CN108746226A - 一种金属线材加工设备 - Google Patents
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Abstract
一种金属线材加工设备，其包括：放线装置和收线装置，所述收线装置收纳加工完成的金属线材；以及依次设于所述放线装置和收线装置之间的若干粗拉装置和精拉装置；设于所述放线装置和收线装置之间的至少一个切削装置；所述切削装置包括模套和设于所述模套内的作用于金属线材的工作模；所述工作模包括本体、以及固定连接的切削芯部和安装芯部。
Description
技术领域
本发明涉及金属线材加工领域，具体涉及一种金属线材加工设备。
背景技术
拉丝是一种材料加工成型方法，在外力作用下使金属强行通过模具，具体指一种金属横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的技术加工方法。它可以将直径较大的金属棒材直接制备成小直径的金属线，现有的拉丝是在专用的拉丝设备上进行的，直径较粗的金属棒通过多道拉丝模具可以直接获得直径较细的金属丝。
采用拉丝的方式生产加工金属线材已是现有技术中对金属材料成型的常规加工方式，通常拉丝模一般采用坚硬的材料加工制成，但是在拉丝成型加工中，耐磨性较差的拉丝模具易造成拉丝后金属线的不均匀磨损，线肌肉变差，且在拉丝时，过度的应力施加于模具，也易造成模具的劈开引起裂纹等，因此在拉丝模具中模具需要满足较强的硬度。
现有技术中，人造金刚石具有高硬度、高耐磨性、低摩擦系数等优点，具备良好的切削性能，是切削或拉丝模具的优质材料，其中尤其以纳米级人造金刚石为突出代表，但其成本高，价格贵，若直接采用金刚石构成一套完整拉丝模具，其成本过高，不符合生产实际；而金刚石又不易与合金或者金属等材料构成的工作模本体结合为一体，因此，如何在保证工作模的切削性能的基础上又能有效控制工作模的成本是本领域亟待解决的技术问题。
另外，现有的拉丝模工作模通常为一个完整的圆柱体，由于其在使用时需要装配至模套的内圆柱孔中，因此，对互相配合的工作模外表面和模套内表面的加工精度要求较高，且在装配时难度较大；一旦内圆柱孔或模具的外圆柱面的其中一方加工存在误差均容易导致拉丝模内的切削通道的中心线位置发生偏移，影响最终切削精度和效果。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无法同时确保拉丝模的成本和切削性能、以及拉丝模工作模与模套的加工精度要求高、装配难度大的缺陷，从而提供一种既能确保切削性能又避免成本大幅上升、且便于与模套装配的一种工作模、以及具有该工作模的金属线材切削模具及加工设备。
为此，本发明的技术方案如下：
一种金属线材加工设备，其包括：
放线装置和收线装置，所述收线装置收纳加工完成的金属线材；
以及依次设于所述放线装置和收线装置之间的若干粗拉装置和精拉装置；
还包括设于所述放线装置和收线装置之间的至少一个切削装置；
所述切削装置包括模套和设于所述模套内的作用于金属线材的工作模；所述工作模包括本体、以及固定连接的切削芯部和安装芯部；所述本体内部形成有轴向通道，所述切削芯部通过安装芯部固定连接至所述本体的进口端，所述芯部内形成有连通所述通道的轴向切削通道；所述切削芯部和安装芯部为晶粒不同的人造金刚石。
进一步地，所述本体为不锈钢本体，所述切削芯部为纳米级人造金刚石，所述安装芯部为微米级人造金刚石，所述切削芯部烧结至安装芯部上，所述安装芯部镶嵌至所述本体内，所述切削芯部内形成有所述切削通道。
进一步地，所述安装部包括设于所述本体进口端的凸台，以及形成于所述凸台内的安装所述安装芯部的安装槽，所述安装芯部镶嵌至所述安装槽中。
进一步地，所述本体的外周面包括连接于所述进口端的外锥面以及连接所述外锥面与所述出口端的外圆柱面，所述外锥面的外径沿金属线运动方向逐渐增大。
进一步地，所述切削装置还包括设于所述模套内的压力模，所述压力模的外周面与所述模套的内周面螺纹配合，所述压力模的一轴端部抵接于所述工作模的出口端。
