CN1135385A - 高速生产用锻细机与锻细加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于在提高由锻细机进行金属材料加工的生产率的同时，提高制品的密度、得到金属结晶的细化、而且可以防止金属畸变的偏在。

为达此目的发明的高速生产用的锻细机具有如下特征：对着被加工金属材料的长度方向串联排列数组锻细金属模，把相邻金属模对接设置，同时对着各组锻细金属模加压时材料的变形膨出方向，在直角面同时加压。而本发明的方法的特点为上述装置所体现。

Description

高速生产用锻细机与锻细加工方法

该发明涉及能达到下述目的高速生产用锻细机与锻细加工方法，即在提高锻细机对金属材料加工的生产率的同时，提高金属材料的密度，得到结晶的细化，而且可以防止金属畸变的偏在。

大家熟知的以前的锻细机是把金属材料沿半径方向以锻细金属模进行加压加工，用来加工金属线材、或金属管材(以下统称金属材料)等。

如依前述原来的锻细金属模进行加压加工，在金属模内的膨出方向金属材料产生了横向延伸，同时还沿金属材料的长度方向伸长，但打压次数与打压位置的变化转动在实用上有一定的限度，所以生产率低。而如果要提高生产率的话，因为担心由于金属材料超出充满金属模膨出部的椭圆形的界限，生成凸片，或者由于加压压入的金属材料在锻模内部产生的转动力矩的增大，而产生金属材料整体振摆回转的结果，所以不得不保持低生产率。

例如，实心金属线材的加工速度为20—30mm/s，金属管材的加工速度为30—60mm/s，而相对于金属材料的其它加工方式(拉伸加工或压延加工)，其生产率仅为1/10—1/20。

虽然前述锻细加工生产率低，但由于锻细加工有许多的有优点(如可以对应于不同金属材料性质而采取常温加工或热加工，也可对断面成三角形、四角形的异形线材成形加工)，故为多数的金属材料加工所采用。

该项发明靠数组锻细金属模保持一定角度进行串联配置，即可以解决现有的问题。

即：所发明的这种机构作为高速生产用的锻细机具有如下的特征：在被加工材料的长度方向串联设置数组锻细金属模，将相邻锻细金属模相互对接设置，同时各组锻细金属模被配置成对着加压时材料变形膨出方向，而在遮挡着膨出金属材料的方向的面上同时加压。此外，串联配置的锻细金属模的组数取2—6组。

其次，所发明的加工方法，作为用于高速生产的锻细加工方法，其特征在于：在沿着被加工金属材料的长度方向串联配置的多个锻细金属模进行的连续加工方法中，相邻后位锻细金属模的加压方向对着前位金属模加压时材料膨出方向，而在遮挡着胀出金属材料的方向的面上加压。相邻锻细金属模的加压是以抑制由于金属塑性产生的材料变形流动阻力缓慢的增加为特征。

另外，本发明的其他的加工方法，乃是具有如下特征的高速生产用锻细加工方法：在以沿着被加工金属材料的长度方向串联排列的锻细金属模进行连续加工的方法中，相邻后位的锻细金属模的加压方向对着前位锻细金属模加压时材料膨出方向，而在遮挡着膨出金属材料的方向的面上加压，至少不对相邻金属模同时加压。再有，本发明的其他的加工方法，作为高速生产用的锻细加工方法具有如下特征：在以沿着被加工金属材料的长度方向串联设置的多个金属模进行连续加工的加工方法中，相邻后位的锻细金属模的加压方向对着前位锻细金属模加压时材料膨出方向，而在遮挡着金属膨出的方向的面上加压，同时使整个金属模加压时间保持所规定的错开量，而不同时加压。

比如，软钢的抗拉强度为30kgf/mm²，而锻细加工中的金属模上设的沟状部的加压全长若超过加工线材平均直径的30倍，则变形阻力约变成5倍即150kgf/mm²(但假定无冷作硬化)，二维变形即不可能。然而若采用锻细金属模的沟槽，却可以实现三维变形。所以，把该变形部以串联配置的锻细金属模加压变形，摩擦系数可大幅度减小；同时，前位锻细金属模内沿横向胀出的部分由于以后位的锻细金属模加压，而不必担心生成凸片。

