CN105458026B - 超细丝烧尖穿模装置 - Google Patents

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Abstract

一种超细丝烧尖穿模装置，包括：电解腐蚀单元，装有电解液的溶液盒底部设置有电极，超细丝I接通电源零线且一端竖直伸入电解液中；穿模单元，机械臂夹取经电解腐蚀后的超细丝II对准置于模具的入口区；集成显示单元，第一目镜对准模具的入口区，第二目镜对准溶液盒内的超细丝I，观测对象经过放大后通过图像采集器将图像呈现在显示器上；中央控制器，用于根据第二目镜的反馈结果实时控制腐蚀电压、腐蚀时间、测腐蚀电流直至达到预期效果，以及用于根据第一目镜的反馈结果实时控制机械臂的位移从而准确地将超细丝II置于模具入口区的相应位置。该装置采用简单合理的结构，方便高效地进行了特定腐蚀量的烧尖处理工作和穿模工作，大大提高了生产效率。

Description

超细丝烧尖穿模装置
技术领域
本发明装置涉及一种烧尖和穿模用装置，尤其适用于直径小于20μm超细丝的烧尖和穿模的装置。
背景技术
金属丝阵Z箍缩（Z-pinch）作为实验室产生强X光辐射源的一种有效途径，其产生的X射线的辐射功率和能量均受到负载均匀性的影响，且基于Z箍缩实验的要求，负载材料直径要细小（3~20μm）,且直径均匀性和表面质量良好，降低内爆过程中RT不稳定性。为了获得直径更为细小的丝材，通过冷拉拔生产直径20μm以下的超细丝，其关键工序为拉丝过程，而这一环节的技术难点，在于烧尖的控制和穿模的方式。工业生产中更多的是将超细丝逐一穿入配套模具，每一道次加工率为6%左右，直至达到所需规格，一道次就需要5~10次穿模。但穿模前需要进行超细丝头部细化处理，且穿模时为了能够使超细丝烧尖更为精准的对准拉丝模孔，需要显微镜放大拉丝模孔，才能轻松顺利的穿过模具。
现有技术中生产直径小于20μm的丝材都采用人工烧尖和肉眼穿模方法，但是采用这种方法的缺点是人无法精确地控制烧尖时间，不能控制烧尖的形状，且直径小于20μm的丝材由于其直径过于细小，强度降低，为人工肉眼穿过孔径更为细小的拉丝模具带来了很大困难，其生产效率低下。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的超细丝烧尖穿模装置以解决现有技术中超细丝穿模效率低这一难题。
本发明采用的技术方案如下：一种超细丝烧尖穿模装置，它包括：
电解腐蚀单元，包括机体、沿纵向设置在所述的机体的滑动槽、可滑动地设置在所述的滑动槽内的定位杆、固定安装于所述的定位杆的溶液盒，所述的溶液盒上设置有刻度，所述的溶液盒内装有电解液，所述的溶液盒内底部设置有与电源连通的电极，所述的机体上设置有位于溶液盒上方的外延杆，超细丝I通过外延杆与电源零线连通使得超细丝I的一端竖直伸入电解液中；
穿模单元，包括底座、载物台、设置在载物台上的模具、机械臂，所述的机械臂夹取经电解腐蚀后的超细丝II对准置于所述的模具的入口区；
集成显示单元，包括立杆、设置于立杆上的支架、设置于支架上的第一目镜和第二目镜、光源、图像采集器，所述的第一目镜对准所述的模具的入口区，所述的第二目镜对准溶液盒内的超细丝I，所述的第一目镜和第二目镜的观测对象经过放大后通过图像采集器将图像呈现在显示器上；以及中央控制器，用于根据第二目镜的反馈结果实时控制腐蚀电压、腐蚀时间、测腐蚀电流直至达到预期效果，以及用于根据第一目镜的反馈结果实时控制机械臂的位移从而准确地将超细丝II置于模具入口区的相应位置。
作为本发明的进一步的改进，还包括高度调整机构，用于调节定位杆在滑动槽内的位置进而调整超细丝I浸润在电解液中的深度，通过调节溶液盒的高度并根据溶液盒侧部的刻度读取烧尖长度。