进一步地，所述切削装置还包括设于所述工作模进口端上游的刮屑装置，所述刮屑装置不与所述金属线以及所述工作模接触设置，所述刮屑装置围绕所述金属线外圆周旋转运动。
进一步地，所述收线装置包括：
卷筒，由第一驱动单元驱动旋转；
底座，对应设于所述卷筒的下方，所述底座上设有驱动其旋转的第二驱动单元；
所述收线装置还包括控制单元和与其连接的检测单元，所述第一驱动单元和第二驱动单元受所述控制单元控制运转；
所述底座上还设有收纳金属线的收线筒，所述收线筒具有环柱形收纳腔；所述控制单元根据所述收纳腔的内径和外径调节所述底座相对于所述卷筒的旋转角速度比。
进一步地，所述加工设备还包括若干设于所述放线装置和收线装置之间的张力调节单元和校直单元。
进一步地，所述加工设备还包括控制单元和与其连接的检测单元，所述控制单元根据检测结果控制所述放线装置、收线装置的运转。
进一步地，所述检测单元包括：限制所述收线装置移动位置的位置传感器，检测金属线的探伤装置，以及测量所述收线装置卷筒旋转圈数的计数传感器。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1.本发明提供的一种金属线材加工设备，其切削装置包括本体和设于本体上的芯部，本体包括进口端和出口端；本体上的进口端处设有安装芯部的安装部，本体内部形成有轴向通道；芯部包括固定连接的切削芯部和安装芯部，切削芯部通过安装芯部固定连接至本体的进口端，芯部内形成有连通通道的轴向切削通道；本体的外周面包括连接于进口端的外锥面以及连接外锥面与出口端的外圆柱面，外锥面的外径沿金属线运动方向逐渐增大。其中通过在工作模本体上设置有锥面和圆柱面，使得工作模能够更容易插入到与之配合的模套内，因此上述结构更有利于安装时工作模与模套的配合组装，降低了模套和工作模的加工精度和组装难度，使得切削的中心轴线位置固定。
2.本发明提供的一种金属线材加工设备，其切削装置的切削芯部内形成有切削通道，切削芯部直接成型于安装芯部上，安装芯部镶嵌至本体内；安装部包括设于本体进口端的凸台，以及形成于凸台内的安装安装芯部的安装槽，安装芯部镶嵌至安装槽中。采用两种不同晶粒的人造金刚石，采用微米级人造金刚石制成的安装芯部过渡连接，将形成切削芯部的金刚石颗粒烧结至安装芯部上，再将安装芯部镶嵌至本体内。由此即可满足切削性能的提高，又可防止切削模具的成本过高。
3.本发明提供的一种金属线材加工设备，切削通道包括导入段和定径段，导入段为设于切削通道入口处的导入内锥面，导入内锥面的内径沿金属线运动方向逐渐减小，定径段为设于切削芯部内的连接导入内锥面的内圆柱面。通过设置有导入段，利于金属线顺利进入切削通道，且当金属线进入切削通道时，避免因锋利的切削角对金属线表面造成过度切割和划伤，从而确保金属线表面的切割质量，同时也避免工作模入口处应力过于集中造成的模具的劈开引起裂纹等。
4.本发明提供的一种金属线材加工设备，切削装置压力模的外周面与模套的内周面螺纹配合，压力模的一轴端部抵接于工作模的出口端。通过设置螺纹配合便于调整工作模和压力模的位置，通过旋转压力模即可进行快速固定和限位。
5.本发明提供的一种金属线材加工设备，切削装置还包括设于工作模进口端上游的刮屑装置，刮屑装置不与金属线以及工作模接触设置。刮屑装置可以以切削轴为轴心进行旋转除屑，旋转角速度与线材运行线速度成正比，由此可及时将堆积在工作模进入口处的切削屑排出，避免因切削屑堆积在工作模的入口处对金属线的加工精度产生影响。
6.本发明提供的一种金属线材加工设备，其收线装置包括：卷筒，由第一驱动单元驱动旋转；底座，对应设于卷筒的下方，底座上设有驱动其旋转的第二驱动单元；收线装置还包括控制单元和与其连接的检测单元，第一驱动单元和第二驱动单元受控制单元控制运转；底座上还设有收纳金属线的收线筒，收线筒具有环柱形收纳腔；控制单元根据收纳腔的内径和外径调节底座相对于卷筒的旋转角速度比。其中，其中底座在第二电机的驱动下与卷筒做同步旋转，或者相对于卷筒旋转。即本实施例中的底座与卷筒的旋转角速度比控制在一定范围内以确保收纳的金属线均匀致密地落在收线腔内，提高收线腔的空间利用率。
