CN107716789A - 一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法以解决现有技术中钢筋螺纹头加工方法工艺复杂、可靠性差的技术问题。本发明先对钢筋的待加工段进行电加热使其软化，再对软化后的待加工段进行镦粗，最后使用模具在软化镦粗后的待加工段上直接压制出所需螺纹。摒弃了传统的直接剥除钢筋外表面肋牙再进行冷加工螺纹的方法，使用热力快速成型的方式，解决了传统冷加工造成的钢筋连接件抗拉强度减弱及螺纹薄弱处应力集中的问题。同时进行钢筋外径热力镦粗，大幅提升钢筋连接的力学性能。同时有利于钢筋加工自动化作业，大幅提高施工效率。也为解决建筑工业化中钢筋机械连接困难、连接工艺复杂及连接可靠性差等问题找到了新的途径。

Description

一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法

技术领域

本发明涉及一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法。

背景技术

在建筑、水利、交通、市政等工程中，钢筋的传统连接方式有焊接、冷挤压和螺纹连接三种，并出现了分体式套筒连接、灌浆套筒连接等连接方式，这些连接方式可以解决传统的钢筋连接问题。随着能大幅度提高建筑效率、降低工程成本、提高工程质量的建筑工业化在我国的快速推进，工厂预制的各模块在现场机械装配过程中对施工的空间作业要求更紧密，结构可靠性要求更高。作为工业化之关键的钢筋连接技术中的核心部件，钢筋螺纹头加工的可靠性及适用性对建筑工业化的推进一直是个大难题，仍然存在一些挑战。现有的钢筋螺纹头加工方法普遍存在加工工艺复杂、可靠性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，为解决现有技术中钢筋螺纹头加工方法工艺复杂、可靠性差的技术问题找到新途径。

为实现上述目的，本发明的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法采用以下技术方案：

一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，包括以下步骤：第一步，对钢筋的待加工段进行电加热使其软化；第二步，镦粗待加工段使其沿轴向收缩△L；第三步，沿径向收拢组成模具的各半模具以在待加工段的外周面上压制成所需螺纹，其中模具包括至少两块可开合的半模具，半模具包括内凹的弧形面，弧形面上加工有沟槽，至少两块半模具可沿弧形面的径向方向靠近或远离，至少两块半模具沿弧形面的径向方向靠近后其上的弧形面及沟槽可拼成与待加工段上所需螺纹形状吻合适配的成型面。

在所述第一步中，先在待加工段的两端分别设置第一电极和第二电极使待加工段与两电极接触，再给第一电极和第二电极通电以加热软化待加工段。

在所述第一步中，将第一电极设置在钢筋的一侧并使第一电极的顶推面与钢筋的相应端面对应，在所述第二步中，控制位于钢筋一侧的第一电极沿钢筋的轴线方向朝向钢筋另一侧运动以镦粗软化后的待加工段。

在所述第三步之后还包括以下步骤，将电极断电，并沿半模具中弧形面的径向方向将半模具由待加工段上拆下。

所述第一电极与第二电极之间的距离等于L₀+△L,其中L₀代表模具沿左右方向的宽度。

本发明的有益效果如下：本发明先对钢筋的待加工段进行电加热使其软化，再对软化后的待加工段进行镦粗，最后使用模具在软化镦粗后的待加工段上直接压制出所需螺纹。摒弃了传统的直接剥除钢筋外表面肋牙再进行冷加工螺纹的方法，使用热力快速成型的方式，解决了传统冷加工造成的钢筋连接件抗拉强度减弱及螺纹薄弱处应力集中的问题。同时进行钢筋外径热力镦粗，大幅提升钢筋连接的力学性能。同时有利于钢筋加工自动化作业，大幅提高施工效率。也为解决建筑工业化中钢筋机械连接困难、连接工艺复杂及连接可靠性差等问题找到了新的途径。

附图说明

图1为本发明的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法的一个实施例的结构原理图；

图2为使用图1的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法加工的钢筋螺纹头的结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法的实施例：

本发明的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法用于在钢筋1上加工螺纹头，其工作状态时结构原理如图1所示，加工过程中用到了第一电极2、第二电极3、模具5及用于驱动第一电极2沿待加工钢筋1的轴线方向循环往复运动的驱动机构4。

模具5包括具有内凹弧形面的第一半模具和第二半模具，第一、第二半模具的内凹弧形面上设置有沟槽，第一、第二半模具拼合之后两者上的内凹弧形面拼成圆柱面，两半模具上的弧形面与沟槽一起拼成了用于压制螺纹的成型面。