如图7所示，在3个串联排列的锻细金属模中，以1、2号金属模进行轧细，而以3号金属模进行表皮光轧；而在图8上的5个串联排列的金属模，以1、2、3、4号金属模进行轧细，而以最后一个(第5个)金属模进行表皮光轧。而整体上锻细加工时的摩擦阻力变小，可以成为高速生产(比如每秒钟超过300mm的加工)。

另外，锻细金属模串联数理论上没有限制，而实用上为2—6组。

该项发明加工的金属材料，比如有钨、钼或钛等，这些金属主要进行热锻细加工或温锻细加工；而其常温加工用于使铜质股线绞成的缆索的间隙缩小也很有效。

如依照该发明，对着被加工金属材料的长度方向将数组锻细金属模分别保持一定角度依次串联排列，相邻锻细金属模对接设置，同时各组锻细金属模的加压对着由前位金属模加压而产生的材料的膨出方向，而在成直角配置的面上同时加压，由前后金属模对从正圆胀出的侧壁加压变形，因而变形阻力变小；而且，对应一定断面积可以延伸变长。从而，比之于以前的没有使金属模保持一定角度串联排列的多段锻细机，变形阻力也变小了，而由串联锻细金属模所进行的锻细加工，可以将生产加工速度提高数倍。

图面简单说明

图1、切开本发明实施例的一部分的侧面图，

图2、与图1同样，是省略一部分的正面图，

图3、切开本发明其他实施例的一部分的侧面图，

图4、与图3相同省略一部分的正面图，

图5、切取本发明另一实施例的一部分的侧面图，

图6、与图5相同省略一部分的正面图，

图7、依本发明表示3段锻细金属模配置进行加工省略一部分的放大斜视图，

图8、同样由5段锻细金属模配置进行加工省略一部分的放大斜视图，

图9、同样表示其他锻细金属模例子的斜视图，

图10、同样表示金属材料断面变形方向的放大图，

图11、同样，断取采用了3段锻细金属模的锻细机一部、省略了一部分的放大斜视图，

图12、同前，表示3段锻细金属模的模座相互关系的图，

图13(a)、同前，背衬的最大膨出位置在中央部的场合的说明图，

图13(b)、同前，背衬的最大膨出位置从中央移动θ角的场合的说明图。

符号说明

1—锻细机，2—壳体，3—耐压环，4—背衬滚子，5—背衬，6—模子，7-金属线材，8、9-环，1O-轴承，11-心轴，12、l4-V形皮带轮，15-V形皮带，16-模座，17-沟槽，19-耐压环，20-V形沟槽，21、23-V形皮带轮，22-马达，24-V形皮带，25-支架，26-机体，27-固定螺钉，33-滚子轴承，34-贯通螺栓，38-单向超越离合器。

实施例 1

现将该发明的第1实施例借图l、2、8、l0、12进行说明(心轴驱动型)。

锻细机1的壳体2内侧设有环状耐压环3，它的内侧等问隔可转动地配设有背衬滚子4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h(指全体时符号为4)。背衬滚子4内压入背衬5a、5b、5c、5d、5e(指全体时符号为5)，由于要使金属模6a、6b、6c、6d、6e(指全体时符号为6)向金属线材7的加工一侧移动；滚子4安装在按规定间隔所配置的环8、9上。

在前述的壳体2上，通过轴承10横架着心轴11，在心轴11的外端固定着皮带轮12，该皮带轮12与马达13的皮带轮14间装有皮带15；在心轴11的内端连接着模座16，在模座l6的沟槽17中顺序沿半径方向可滑动地安装着前述的金属模6、背衬5。

在前述模座16上，对着金属线材7的移动方向(箭头36所指方向)，从心轴11的相对的一侧顺序设置了第一沟槽17a、与第一沟槽成直角的第二沟槽17b、与第二沟槽成直角的第三沟槽17c(见图12)。在各沟槽内安装了前述的锻模的第1模6a、第2模6b、第3模6c与背衬的第l背衬5a，第2背衬56、第4背衬5c(见图7)。