7.本发明提供的一种金属线材加工设备，收线装置还包括压线单元，压线单元包括若干压线轮和围绕压线轮设置的皮带，若干压线轮围绕布置于卷筒外围；压线单元还包括调节皮带张紧力的张力调节组件。通过调整张力调节组件中支撑滚轮的肘板的安装角度，可实现对皮带的张紧力调节。皮带上靠近卷筒的一侧将金属线向卷筒径向内侧压紧；通过设置有压线单元，可将金属线有序服帖的卷绕于卷筒上。
8.本发明提供的一种金属线材加工设备，收线装置的底座底部还设有引导单元，引导单元引导底座在收线位置和吊装位置之间移动；引导单元包括设于底座底部的滚轮、驱动滚轮旋转的第三驱动单元，以及引导滚轮移动的导轨，第三驱动单元受控制单元控制运转。通过设置有引导单元，可便捷的控制收线筒和底座在吊装位置和收纳位置之间移动，便于操作人员搬运移动收纳完成的金属线。
9.本发明提供的一种金属线材加工设备，其中控制单元为PLC控制器和变频驱动器，PLC控制变频驱动器驱动第一、第二以及第三驱动单元的运转；检测单元包括分别与收线位置和吊装位置对应设置的位置传感器，以及测量卷筒旋转圈数的计数传感器。通过设置计数传感器可控制收线装置内的收线长度，通过PLC控制器以及与其连接配合的各检测单元可实现收线操作的自动化控制和管理。
10.本发明提供的一种金属线材加工设备，收线装置还包括对应设置于金属线入口上游的切割单元，切割单元受控制单元控制对金属线执行切割操作。通过控制单元控制切割单元运转可及时将收纳完成的金属线切断，提高了该收线装置的自动化程度。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明的金属线材加工设备的结构示意图；
图2为图1所示的金属线材加工设备的俯视图；
图3为图1所示的牵引滚筒和第一张力调节装置的放大示意图；
图4为图1所示的水平校准装置和竖直校准装置的放大示意图；
图5为图1所示的第一精拉装置、切削装置以及第二精拉装置的放大示意图；
图6为本发明的校准装置的结构示意图；
图7为图6所示的校准装置的剖视图；
图8为本发明的切削装置的结构示意图；
图9为图6所示的工作模的结构示意图；
图10为图7所示的工作模本体的结构示意图；
图11为图8所示的芯部的结构示意图；
图12为图11中所示的B处的放大示意图；
图13为本发明的第一张力调节装置的结构示意图；
图14为图13所示的第一张力调节装置的侧视图；
图15为本发明的第二张力调节装置的结构示意图；
图16为图15所示的第二张力调节装置的侧视图；
图17是本发明的收线装置的主视图；
图18为图17所示的收线装置的俯视图；
图19为图17所示的收线装置的仰视图。
图中附图标记表示为：
1-放线装置；
2-粗拉装置；
31-第一张力调节装置；311-安装座；312-旋转肘板；
32-第二张力调节装置；321-固定张紧轮；322-浮动张紧轮；323-调节气缸；
4-校准装置；41-水平校准装置；42-竖直校准装置；
51-第一精拉装置；52-第二精拉装置；
6-切削装置；
61-模套；62-工作模；621-外锥面；622-外圆柱面；
63-压力模；64-刮屑装置；
65-本体；651-进口端；652-出口端；653-安装槽；654-轴向通道；655-凸台；
66-芯部；661-切削芯部；662-安装芯部；663-切削通道；6631-导入段；6632-定径段；
7-收线装置；
71-卷筒；
72-底座；721-收线轴；722-收线支架；723-收线带轮；724-传动带；
731-第一电机；732-第二电机；733-第三电机；
74-压线单元；741-压线轮；742-皮带；743-张力调节组件；744-肘板；
751-滚轮；752-导轨；
76-机架；77-校准单元；78-卷筒轴；
79-切割单元；791-切割刀；792-驱动组件；793-支撑架；794-滑动架；
8-牵引滚筒；
9-金属线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
