料。模座1上设有液压盖，液压盖位于模具2上方，液压盖用于固定模具2顶面的位置。模座1的开口11上设有限位卡环6，模具2的柱面上设有阶梯面25，限位卡环6抵于阶梯面25上，限位卡环6用于限制模具2的轴向位置，防止模具2轴向窜动。
模芯21位于模具2的中心，模具2的模芯21为中空结构，该中空结构为带内凹槽211的柱形。根据需要，模具2的模芯21的内凹槽211可以设置为方形、三角形或梯形，且内凹槽211可以设置均匀分布的1-5个。棒形铸锭被挤压，铝合金料从模芯21中通过，从而成型为带内凹槽的棒料，模具2转动，带内凹槽的棒料被扭转，从而形成螺旋铝合金棒料。
工作时，将棒状铸锭放入挤压筒4中，挤压头推动棒状铸锭在模具2上挤压，棒形铸锭被挤压，铝合金料从模芯21中通过，从而成型为带内凹槽的棒料，模具2后端的固定牵引装置将带内凹槽的棒料固定及牵引，在挤压过程中驱动器3同时驱动模具2在模座1的开口11中旋转，带内凹槽的棒料被扭转，从而形成带内凹槽的棒料。
一种应用以上所述的螺旋铝合金棒材的加工装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将棒状铸锭加热至450～500℃，将挤压筒加热至400～450℃，模具加热至450～490℃。
S2.启动螺旋铝合金棒材的加工装置。所述的螺旋铝合金棒材的加工装置采用以上实施例所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，电机工作，电机驱动模具在模座的开口内旋转。
S3.将经过步骤S1中的铸锭加热到450～500℃，将挤压筒加热至400～450℃，模具加热至450～490℃，然后挤压头推动棒形铸锭在模具上挤压，挤压速度为 3 ～ 10m/min，得到初步成型的螺旋铝合金棒材，固定牵引装置在模具的后端牵引挤压后的螺旋铝合金棒材。其中所述的螺旋铝合金棒材的螺纹间距通过控制步骤S2中的模具旋转速度和步骤S3中的挤压速度进行调节。当需要缩短螺纹间距时，增加模具的旋转速度和降低挤压速度实现；当需要增大螺纹间距时，减小模具的旋转速度和增加挤压速度实现。
S5.对挤压后的螺旋铝合金棒材进行在线淬火。
S6.进行锯切。将螺旋铝合金棒材锯切成小段，方便后续的处理。
S7. 对螺旋铝合金棒材进行检验、装框、人工时效、包装。其中人工时效温度165℃保温14小时。
上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，包括模座（1）、设置在模座（1）上的模具（2）、驱动模具（2）旋转的驱动器（3）以及供棒形铸锭通过的挤压筒（4）；挤压筒内设有推动棒形铸锭的挤压头；所述模座（1）上设有一开口（11），模具（2）设置在开口（11）内且与驱动器（3）连接，并通过驱动器（3）驱动模具在开口（11）内旋转；所述挤压筒固定设置于模具的前端且与模具的前端面对接，模具与挤压筒相对滑动旋转；模具的后端设有牵引成型的螺旋铝合金棒材出料的固定牵引装置；所述模具（2）的模芯（21）为中空结构，该中空结构为带内凹槽（211）的柱形。
2.根据权利要求1所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述模具（2）的前端面设有环形槽（23），所述挤压筒（4）上设有与环形槽配合的环形凸台，环形槽和环形凸台上设有相匹配的锥度。
3.根据权利要求2所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述模具（2）与模座（1）的开口（11）之间设有滚动轴承（24），滚动轴承的内圈与模具固定，滚动轴承的外圈固定于开口的内壁上。
4.根据权利要求3所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述模座的开口（11）为U形开口；所述模具（2）为圆柱形结构，模具（2）的柱面上设有模具齿轮（22）。
5.根据权利要求4所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述驱动器（3）的输出端设有输出齿轮（31），所述模座（1）上设有传动齿轮（5），所述传动齿轮（5）设置在模具齿轮（22）和输出齿轮（31）之间，且驱动器（3）通过传动齿轮（5）带动模具（2）转动。
6.根据权利要求5所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述模座（1）上设有支撑及定位模具齿轮（22）的定位齿轮（7），定位齿轮与模具齿轮啮合。
7.根据权利要求6所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述模座（1）上设有液压盖，液压盖位于模具上方；所述模座的开口（11）上设有限位卡环（6），模具（2）的柱面上设有阶梯面（25），限位卡环抵于阶梯面上。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的螺旋铝合金棒材的加工装置，其特征在于，所述模具（2）的模芯（21）的内凹槽为方形、三角形或梯形，内凹槽设有1-5个，且均匀分布。
9.一种应用权利要求1所述的螺旋铝合金棒材的加工装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 对棒形铸锭、挤压筒以及模具进行加热；
S2.启动螺旋铝合金棒材的加工装置；
S3.挤压头推动棒形铸锭在模具上挤压，固定牵引装置在模具的后端牵引挤压后的螺旋铝合金棒材；
S4.对挤压后的螺旋铝合金棒材进行在线淬火；
S5.进行锯切；
S6. 对螺旋铝合金棒材进行检验、装框、人工时效、包装；
步骤S4中所述的螺旋铝合金棒材的螺纹间距通过控制步骤S2中的模具旋转速度和步骤S3中的挤压速度进行调节。
10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述的挤压筒加热的温度控制为400～450℃，模具加热的温度控制为450～490℃，铝合金棒形铸锭加热的温度控制为450～500℃。
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