在前述的锻细机1上，起动马达l3，通过皮带轮l4、皮带15、皮带轮12使心轴1l沿箭头18的方向旋转(图2)。由背衬转子4a、4e对第1对模6a、6a、第3对模6c、6c加压，由背衬转子4c、4g对第2对模6b、6b加压。从而，由第1对模6a、6a加压形成的膨出部由第2对模6b、6b加压，而由第2对模加压形成的膨出部由第3对模加压，这样金属线材7即可形成横断面为正圆的线材7a。

前述那样的分3段锻细金属模的场合，锻细是由第1对模与第2对模进行的；而在图8所示的5段的场合，则由第1—第4对模进行锻细。第1对模中由于在往横向膨出变形，所以变形阻力比较小；第2对模对膨出部加压使其变形，因此变形阻力也比较小；第3对模由于只进行表皮光轧，变形阻力当然也比较小。因此，整个变形阻力都小，可以得到高的生产效率。前述的第1模按箭头25a所示的方向(图10)加压，金属材料则沿箭头26a所示的方向膨出，第2对模按箭头29的方向加压，则金属线材可以很容易变形。

实施例2

现以图3、4说明本发明的第2实施例。

在实施例1中，是由心轴11给予回转力，而在本实施例中，则是在耐压环19的外侧壁上设有V形沟槽20而形成V形皮带轮21，它与马达22的皮带轮23间装有V形皮带24。图中的25作为机体26的支架以螺钉27、27固定之。本实施例中前述实施例提到的背衬滚子4、背衬5和模子6与第1实施例中作用相同，这里省去说明。

在本实施例中，转动V形皮带轮21，背衬滚子4即按箭头28所示的方向移动，顺序对背衬5加压，由于各锻细金属模的角度通常保持一定的位置关系，所以变形阻力变小，关于这一点，与第1实施例相同。上述的锻细机主要用于提高扭绞线缆各线间的密度。在这里把模的全长(沟槽)加长了，即做成金属线材直径的20—30倍长。从而，材料在长度方向不变化，而使直径减小，而且不会产生变形凸片，而成为高速生产用锻细机。

实施例3

下边再把本发明就着图5、图6上所示的实施例3加以说明。

即在耐压环19的外侧设有V形沟槽20，构成V形皮带轮21，V形皮带轮21与马达22的V形皮带轮23间装有V形皮带24，可以带动耐环19旋转。另外，在心轴的外端固定着V形皮带轮12，与固定在马达13的轴上的V形皮带轮14间装有皮带15，而且中间夹装着单向超越离合器38，而在前述心轴11的内端装有模座16。如前所述，耐压环19的旋转与实施例2相同；心轴11的旋转情况与实施例相同。比如，将耐压环19按箭头32所示的方向旋转；心轴11按箭头31所示的方向旋转(图6)。

因而，实施例3成了耐压环19与心轴11间夹装着单向超越离合器、两者都旋转的结构。

在加工断面很小的金属线材(细线，比如直径2—6mm)的场合，锻细加压时的力矩传给被加工材料，细线材料为能弹性地耐着扭转弹力，锻细加压时的力矩在到下一次打压前成为无负荷的瞬间里，要能使加工材料扭转复元。

另外在加工粗线材(或棒材)的场合与细线材时不同，心轴的旋转有必要放在低速。

实施例4

下边就图7、8、9上给出的实施例4加以说明。图7所示的实施例中是3段串联，而在图8所示的实施例中则是5段串联。各模6a、6b、6c、6d、6e与各背衬5a、5b、5c、5d、5e，每一对相邻件都成直角配置。图9所示的实施例中，锻细金属模30a、30b、30c互成120°角成放射状配置。

从而，作为本发明的实施例，将3组锻细金属模成串联排起来(图7)，第1组的锻细金属模6a、6a与第2组的锻细金属模6b、6b互成90°；而第2组的锻细金属模6b、6b对第3组的金属模6c、6c互成90°，而与第4组的同一角度(即前后重叠)。从而，形成了对着材料从前位金属模膨出的方向，而从遮挡它的方向的面上加压。