实施例
如图1-2以及图5所示，本发明记载了一种金属线材加工设备，例如一种拉丝设备，其中金属线材包括铝材等，该加工设备包括按金属线材加工步骤依次设置的：放线装置1、粗拉装置2、第一张力调节装置31、校准装置4、第一精拉装置51、刮屑装置64、切削装置6、第二精拉装置52、探伤装置(未在图中示出)、第二张力调节装置32和收线装置7。
其中放线装置1用于向加工设备提供待加工金属线，收线装置7用于收纳加工完成的金属线材；粗拉装置、精拉装置以及切削装置用于加工金属线材使其满足一定的线径并去除表面的瑕疵，粗拉装置用于将原线材拉伸成圆形，精拉装置对线材的线径进行精准控制，便于切削装置的精密切削，切屑装置对线材的表面进行均匀精密地切削。当然粗拉装置、精拉装置以及切削装置均可根据加工需求设置有若干个或删减。当然，精拉装置也可只设置一个；切削装置也可设置有多个；且切削装置也可以设置于精拉装置之前或者之后，只需满足设于粗拉装置与收线装置之间即可。
如图3所示，本实施例中的粗拉装置和精拉装置均包括至少一个拉丝模，其中各拉丝模包括模芯以及设于模芯外部的模套。
参见附图13-14，本实施例中的第一张力调节装置31包括安装座311和安装于安装座311上的旋转肘板312，肘板312的端部安装有与金属线材相抵接的辊轮313，其中调节旋转肘板的旋转角度，实现对金属线材的张力调节，通过设置角度传感器检测控制肘板旋转的位置。参见附图15-16，第二张力调节装置32包括两个张紧轮和调节气缸323，其中一个为固定张紧轮321，另一个为浮动张紧轮322，通过调节气缸323移动浮动张紧轮，从而调节围绕两个张紧轮的金属线的张紧力，通过设置位移传感器检测控制两个张紧轮之间的距离。
本实施例中的切削装置6，例如一种削皮装置，如图8所示，其包括：模套61，设于模套61内的工作模62和压力模63，其中工作模62和压力模63均设于模套61内并与其内壁接触；压力模63轴向设于工作模62的出口端处并与模套61固定连接，参见附图8，压力模63的一轴端部抵接于工作模62的出口端，压力模63从图8中的右侧对位于其左侧工作模62进行固定限位。其中本实施例中的压力模63的外周面与模套61的内周面螺纹配合，压力模63的左侧轴端部抵接于工作模62的右侧出口端。当压力模63与模套61旋合时逐渐向左侧轴向移动并最终抵接至工作模62的右端壁，对其进行轴向限位和固定。通过设置螺纹配合便于调整工作模和压力模的位置，通过旋转压力模即可进行快速固定和限位。
如图8所示，为便于及时将切削金属屑从工作入口处排出，避免金属线进入拉丝模的模口处出现切削屑的堆积，本发明的切削模具还包括设于工作模进口端上游的刮屑装置64(其中上游指图8中的左侧，上游至下游方向即金属线加工运动的方向)，刮屑装置64不与金属线的表面以及工作模62的表面接触。其与待处理的金属线9的表面间隔一定的距离，同时又与工作模62的入口侧端面间隔一定的距离设置。刮屑装置64可以以金属线的轴线为中心进行旋转除屑，旋转角速度与金属线运行线速度成正比，由此可及时将堆积在工作模62进入口处的切削屑排出，避免因切削屑堆积在工作模62的入口处对金属线的加工精度和加工质量产生影响。
如图8所示为本实施例的一种工作模62，其包括本体65和设于本体65上的芯部66，如图10所示，本体65包括进口端651和出口端652，其中本实施例的本体65的内部形成轴向通道654。其中本体65的外周面包括连接于进口端的外锥面621和连接于外锥面621的外圆柱面622，外锥面的外径尺寸沿金属线运动方向逐渐增大，且外锥面621的表面与外圆柱面622的表面均比较光滑，模套61内锥面的锥度与工作模62的外锥面的锥度一致。上述设置有利于工作模62与模套61的顺利安装固定，由于工作模62设置有外锥面621，使得工作模62的入口端能够更容易插入到与之配合的模套61内，安装时利于操作者顺利将工作模62从右端插入模套61内，且由于设置有外锥面621，装配时插入并与模套顶紧即可实现二者的相对定位，使得装配更加方便快捷，而圆柱面622用于由夹具夹紧实现对锥面621的加工，因此本实施例中的圆柱面622的加工精度要求较低，其可以不与模套接触配合只需外锥面621与模套61配合即可实现对切削中心线的对准，外锥面621使得切削的中心轴线位置固定，因此上述结构更有利于安装时工作模与模套的配合组装，降低了模套和工作模的加工精度和组装难度。