作为本发明的进一步的改进，所述的腐蚀电压在0~20V范围内连续可调。
作为本发明的进一步的改进，所述的第一目镜和第二目镜分别具有可更换结构。
作为本发明的进一步的改进，所述的立杆的上端与支架垂直固定连接、下端与底座固定连接，所述的立杆设置有高度调节钮。
作为本发明的进一步的改进，所述的溶液盒内底部的电极具有可更换结构。
本发明的有益效果在于：通过采用简单合理的结构，方便高效地进行了特定腐蚀量的烧尖处理工作和穿模工作，大大提高了生产效率。
附图说明
附图1为根据本发明的超细丝烧尖穿模装置示意图。
图中：1.机体；2.溶液盒；3.电极；4.中央控制器；5.电源；6.外延杆；7.滑动槽；8.定位杆；9.第二目镜；10.底座；11.载物台；12.立杆；13.支架；14.高度调节钮；15.第一目镜；16.光源；17.模具；18.机械臂；19.图像采集器；20.超细丝I；21.超细丝II；22.电解液；23.显示器；24.刻度。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示，本发明的设计思想在于采用实时监控与自动控制的方式实现烧尖与穿模的全程控制。本实施例中的超细丝烧尖穿模装置，它主要包括电解腐蚀单元、穿模单元、集成显示单元。
电解腐蚀单元包括机体1、沿纵向设置在机体1的滑动槽7、可滑动地设置在滑动槽7内的定位杆8、固定安装于定位杆8的溶液盒2，溶液盒2上设置有刻度24，溶液盒2内装有电解液22，溶液盒2底部设置有与电源5连通的电极3，机体1上设置有位于溶液盒2上方的外延杆6，超细丝I20通过外延杆6与电源零线25连通使得超细丝I20的一端竖直伸入电解液22中；穿模单元包括底座10、载物台11、设置在载物台11上的模具17、机械臂18，机械臂18夹取经电解腐蚀后的超细丝II21对准置于模具17的入口区。
集成显示单元包括立杆12、设置于立杆12上的支架13、设置于支架13上的第一目镜15和第二目镜9、光源16、图像采集器19，第一目镜15和第二目镜9分别具有可更换结构，可调节放大倍数。第一目镜15对准模具17的入口区，第二目镜9对准溶液盒2内的超细丝I20，第一目镜15和第二目镜9的观测对象经过放大后通过图像采集器19将图像呈现在显示器23上。立杆12的上端与支架13垂直固定连接、下端与底座10固定连接，立杆12设置有高度调节钮14。
中央控制器4，用于根据第二目镜9的反馈结果实时控制腐蚀电压（0~20V范围内连续可调）、腐蚀时间、测腐蚀电流直至达到预期效果，以及用于根据第一目镜15的反馈结果实时控制机械臂18的位移从而准确地将超细丝II21置于模具17入口区的相应位置。
另外，还包括高度调整机构，用于调节定位杆8在滑动槽7内的位置进而调整超细丝I20浸润在电解液22中的深度，并根据溶液盒2侧部的刻度24（最小刻度为mm）读取烧尖长度，同时溶液盒2底部固定的电极3可更换。
本发明利用低电压电化学腐蚀，机体1的外延杆6与超细丝I连接，进而接通电源零线25；通过调节固定在滑动槽7上的定位杆8，进而调节溶液盒2的高度，即调节烧尖长度，并根据溶液盒侧壁的刻度24读取长度，溶液盒体积约为50ml，盛约40ml的电解液22，如果电解液挥发而减少应及时添加，便于标定烧尖长度；利用集成软件控制中央控制器4，使电极3和超细丝I20之间形成回路，精确的控制腐蚀时间和电压，使浸润在电解液中的超细丝I20头部被定量的腐蚀至细化，打开光源16和图像采集器19及集成软件进行图像观察，控制机械臂18夹取超细丝II21穿入模具17，同时调节目镜的放大倍数和高度调节钮14调节支架13的高度使图像清晰可见，可以实时观察放在载物台11上的模具17和超细丝II21之间的相对位置，自动化控制的原理可以是实时监控图像与预定结果对比后计算差值执行动作。装置采用简单合理的结构，方便高效地进行特定腐蚀量的烧尖处理工作和穿模工作，大大提高了穿模生产效率。