同样，若将5组锻细金属模串联排起来(图8)，前述的第3组锻细金属模6c、6c与第4组锻细金属模6d、6d成90角，而第4组锻细细金属模6d、6d与第5组锻细金属模6e、6e成90°角。从而，作为整体，锻细金属模6a、6c、6e以及6b、6d分别处于同一角度(前后重叠)。

另外，图11是本发明配置有3段锻细金属模的锻细机的实施例。而心轴11由滚子轴承33支承。模座16则由贯通螺栓34、34连结成一体。还有，在心轴11上固定有V形皮带轮3)，在V形皮带轮37上装着皮带35。图12乃是表示3段锻细金属模的模座16a、16b、16c相互关系的斜视图。

实施例5

若依前述实施例1、2、3、4，其生产加工的速度可达到原来加工方法的数倍。可是在这些加工中，由于锻细金属模在相邻金属模间前后同时加压，金属材料的变形受到限制，对于高变形率(如10％以上)的锻细加工场合达不到圆滑加工。而实施例5，至少不对相邻金属模或整个金属模同时加压，使加压时间稍稍错开一点，有可能得到30％那样高的锻细率。

上述的错开加压时间，乃是改变背衬5的对接面的形状(如错开最大膨出部位置)，从而错开背衬滚子的加压时间。如图13(a)、(b)那样，由于背衬5的最大膨出部36与最大膨出部36a保持一定的角度θ，从而可以防止同时加压。另外，如能错开背衬滚子的安装位置也能起到同样的作用。

如上所述的那样改变背衬5的最大膨出部位置、或错开背衬滚子的安装位置等以外，采取什么样的手段，以求至少相邻的金属模不会同时加压，或整个金属模不会同时加压，也是本发明的技术范围。

如依本发明，由于数组锻细金属模分别成一定角度顺序串联排列，对金属材料加工时的变形阻力变小，可取得以高速生产进行加工的效果。同时还可以取得提高制品的密度、得到金属结晶的细化、防止金属畸变的偏在、防止产生凸片等诸效果。

另外，由于避开了至少相邻金属模或整个金属模对金属材料加工时的同时变形的限制，所以即使在进行比较高的锻细率(如15％以上)的锻细加工时，也可以得十分满意的效果。

Claims (6)

1.一种高速生产用的锻细机，其特征在于：在被加工材料的长度方向串联排列了多组锻细金属模，相邻的锻细金属模相互对接设置，而各组相邻的锻细金属模被配置成对着加压时材料的变形膨出方向，而在遮挡膨出材料的方向的面上同时加压。

2.按权利要求1的该锻细机，其特征在于：串联配置的锻细金属模的组数为2—6组。

3.一种高速生产用的锻细加工方法，在以沿着被加工金属材料的长度方向串联排列的多个锻细金属模进行的连续的加工方法中，其特征在于：毗邻后位锻细金属模的加压方向对着前位锻细金属模加压时材料的膨出方向，而在遮挡着膨出金属的方向的面上加压。

4.按权利要求3的该加工方法，其特征在于：相邻锻细金属模加压时能抑制由于金属塑性产生的材料变形流动阻力缓慢地增加。

5.一种高速生产用的锻细加工方法，在以沿着被加工金属材料的长度方向串联排列的多个锻细金属模进行连续加工的方法中，其特征在于：毗邻后位的锻细金属模的加压方向对着前位锻细金属模加压时的材料膨出方向，而在遮挡着材料胀出的方向的面上加压，至少不对相邻金属模同时加压。

6.一种高速生产用的锻细加工方法，在以沿着被加工金属材料的长度方向串联排列的多个锻细金属模进行连续加工方法中，其特征在于，毗邻后位的锻细金属模的加压方向，对着前位锻细金属模加压时材料膨出方向，而在遮挡着膨出金属材料的方向的面上加压，保持整个金属模的加压时间以所规定的错开量，而不对各组金属模同时加压。

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