如图8所示，本实施例中在本体65上的进口端651处设有安装芯部66的安装部，参见附图8-9，其中安装部包括设于本体进口端651的凸台655，以及形成于凸台655内的安装安装芯部的安装槽653，安装芯部662镶嵌至安装槽653中。
参见附图10-11，芯部66包括切削芯部661和安装芯部662，其中切削芯部661直接成型于安装芯部662上，即切削芯部661可与安装芯部662一体成型，或者切削芯部661可后期通过加工直接成型于已加工成型的安装芯部662上。切削芯部661内形成有连通轴向通道654的轴向切削通道663，切削芯部661通过安装芯部662固定连接至本体65的进口端；切削芯部661、安装芯部662均为环形件，安装芯部662的内径大于等于切削芯部661的内径，其中本实施例中，切削芯部661的内孔为一圆柱孔，安装芯部662的内孔为一锥形孔，且安装芯部662的内锥面的内径沿金属线移动方向逐渐增大，安装芯部662的内锥面的最小内径大于等于切削芯部661的切削通道663的内径。
本发明的切削芯部661和安装芯部662采用晶粒不同的人造金刚石材料，本体65为不锈钢本体，例如304不锈钢。其中切削芯部661采用纳米级(指晶粒直径在100nm以下)的人造金刚石制成；安装芯部662采用微米级(指晶粒直径在1.0μm～5.0μm之间)的人造金刚石制成，其中切削芯部661烧结至安装芯部662上，安装芯部662镶嵌至本体65的安装槽653内。纳米级人造金刚石具有高硬度、高耐磨性、低摩擦系数等优点，具备良好的切削性能，是切削模具的优质材料，但其成本高，价格贵，而要将人造金刚石采用镶嵌工艺固定至不锈钢本体上，需要满足一定面积和体积，若大面积或体积采用纳米级人造金刚石，则不利于切削模具成本的降低。而微米级人造金刚石其切削性能劣于纳米级人造金刚石，但其成本相较于纳米级人造金刚石也有大幅降低。因此，本发明中采用两种不同晶粒的人造金刚石，采用微米级人造金刚石制成的安装芯部662过渡连接，将用于形成切削芯部661的金刚石颗粒烧结至安装芯部662上，再将安装芯部662镶嵌至本体65内。由此即可满足切削性能的提高，又可防止切削模具的成本过高。
如图12所示，本实施例中的述切削通道663包括导入段6631和定径段6632，其中导入段为设于切削通道663入口处(即图中左侧)的导入内锥面，导入内锥面的内径沿金属线运动方向逐渐减小(即导入内锥面的内径沿图中从左向右的方向逐渐减小)，定径段6632为设于切削芯部661内的连接导入锥面的内圆柱面。通过设置有导入段6631，利于金属线顺利进入切削通道，且当金属线进入切削通道时，避免因锋利的切削角对金属线表面造成切割应力过于集中，从而确保金属线表面的均匀切割。
本实施例中的收线装置7用于收纳加工完成的金属线。其中收线装置7包括卷筒71、底座72、控制单元、检测单元、压线单元74、校准单元77和切割单元79。
如图17-18所示，卷筒71和底座72设于机架76内，其中卷筒71固定于机架76的顶部并由第一电机731驱动旋转，第一电机731由控制单元控制运转。底座72对应设于机架76内卷筒71的正下方。如图17所示，机架76的顶部安装有卷筒轴78，卷同轴78的下方连接有卷筒71，参见附图18卷筒轴78由第一电机731直接驱动旋转或者通过其他例如带轮、齿轮等传动机构连接于第一电机731。
如图17所示，底座72上还设有收纳金属线的收线筒(未在图中示出)和第二电机732，收线筒为顶部开口的圆柱形桶体，其中心设有用于套设金属线的中心轴，中心轴和内筒壁之间形成有环柱形收纳腔，第二电机732可驱动底座72相对于卷筒71旋转，或者驱动底座72与卷筒71同步旋转。第二电机732也由控制单元控制运转。
