CN108994218A - 一种工作模、一种金属线材切削模具及加工设备 - Google Patents
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Abstract
一种工作模、一种金属线材切削模具及加工设备。其中工作模包括本体和设于本体上的芯部,所述本体包括进口端和出口端;所述本体上的进口端处设有安装所述芯部的安装部,所述本体内部形成有轴向通道;所述芯部包括固定连接的切削芯部和安装芯部,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。
Description
技术领域
本发明涉及金属线材加工技术领域,具体涉及一种工作模、一种金属线材切削模具及加工设备。
背景技术
拉丝是一种材料加工成型方法,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模具可以直接获得直径较细的金属丝。
但在拉丝过程中,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,且不易直接成型于与其材料不同的工作模本体上,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:
一种工作模,其包括本体和设于本体上的芯部,
所述本体包括进口端和出口端;所述本体上的进口端处设有安装所述芯部的安装部,所述本体内部形成有轴向通道;
所述芯部包括固定连接的切削芯部和安装芯部,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,所述切削芯部内形成有所述切削通道,所述切削芯部直接成型于所述安装芯部上,所述安装芯部镶嵌至所述本体内。
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,所述切削芯部、安装芯部均为环形件,所述安装芯部的内径大于等于切削芯部的内径。
进一步地,所述切削通道包括导入段和定径段,所述导入段为设于所述切削通道入口处的导入内锥面,所述导入内锥面的内径沿金属线运动方向逐渐减小,所述定径段为设于所述切削芯部内的连接导入内锥面的内圆柱面。
一种金属线材切削装置,其包括:
模套;
以及设于所述模套内的工作模和压力模;所述压力模轴向设于所述工作模的出口端处并与所述模套固定连接;
所述工作模为上述任意一项所述的工作模。
进一步地,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刀具,所述刀具不与所述金属线以及所述工作模接触设置。
进一步地,所述刀具围绕所述金属线外圆周旋转运动。
一种金属线材加工设备,包括上述切削装置,用于对金属线进行切削加工。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的工作模,其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.本发明的工作模,所述切削芯部内形成有所述切削通道,所述切削芯部直接成型于所述安装芯部上,所述安装芯部镶嵌至所述本体内;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。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.本发明的工作模,所述切削通道包括导入段和定径段,所述导入段为设于所述切削通道入口处的导入内锥面,所述导入内锥面的内径沿金属线运动方向逐渐减小,所述定径段为设于所述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切削模具,由于包括上述工作模,因此具备其带来的所有优点。
5.本发明提供的一种金属线材切削模具,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。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。
6.本发明提供的一种金属线材切削模具,所述切削模具还包括设于所述工作模进口端上游的刀具,所述刀具不与所述金属线以及所述工作模接触设置。所述刀具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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的金属线材切削模具的结构示意图;
图2为图1所示的工作模的结构示意图;
图3为图2所示的工作模本体的结构示意图;
图4为图3所示的芯部的结构示意图;
图5为图4中所示的B处的放大示意图。
附图标记说明:
1-模套;2-工作模;21-外锥面;22-外圆柱面;3-压力模;4-刀具;5-金属线;6-本体;61-进口端;62-出口端;63-安装槽;64-通道;65-凸台;7-芯部;71-切削芯部;72-安装芯部;73-切削通道;731-导入段;732-定径段。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本发明公开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,该拉丝设备包括用于对金属线进行切削加工的金属线材切削模具。
其中如图1所示,该金属线材切削模具,例如一种削皮装置,其包括:模套1,设于模套1内的工作模2和压力模3,其中工作模2和压力模3均设于模套1内并与其内壁接触;压力模3轴向设于工作模2的出口端处并与模套1固定连接,参见附图1,压力模3的一轴端部抵接于工作模2的出口端,压力模3从图1中的右侧对位于其左侧工作模2进行固定限位。其中本实施例中的压力模3的外周面与模套1的内周面螺纹配合,压力模3的左侧轴端部抵接于工作模2的右侧出口端。当压力模3与模套1旋合时逐渐向左侧轴向移动并最终抵接至工作模2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1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刀具4(其中上游指图1中的左侧,上游至下游方向即金属线加工运动的方向),刀具4不与金属线的表面以及工作模2的表面接触。其与待处理的金属线5的表面间隔一定的距离,同时又与工作模2的入口侧端面间隔一定的距离设置。刀具4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2进入口处的切削屑排出,避免因切削屑堆积在工作模2的入口处对金属线的加工精度产生影响。
