CN110216160B - 一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置，包括电缆固定装置和电极接触装置，其中通过电缆固定装置将电缆刚性固定，防止在电辅助拉拔过程中电缆随毛细管轻微移动，同时通过电极接触装置保证电极与毛细管的稳定接触，防止在电辅助拉拔过程中加载到毛细管上的电流密度产生变化而引起过大的试验误差，实现在拉拔过程中将电流稳定有效地加载到毛细管上。

Description

一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置及方法

技术领域

本发明属于金属材料成形加工领域，特别涉及一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置及方法。

背景技术

薄壁毛细管广泛应用于冰箱、空调等制冷设备，具有高耐压、高耐热、轻量化、高可靠性等优良特性。然而，传统制造工艺无法解决薄壁毛细管加工难度大、尺寸精度差、性能不稳定的技术难题，使得薄壁毛细管的尺寸精度、微观组织、表面光洁度、综合力学性能以及生产效率均得不到保证。

将电的作用引入材料的成形加工过程，可以显著降低材料的变形抗力，提升材料的塑性，这种现象称为电致塑性效应。目前，电致塑性效应已经成功应用到丝材拉拔成形工艺中，高密度脉冲电流能够有效降低拉拔力、减缓裂纹缺陷产生、抑制晶粒长大、提高材料塑性变形能力、改善丝材表面质量，具有显著的应用价值。然而，电致塑性效应目前应用的对象主要为丝材，而对于薄壁毛细管则未见报道，需要进行电流辅助薄壁毛细管拉拔试验以研究电致塑性效应对其的影响。

对于电辅助拉拔加电装置，申请公布号为CN106807799A的发明专利“一种非晶合金丝的制备方法及电拉拔装置”未对具体的加电装置进行说明；申请公布号为CN102489533B的发明专利“一种MgB2线材的电塑性拉拔装置及拉拔方法”虽然提出了一种加电装置，但由于薄壁毛细管壁厚较薄、直径较小，该加电装置会使薄壁毛细管产生塑性变形，所以无法应用于薄壁毛细管的电辅助拉拔。

发明内容

为了研究电致塑性效应对薄壁毛细管的影响，本发明提供了一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置，包括电缆固定装置和电极接触装置，其中通过电缆固定装置将电缆刚性固定，防止在电辅助拉拔过程中电缆随毛细管轻微移动，同时通过电极接触装置保证电极与毛细管的稳定接触，防止在电辅助拉拔过程中加载到毛细管上的电流密度产生变化而引起过大的试验误差，实现在拉拔过程中将电流稳定有效地加载到毛细管上。

根据本发明的一方面，提供了一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置，包括电缆固定装置和电极接触装置，

所述电缆固定装置包括由上往下依次安装的上模座、下模座以及底座，所述上模座和所述下模座通过上支撑柱固定连接，所述下模座和所述底座通过下支撑柱固定连接，所述上模座的顶面上和所述下模座的顶面上各设置有用于固定电缆线的电缆固定组件，

所述电极接触装置包括正电极接触组件和负电极接触组件，所述正电极接触组件和负电极接触组件各包括导电板和定位组件，所述导电板的一端与电缆的电极片接触连接，其另一端开有第一V型槽并通过所述定位组件与毛细管定位接触，

所述上模座、所述下模座、所述底座、所述电极片和所述导电板相互平行并且与毛细管的拉拔方向垂直。

在一些实施例中，所述电缆固定组件可以包括电缆线夹板，所述电缆线夹板的中段向上拱起且两翼端的底面与所述上模座或所述下模座的顶面平行形成电缆线通槽，所述电缆线夹板的两翼端通过紧固件固定连接于所述上模座或所述下模座的顶面。

在一些实施例中，所述导电板的一端可以设置有与所述电极片的连接孔通过螺栓相连接的通孔，其另一端在所述第一V型槽的两侧可以设有两个螺纹孔，所述螺纹孔的圆心连线垂直于所述第一V型槽的中心轴线，

所述定位组件可以包括固定夹块和与所述两个螺纹孔配合的定位螺钉，所述固定夹块可以包括长条块，所述长条块的一侧开有用于与毛细管定位接触的第二V型槽，所述定位螺钉可包括头部、螺纹杆以及位于头部和螺纹杆之间的斜面，所述定位螺钉通过所述斜面调整定位所述长条块。