其中，底座72通过收线轴721安装于收线支架722上，收线筒放置在底座72上并与底座72一起同步旋转。收线支架722中心安装有上述收线轴721，底座72由收线轴721带动转动，收线轴721的底部连接有收线带轮723，收线带轮723通过传动带724与第二电机732或者传动机构的输出端连接，第二电机732或者传动机构通过驱动传动带724带动收线带轮723转动，从而带动与其连接的底座72和收线筒转动。其中第二电机732为调速电机或者第二电机732上设有调速器，其可受控制器控制改变输出转速。
本实施例中，设置有单独驱动底座72旋转的第二电机732用于调节底座72的旋转以确保金属线能够可控有效地收纳于收线筒内的收纳腔室中，其中底座72在第二电机732的驱动下与卷筒71做同步旋转，或者相对于卷筒71旋转。即本实施例中的底座72与卷筒71的旋转角速度比控制在一定范围内以确保收纳的金属线均匀地落在收线腔内，提高收线腔的空间利用率。
收线筒的收纳空间即为中心轴与圆柱筒壁之间的环形柱体空间，为确保收纳的金属线能够在该空间内能够形成均匀的线圈，避免重复直接堆积，控制单元可根据收纳腔的内径和外径调节底座72相对于卷筒71的旋转角速度比。当卷筒71的旋转角速度ω1大于底盘72的旋转角速度ω2时，即卷筒71旋转快于底盘72的旋转时，此时收纳于环柱形空间内的金属线的圈形较大(即收纳金属线形成直径较大的圈)；当卷筒71的旋转角速度小于底盘72的旋转角速度时，即底盘72旋转快于卷筒71时，此时，收纳于环柱形空间内的金属线的圈形较小(即收纳金属线形成直径较小的圈)，因此通过合理控制卷筒71与底盘72的旋转角速度比可控制金属线在收纳筒内形成均匀的线圈，避免直接堆积提高收纳腔的利用率。
其中本实施例中滚筒直径为1.5m，若底盘的旋转角速度ω2与滚筒的旋转角速度ω1相同，即ω1/ω2＝1时，则形成直径为1.5m的金属线圈形，若滚筒的旋转角速度ω1与底盘的旋转角速度ω2的比值为1/2，即ω1/ω2＝1/2时，此时金属线圈形为0.75m。其中若收纳于收线腔内的线圈直径为D圈，围绕于卷筒上的线圈直径为D卷，则存在如下关系：D圈＝ω1/ω2×D卷。
收线筒的内径为0.95m，外径为2.0m，底座2的旋转角速度ω2与卷筒1的旋转角速度ω1的比值在0.63～1.33之间，即当收线筒内的金属线的线圈直径D为0.95m<D<2.0m时，ω1与ω2的比值需满足0.75≤ω1/ω2≤1.55。
如图19所示，底座72的收线支架722的底部还设有引导单元，引导单元引导底座72在收线位置和吊装位置之间移动；其中收线位置指底座72位于卷筒71的正下方可收纳金属线的位置，吊装位置指底座72移动至收线装置外，可便于取卸收线筒的位置。其中本实施例中的引导单元包括设于收线支架722底部的滚轮751、驱动滚轮751旋转的第三电机733，以及引导滚轮移动的导轨752。其中底座72上的至少一个滚轮751上设有可直接驱动滚轮751转动的第三电机733，通过第三电机733驱动滚轮751正反转，实现底座72的移出和移入，其中第三电机733受控制单元控制运动，当检测到收线装置的收线长度达到预定值时控制切割单元进行切割并由第三电机733驱动底盘72移出。通过设置有引导单元，可便捷的控制收线筒和底座在吊装位置和收线位置之间移动，便于操作人员搬运移动收纳完成的金属线。
如图17-18所示，本发明的收线装置还包括压线单元74，压线单元74包括若干压线轮741、围绕套设于所有压线轮上设置的皮带742，以及若干用于调节皮带张紧力的张力调节组件743，若干压线轮741和皮带742围绕布置于卷筒71的外围。通过调整张力调节组件743中支撑滚轮的肘板744的安装角度，可实现对皮带742的张紧力调节。皮带742上靠近卷筒的一侧将金属线向卷筒径向内侧压紧；通过设置有压线单元，可将金属线有序服帖的卷绕与卷筒71上。
本实施例中的收线装置还包括对应设置于收线装置的金属线入口上游的校准单元77(其中上游至下游方向指金属线的收线方向)，校准单元包括水平校准组件和竖直校准组件。