如图1所示为本实施例的一种工作模2,其包括本体6和设于本体6上的芯部7,如图3所示,本体6包括进口端61和出口端62,其中本实施例的本体6的内部形成轴向通道64。其中本体6的外周面包括连接于进口端的外锥面21和连接于外锥面21的外圆柱面22,外锥面的外径尺寸沿金属线运动方向逐渐增大,且外锥面21的表面与外圆柱面22的表面均比较光滑,模套1内锥面的锥度与工作模2的外锥面的锥度一致。上述设置有利于工作模2与模套1的顺利安装固定,由于工作模2设置有外锥面21,使得工作模2的入口端能够更容易插入到与之配合的模套1内,安装时利于操作者顺利将工作模2从右端插入模套1内,且由于设置有外锥面21,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22用于由夹具夹紧实现对锥面21的加工,因此本实施例中的圆柱面22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21与模套1配合即可实现对切削中心线的对准,外锥面21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1所示,本实施例中在本体6上的进口端61处设有安装芯部7的安装部,参见附图2-3,其中安装部包括设于本体进口端61的凸台65,以及形成于凸台65内的安装安装芯部的安装槽63,安装芯部72镶嵌至安装槽63中。
参见附图4,芯部7包括切削芯部71和安装芯部72,其中切削芯部71直接成型于安装芯部72上,即切削芯部71可与安装芯部72一体成型,或者切削芯部71可后期通过加工直接成型于已加工成型的安装芯部72上。切削芯部71内形成有连通通道64的轴向切削通道73,切削芯部71通过安装芯部72固定连接至本体6的进口端;切削芯部71、安装芯部72均为环形件,安装芯部72的内径大于等于切削芯部71的内径,其中本实施例中,切削芯部71的内孔为一圆柱孔,安装芯部72的内孔为一锥形孔,且安装芯部72的内锥面的内径沿金属线移动方向逐渐增大,安装芯部72的内锥面的最小内径大于等于切削芯部71的切削通道73的内径。
本发明的切削芯部71和安装芯部72采用晶粒不同的人造金刚石材料,本体6为不锈钢本体,例如304不锈钢。其中切削芯部71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72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71烧结至安装芯部72上,安装芯部72镶嵌至本体6的安装槽63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72过渡连接,将用于形成切削芯部71的金刚石颗粒烧结至安装芯部72上,再将安装芯部72镶嵌至本体6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5所示,本实施例中的述切削通道73包括导入段731和定径段732,其中导入段为设于切削通道73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732为设于切削芯部71内的连接导入锥面的内圆柱面。通过设置有导入段731,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。
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创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种工作模,其包括本体和设于本体上的芯部,
所述本体包括进口端和出口端;所述本体上的进口端处设有安装所述芯部的安装部,所述本体内部形成有轴向通道;
其特征在于:
所述芯部包括固定连接的切削芯部和安装芯部,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。
2.根据权利要求1所述的工作模,其特征在于:所述切削芯部内形成有所述切削通道,所述切削芯部直接成型于所述安装芯部上,所述安装芯部镶嵌至所述本体内。
3.根据权利要求1或2所述的工作模,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:所述切削芯部、安装芯部均为环形件,所述安装芯部的内径大于等于切削芯部的内径。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的工作模,其特征在于:所述切削通道包括导入段和定径段,所述导入段为设于所述切削通道入口处的导入内锥面,所述导入内锥面的内径沿金属线运动方向逐渐减小,所述定径段为设于所述切削芯部内的连接导入内锥面的内圆柱面。
6.一种金属线材切削装置,其包括:
模套;
以及设于所述模套内的工作模和压力模;所述压力模轴向设于所述工作模的出口端处并与所述模套固定连接;
其特征在于:
所述工作模为如权利要求1-5任意一项所述的工作模。
7.根据权利要求6所述的切削装置,其特征在于: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。
8.根据权利要求6或7所述的切削装置,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刀具,所述刀具不与所述金属线以及所述工作模接触设置。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的切削装置,其特征在于:所述刀具围绕所述金属线外圆周旋转运动。
10.一种金属线材加工设备,其特征在于:包括如权利要求6-9任意一项所述的切削装置,用于对金属线进行切削加工。
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