在一些实施例中，所述第一V型槽的底部可以包括圆弧，所述圆弧的半径大于毛细管的拉拔前后半径。

在一些实施例中，所述斜面与所述定位螺钉的中心轴线方向的角度可以为25°～35°。

在一些实施例中，所述导电板可以包括黄铜板。

在一些实施例中，所述上支撑柱和所述下支撑柱的数量可以各为4～6根，所述上模座、所述下模座和所述底座三者可以为相同的矩形板。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用上述加电装置进行薄壁毛细管电辅助拉拔的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将正负极电缆线预先松固定在上下模座上，保证电缆的电极片不接触上下模座；

2)将电缆的电极片与导电板连接，调整电缆线及电缆固定装置位置，使导电板的第一V型槽的底部能与毛细管轻微接触，之后将正负极电缆线紧固在上下模座上；

3)通过定位组件给予毛细管合适的压力，保证导电板与毛细管在拉拔过程中能够稳定地接触；

4)通电，进行电辅助拉拔实验。

本发明的有益效果：

1)本发明通过电缆固定装置将电缆刚性固定，防止在电辅助拉拔过程中电缆随毛细管轻微移动；电极接触装置保证了电极与毛细管的稳定接触，防止在电辅助拉拔过程中加载到毛细管上的电流密度产生变化而引起过大的试验误差，实现在拉拔过程中将电流稳定有效地加载到毛细管上。

2)本发明通过定位螺钉的斜面调整定位固定夹块的位置，可以保证对于不同直径的薄壁毛细管均能给予合适的压力，以保证电极与毛细管的充分接触，从而有利于对不同直径的毛细管进行拉拔实验，同时可以在不对加电装置移动的情况下更换试验用的毛细管。

3)本发明的加电装置不需要在单拉机上进行安装，仅依靠自重保持位置稳定，不会破坏单拉机本身。

附图说明

图1为本发明的薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置的装配示意图。

图2为本发明的薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置的电缆固定装置的示意图。

图3为本发明的薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置的电极接触装置的示意图。

图4为本发明的薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置的电极接触装置的分解图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步描述本发明，应该理解，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，本发明的薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置包括电缆固定装置和电极接触装置。

如图2所示，电缆固定装置包括由上往下依次安装的上模座1、下模座2以及底座3，上模座1和下模座2通过4根上支撑柱4固定连接，下模座2和底座3通过4根下支撑柱5固定连接，上模座1的顶面上和下模座2的顶面上各设置有用于固定电缆线6的电缆线夹板7。

在一些实施例中，首先将下模座2通过下支撑柱5焊接固定在底座3的顶面上，焊接时保证下支撑柱5的垂直度以及相互之间的平行度，从而保证下模座3与底座5的平行度。然后将上模座1通过上支撑柱4焊接固定在下模座2的顶面上，焊接时也要保证上支撑柱4的垂直度以及相互之间的平行度，从而保证上模座1、下模座2、底座3之间的平行度。

在本实例中，电缆线夹板7的中段向上拱起且两翼端的底面与上模座1或下模座2的顶面平行形成电缆线通槽，其中两翼端通过紧固件8固定连接于上模座1或下模座2的顶面。

如图3、4所示，电极接触装置包括正电极接触组件和负电极接触组件，正电极接触组件和负电极接触组件各包括导电板9和定位组件，导电板9的一端设置有与电极片10的连接孔11通过螺栓12相连接的通孔13，以与电缆的电极片10接触连接，其另一端开有底部具有圆弧的第一V型槽并且第一V型槽的两侧设有两个螺纹孔14，两个螺纹孔14的圆心连线垂直于第一V型槽的中心轴线。特别地，第一V型槽的圆弧半径大于毛细管的拉拔前后半径。在一些实施例中，当毛细管的拉拔前后直径为0.9～2mm时，第一V型槽的圆弧半径约1.5mm。在一些实施例中，导电板9可以为黄铜板。

定位组件包括长条块15和与两个螺纹孔14配合的定位螺钉16，长条块15的一侧开有用于与毛细管定位接触的第二V型槽，定位螺钉16包括头部、螺纹杆以及位于头部和螺纹杆之间的斜面，定位螺钉16通过该斜面调整定位长条块15。在一些实施例中，定位螺钉16的中间斜面与定位螺钉16的中心轴线方向的角度可以为25°～35°。

特别地，上模座1、下模座2、底座3、导电板9和电极片10相互平行并且与毛细管的拉拔方向垂直。

在实验前，将电缆线6放置在电缆线夹板6和上模座1或下模座2之间，并用紧固件8轻微固定，根据毛细管位置调整电缆线6的位置，使导电板9的V型槽底部能够轻微接触毛细管，此时拧紧紧固件8。