本实施例中的收线装置还包括对应设置于金属线入口上游的切割单元79，切割单元受控制单元控制对金属线执行切割操作。其中切割单元包括切割刀791、驱动组件792、支撑架793和滑动架794，其中滑动架794滑动设置在支撑架793上，切割刀791、驱动组件792均固定于支撑架上，驱动组件可以为气缸或者液压缸等，驱动组件受控于控制单元，当驱动组件接受到切割指令，则驱动滑动架794在支撑架793上向切割方向移动，通过切割刀791将金属线切断。
本实施例中的线材加工设备还设有控制单元和与其连接的检测单元，其中控制单元为PLC控制器和电机变频驱动器，PLC控制器根据预先参数及检测单元的检测结果控制粗拉装置电机、刮屑装置电机、精拉装置电机、收线装置的第一电机731、第二电机732、第三电机733和切割单元79的驱动组件792的运转；PLC控制器通过变频驱动器驱动粗拉装置电机、刮屑装置电机、精拉装置电机、第一、第二以及第三电机的运转；由此可实现对粗拉装置电机、刮屑装置电机、精拉装置电机、第一、第二、第三电机的输出转速的调控。
其中检测单元包括分别与收线位置和吊装位置对于设置的位置传感器，位置传感器用于检测底座72的运动极限位置，当任意一个位置传感器检测到底座72时，则向PLC控制器发出控制第三电机733停止运转的指令。
检测单元还包括设于卷筒轴向端部的脉冲传感器，用于计算卷筒的旋转圈数，并根据计算的圈数和卷筒外周长可粗略计算收纳的金属线的长度，当脉冲传感器统计圈数达到预定阈值时，PLC控制器发出控制第一电机731和第二电机732停止旋转的指令，同时向切割单元79的驱动组件发出运行指令，控制驱动组件执行切割运动。
检测单元还包括设于第二张力调节装置32的浮动张紧轮322上方和下方的上限位位置传感器和下限位位置传感器，其中上限位位置传感器与运动上极限位置处相对应，下限位位置传感器与运动动下极限位置处相对应，正常运转过程中，当浮动张紧轮322触及下限位位置传感器时系统会发出断线报警紧急停机指令；当浮动张紧轮322触及上限位位置传感器时系统会发出设备故障报警紧急停机指令。
检测单元还包括设于粗拉装置、切削装置、精拉装置、探伤装置、收线装置处的红外线人体感应传感器，通过PLC计时器记录操作人员到相应位置监察巡视的信息，如未达到要求则向输出装置(输出装置包括例如显示屏、扩音器等)输出要求操作人员对设备运行情况进行巡视的警示信息。
本发明的收线装置7的工作过程为：
正常收线时，此时收线底盘和收线筒处于收线位置，由收线装置上游的切削装置加工出来的金属线经过卷筒71旋转卷绕后落入收线筒中，并围绕收线筒的中心轴旋转成层叠的金属线圈，同时计数的脉冲传感器开始计数，PLC控制器根据计数结果自动调整收线滚筒与收线底盘的旋转角速度比例，调整线材的圈形直径，形成均匀致密的排线，当旋转圈数达到预定阈值时，向控制单元发出信号，控制单元即向切削装置、第一电机和第二电机发出停止运行的指令，并控制切割单元79的驱动组件执行切割运动，切断金属线。
接着，控制单元控制第三电机733运转将收线筒移出至机架76外，到达吊装位置后触发该位置的位置传感器，位置传感器向控制单元发出信号，控制单元控制第三电机733停止运转，由此完成一个周期的收线操作。
在运行过程中，PLC控制器与变频驱动器协作实现各电机的缓启动与保护，减少突然动作的设备的损伤，延长设备的使用寿命。
本发明的加工过程如下：
其中放线装置1包括放线滚筒(未在图中示出)、设置于放线滚筒上方的两个平行设置的滚轮，未加工的金属线材经过放线装置1的滚轮后进入粗拉装置2，进过粗拉装置2加工后的金属线材由牵引滚筒8牵引进入第一张力调节装置31，其中牵引滚筒8采用陶瓷材质构成，其具有耐高温和防粘性能；此后金属线材经过校准装置4对其中心进行校准，其中如图4所示，校准装置包括水平校准装置41和竖直校准装置42，其中参见附图6-7，水平校准装置41包括前后对应设置的两组滚轮，其中一组滚轮固定设置，另一组滚轮浮动设置；同样的竖直校准装置42上也包括上下对应设置的两组滚轮，其中一组滚轮固定设置，另一组滚轮浮动设置，金属线材依次从各个滚轮之间经过；金属线材依次通过水平校准装置41和竖直校准装置42后实现中心校准，确保其沿固定的中心线移动，从而确保了线材中心轴线稳定。