使用本发明加工钢筋热镦粗牙螺纹头时包括以下步骤：

第一步，对钢筋的待加工段进行电加热使其软化；

在该步骤中，先将第二电极3固定在钢筋1的待加工段右侧并使两者接触，将第一电极2的右端接触面贴靠钢筋1的左端，此时钢筋1被第一、第二电极所夹持，第一电极2的右端面形成用于顶推钢筋1左端面的顶推面，且钢筋1上需要加工螺纹头的待加工段处于两电极之间。将第一、第二电极接入同一回路中，钢筋此时也被接入该回路。随着通电持续，钢筋1的待加工段受热升温并软化。

第二步，镦粗待加工段使其沿轴向收缩△L；

在该步骤中，当通电时间达到设定值或是钢筋温度上升到设定值后，驱动机构4驱动第一电极2向右运动距离△L，△L是经计算确定的，表征待加工段轴向需要收缩的长度。

第三步，沿径向收拢组成模具的各半模具以在待加工段的外周面上压制成所需螺纹；

在该步骤中，控制第一、第二半模具合拢，此时高温软化并横向膨胀后的待加工段受模具5约束成型，在待加工段的外周面上形成与模具5内侧面的螺纹吻合的螺纹，实现对螺纹头的加工。

第四步，第一、第二电极断电，同时分开第一、第二半模具而完成钢筋螺纹头的制备。

最终制成的螺纹头轴向各段为同一结构螺纹且螺纹连续无凸缝，无需二次加工，制成的钢筋螺纹头6的结构如图2所示。由于钢筋螺纹头对于螺纹精度要求不高，且粗牙螺纹中螺距较大，所以使用模压的方法制成的钢筋螺纹头能满足使用需求。在本实施例中，第一、第二电极的材质均为铜质或铜质合金，均与设备变压器相连，工作通电为低电压大电流。

优选地，为易于控制第一电极随驱动机构4的运动极限位置，第一电极与第二电极之间的距离等于L₀+△L,其中L₀代表模具5沿左右方向的宽度。

在本实施例中，驱动机构4为与空压机相连的可控编码气缸。在其他实施例中，驱动机构也可以为伺服液压缸或者带位置控制的液压驱动装置，也可为连杆机构结合电机位置控制的组合单元组。

最终制成的螺纹头上的螺纹结构特征由第一、第二半模具结构特征决定。既可以是左螺纹，也可以是右螺纹；既可以是直螺纹，也可以是锥螺纹或者梯形螺纹，只需要相应改变第一、第二半模具上沟槽形状及位置即可。

本发明的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法工艺简单，利于工业化生产及生产流程的自动控制，能大幅提高钢筋螺纹头的加工效率及加工质量。

在其他实施例中，模具也可以由超过两块半模具拼合形成，只需要每块半模具均具有内凹的弧形面，内凹的弧形面上加工有沟槽，多块半模具沿弧形面的径向方向靠近后其上的弧形面及沟槽可拼成与待加工段上所需螺纹形状吻合适配的成型面即可；还可以在第一电极与钢筋左端之间设置用于顶推钢筋左端向右运动以将待加工段镦粗的顶块，只需要该顶块能实现第一电极与钢筋之间导电连接即可；模具也可以也可以采用感应加热、电弧加热等其他的方法对待加工段进行电加热使之软化，或是直接在待加工段的两端设置第一电极与第二电极，在待加工段软化之后再将其由相应的电加热设备或两加热电极中取出并使用其他设备对其进行镦粗、螺纹压制等操作，只是此时操作过程较为繁琐。

Claims (5)

1.一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，对钢筋的待加工段进行电加热使其软化；第二步，镦粗待加工段使其沿轴向收缩△L；第三步，沿径向收拢组成模具的各半模具以在待加工段的外周面上压制成所需螺纹，其中模具包括至少两块可开合的半模具，半模具包括内凹的弧形面，弧形面上加工有沟槽，至少两块半模具可沿弧形面的径向方向靠近或远离，至少两块半模具沿弧形面的径向方向靠近后其上的弧形面及沟槽可拼成与待加工段上所需螺纹形状吻合适配的成型面。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，其特征在于：在所述第一步中，先在待加工段的两端分别设置第一电极和第二电极使待加工段与两电极接触，再给第一电极和第二电极通电以加热软化待加工段。

3.根据权利要求2所述的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，其特征在于：在所述第一步中，将第一电极设置在钢筋的一侧并使第一电极的顶推面与钢筋的相应端面对应，在所述第二步中，控制位于钢筋一侧的第一电极沿钢筋的轴线方向朝向钢筋另一侧运动以镦粗软化后的待加工段。

4.根据权利要求2所述的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，其特征在于：在所述第三步之后还包括以下步骤，将电极断电，并沿半模具中弧形面的径向方向将半模具由待加工段上拆下。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种钢筋热镦粗牙螺纹成型方法，其特征在于：所述第一电极与第二电极之间的距离等于L₀+△L,其中L₀代表模具沿左右方向的宽度。