将长条块15轻微顶住毛细管，定位螺钉16的中间斜面顶住长条块15同时其螺纹杆插入导电板9开有的螺纹孔14内并往下轻轻拧动，直至长条块15与毛细管之间具有合适的压力。

注意，上述“轻微接触”和施加“合适的压力”是指在保证不使毛细管变形的情况下进行的接触或施压操作。

本发明所使用的正负极电缆线的外部应当被绝缘层包裹，以及电缆正负电极片不能接触模座，以防止模座带电。

此外，为防止电流对单拉机产生破坏，毛细管拉拔夹具、拉拔模具均需要绝缘。

下面就本发明的电辅助拉拔加电方法用于在单拉机进行电流辅助毛细管拉拔实验的步骤进行进一步说明，该加电方法包括以下步骤：

1)将模座放置在单拉机下机座台子上；

2)将正负极电缆线预先松固定在上下模座上，保证电缆的电极片不接触上下模座；

3)将电缆的电极片与导电板连接，调整电缆线及电缆固定装置位置，使导电板的第一V型槽的底部能与毛细管轻微接触，之后将正负极电缆线紧固在上下模座上；

4)通过定位组件给予毛细管合适的压力，保证导电板与毛细管在拉拔过程中能够稳定地接触；

5)通电，进行电辅助拉拔实验；在拉拔过程即将结束时，停止拉拔，断电。

特别地，在实验开始之前，采用万用表检测单向拉伸试验机与加电装置之间是否绝缘。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以对本发明的实施例做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种薄壁毛细管电辅助拉拔加电装置，其特征在于，包括电缆固定装置和电极接触装置，

所述电缆固定装置包括由上往下依次安装的上模座、下模座以及底座，所述上模座和所述下模座通过上支撑柱固定连接，所述下模座和所述底座通过下支撑柱固定连接，所述上模座的顶面上和所述下模座的顶面上各设置有用于固定电缆线的电缆固定组件，

所述电极接触装置包括正电极接触组件和负电极接触组件，所述正电极接触组件和负电极接触组件各包括导电板和定位组件，所述导电板的一端与电缆的电极片接触连接，其另一端开有第一V型槽并通过所述定位组件与毛细管定位接触，

所述上模座、所述下模座、所述底座、所述电极片和所述导电板相互平行并且与毛细管的拉拔方向垂直，

所述导电板的一端设置有与所述电极片的连接孔通过螺栓相连接的通孔，其另一端在所述第一V型槽的两侧设有两个螺纹孔，所述螺纹孔的圆心连线垂直于所述第一V型槽的中心轴线，

所述定位组件包括固定夹块和与所述两个螺纹孔配合的定位螺钉，所述固定夹块包括长条块，所述长条块的一侧开有用于与毛细管定位接触的第二V型槽，所述定位螺钉包括头部、螺纹杆以及位于头部和螺纹杆之间的斜面，所述定位螺钉通过所述斜面调整定位所述长条块。

2.根据权利要求1所述的加电装置，其特征在于，所述电缆固定组件包括电缆线夹板，所述电缆线夹板的中段向上拱起且两翼端的底面与所述上模座或所述下模座的顶面平行形成电缆线通槽，所述电缆线夹板的两翼端通过紧固件固定连接于所述上模座或所述下模座的顶面。

3.根据权利要求1所述的加电装置，其特征在于，所述第一V型槽的底部包括圆弧，所述圆弧的半径大于毛细管的拉拔前后半径。

4.根据权利要求1或2所述的加电装置，其特征在于，所述斜面与所述定位螺钉的中心轴线方向的角度为25°～35°。

5.根据权利要求1-3之一所述的加电装置，其特征在于，所述导电板包括黄铜板。

6.根据权利要求1-3之一所述的加电装置，其特征在于，所述上支撑柱和所述下支撑柱的数量各为4～6根，所述上模座、所述下模座和所述底座三者为相同的矩形板。

7.一种利用所述权利要求1-6之一所述的加电装置进行薄壁毛细管电辅助拉拔的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将正负极电缆线预先松固定在上下模座上，保证电缆的电极片不接触上下模座；

2)将电缆的电极片与导电板连接，调整电缆线及电缆固定装置位置，使导电板的第一V型槽的底部能与毛细管轻微接触，之后将正负极电缆线紧固在上下模座上；

3)通过定位组件给予毛细管合适的压力，保证导电板与毛细管在拉拔过程中能够稳定地接触；

4)通电，进行电辅助拉拔实验。

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