经过校准装置4后的金属线材进入第一精拉装置51，经过第一精拉装置51加工后进入切削装置6，切削装置6对金属线材进行精密切削后再进入第二精拉装置52，最后输出加工完成的成品，此时金属线材经过另一个牵引滚筒8后一次通过探伤装置和第二张力调节装置32后进入收线装置7。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种金属线材加工设备，其包括：
放线装置和收线装置，所述收线装置收纳加工完成的金属线材；
以及依次设于所述放线装置和收线装置之间的若干粗拉装置和精拉装置；
其特征在于：
还包括设于所述放线装置和收线装置之间的至少一个切削装置；
所述切削装置包括模套和设于所述模套内的作用于金属线材的工作模；所述工作模包括本体、以及固定连接的切削芯部和安装芯部；所述本体内部形成有轴向通道，所述切削芯部通过安装芯部固定连接至所述本体的进口端，所述芯部内形成有连通所述通道的轴向切削通道；所述切削芯部和安装芯部为晶粒不同的人造金刚石。
2.根据权利要求1所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述本体为不锈钢本体，所述切削芯部为纳米级人造金刚石，所述安装芯部为微米级人造金刚石，所述切削芯部烧结至安装芯部上，所述安装芯部镶嵌至所述本体内，所述切削芯部内形成有所述切削通道。
3.根据权利要求2所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述安装部包括设于所述本体进口端的凸台，以及形成于所述凸台内的安装所述安装芯部的安装槽，所述安装芯部镶嵌至所述安装槽中。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的工作模，其特征在于：所述本体的外周面包括连接于所述进口端的外锥面以及连接所述外锥面与所述出口端的外圆柱面，所述外锥面的外径沿金属线运动方向逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述切削装置还包括设于所述模套内的压力模，所述压力模的外周面与所述模套的内周面螺纹配合，所述压力模的一轴端部抵接于所述工作模的出口端。
6.根据权利要求5所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述切削装置还包括设于所述工作模进口端上游的刮屑装置，所述刮屑装置不与所述金属线以及所述工作模接触设置，所述刮屑装置围绕所述金属线外圆周旋转运动。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述收线装置包括：
卷筒，由第一驱动单元驱动旋转；
底座，对应设于所述卷筒的下方，所述底座上设有驱动其旋转的第二驱动单元；
所述收线装置还包括控制单元和与其连接的检测单元，所述第一驱动单元和第二驱动单元受所述控制单元控制运转；
所述底座上还设有收纳金属线的收线筒，所述收线筒具有环柱形收纳腔；所述控制单元根据所述收纳腔的内径和外径调节所述底座相对于所述卷筒的旋转角速度比。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括若干设于所述放线装置和收线装置之间的张力调节单元和校直单元。
9.根据权利要求8所述的金属线材加工设备，其特征在于：所述加工设备还包括控制单元和与其连接的检测单元，所述控制单元根据检测结果控制所述放线装置、收线装置的运转。
10.根据权利要求9所述的金属线材加工设备，其特征在于：
所述检测单元包括：限制所述收线装置移动位置的位置传感器，检测金属线的探伤装置，以及测量所述收线装置卷筒旋转圈数的计数传感器。
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