以下简单介绍本装置的操作步驟：
S1：打开电源，将超细丝I20与外延杆6接触进而与零线25连接，超细丝丝头深入电解液22；
S2：打开显示器和中央控制器，预设腐蚀电压和腐蚀时间；
S3：调节溶液盒2高度，根据溶液盒侧部刻度24观察超细丝烧尖长度，在某一合适的烧尖长度下，调节目镜放大倍数并通过显示器23显示获得清晰的超细丝I20端部的图像，利用电解腐蚀烧尖原理，将超细丝头部放在导电的电解液中产生电流而使超细丝头部变细，通过自动控制腐蚀状态获得预期的烧尖后停止腐蚀过程；
S4：将拉丝模具17放在载物台11上，打开光源16，调节目镜放大倍数和高度调节钮14，并通过显示器23显示获得清晰的模具入口区图像；
S5：利用机械臂18夹取超细丝II21丝头进行穿模操作，并实时监控烧尖和模具的位置关系，对准模孔后向下压烧尖，使烧尖穿过模具；穿过模具的烧尖如果长度很短，无法观察到，可以将模具翻转过来，放大模具出口区，夹取出来以完成穿模。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种超细丝烧尖穿模装置，它包括：
电解腐蚀单元，包括机体（1）、沿纵向设置在所述的机体（1）的滑动槽（7）、可滑动地设置在所述的滑动槽（7）内的定位杆（8）、固定安装于所述的定位杆（8）的溶液盒（2），所述的溶液盒（2）上设置有刻度（24），所述的溶液盒（2）内装有电解液（22），所述的溶液盒（2）内底部设置有与电源（5）连通的电极（3），所述的机体（1）上设置有位于溶液盒（2）上方的外延杆（6），超细丝I（20）通过外延杆（6）与电源零线（25）连通使得超细丝I（20）的一端竖直伸入电解液（22）中；
穿模单元，包括底座（10）、载物台（11）、设置在载物台（11）上的模具（17）、机械臂（18），所述的机械臂（18）夹取经电解腐蚀后的超细丝II（21）对准置于所述的模具（17）的入口区；其特征在于，还包括：
集成显示单元，包括立杆（12）、设置于立杆（12）上的支架（13）、设置于支架（13）上的第一目镜（15）和第二目镜（9）、光源（16）、图像采集器（19），所述的第一目镜（15）对准所述的模具（17）的入口区，所述的第二目镜（9）对准溶液盒（2）内的超细丝I（20），所述的第一目镜（15）和第二目镜（9）的观测对象经过放大后通过图像采集器（19）将图像呈现在显示器（23）上；以及中央控制器（4），用于根据第二目镜（9）的反馈结果实时控制腐蚀电压、腐蚀时间、测腐蚀电流直至达到预期效果，以及用于根据第一目镜（15）的反馈结果实时控制机械臂（18）的位移从而准确地将超细丝II（21）置于模具（17）入口区的相应位置。
2.根据权利要求1所述的超细丝烧尖穿模装置，其特征在于：还包括高度调整机构，用于调节定位杆（8）在滑动槽（7）内的位置进而调整超细丝I（20）浸润在电解液（22）中的深度。
3.根据权利要求1所述的超细丝烧尖穿模装置，其特征在于：所述的腐蚀电压在0~20V范围内连续可调。
4.根据权利要求1所述的超细丝烧尖穿模装置，其特征在于：所述的第一目镜（15）和第二目镜（9）分别具有可更换结构。
5.根据权利要求1所述的超细丝烧尖穿模装置，其特征在于：所述的立杆（12）的上端与支架（13）垂直固定连接、下端与底座（10）固定连接，所述的立杆（12）设置有高度调节钮（14）。
6.根据权利要求1所述的超细丝烧尖穿模装置，其特征在于：所述的溶液盒（2）内底部的电极（3）具有可更换结构。
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