CN118060356B - 一种钢材拉丝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢材拉丝机，包括用于对钢丝进行导向的引导组件和用于提供牵拉力的收卷组件，还包括用于对钢丝进行成型加工的第一成型机构、第二成型机构以及用于带动第一成型机构进行往复旋转从而避免钢丝表面发生缺陷的调节机构，第一成型机构和第二成型机构安装在固定箱内部，固定箱底部设置有机架，引导组件设置在固定箱的进料端，收卷组件设置在固定箱的出料端，调节机构安装在第一成型机构外部，且第二成型机构和第一成型机构之间安装有用于检测第二成型机构阻力增大的切换机构，用以解决在对钢材进行拉丝过程中，因为应力集中原因造成钢丝表面发生波纹和裂痕的技术问题。

Description

一种钢材拉丝机

技术领域

本发明涉及钢丝生产领域，具体涉及一种钢材拉丝机。

背景技术

钢材拉丝机是一种用于对钢材进行拉伸加工的设备。它通常用于将粗糙的钢材经过拉伸处理，使其表面更光滑、尺寸更准确，并改善钢材的力学性能，而目前的拉丝机常用固定模具或旋转模具，对钢丝进行成型加工。

在现有技术中，公开号为CN114273446A的中国发明公开了一种用于钢丝拉拔的拉丝系统，其采用持续旋转的方式对钢丝进行拉丝，但是在实际应用中，由于钢丝拉丝的本质为通过拉丝模具将钢丝外表面的物料挤压向后延伸，从而从模具加工出细的物料，如果物料受到持续的扭转应力堆叠时，极容易在表面形成螺旋纹，亦或者持续的扭转应力对处理含油凸起凹陷的位置时，造成钢丝进料轴心与出料轴心发生偏移，则表面物料在应力堆叠下持续拉丝时，容易造成波纹和裂痕，从而影响钢丝本身的强度和表面质量。

发明内容

本发明提供一种钢材拉丝机，以解决在对钢材进行拉丝过程中，因为应力集中原因造成钢丝表面发生波纹和裂痕的技术问题。

本发明的一种钢材拉丝机采用如下技术方案：包括用于对钢丝进行导向的引导组件和用于提供牵拉力的收卷组件，还包括用于对钢丝进行成型加工的第一成型机构、第二成型机构以及用于带动所述第一成型机构进行往复旋转从而避免钢丝表面发生缺陷的调节机构，所述第一成型机构和所述第二成型机构安装在固定箱内部，所述固定箱底部设置有机架，所述引导组件设置在所述固定箱的进料端，所述收卷组件设置在所述固定箱的出料端，所述调节机构安装在所述第一成型机构外部，且所述第二成型机构和所述第一成型机构之间安装有用于检测所述第二成型机构阻力增大的切换机构；

所述第一成型机构包括第一固定筒、第二固定筒，所述第一固定筒和所述第二固定筒通过稳定架安装在所述固定箱内部，且所述第一固定筒、所述第二固定筒转动连接所述稳定架，所述第一固定筒、所述第二固定筒内部均对称设置有一组固定架，所述固定架轴心位置安装有成型模具，所述固定架滑动连接所述第一固定筒和所述第二固定筒，所述成型模具与所述固定架配合面为锥面；

所述调节机构包括摆动套筒，所述摆动套筒套接在所述第一固定筒、所述第二固定筒外部，所述摆动套筒底部设置有带动所述摆动套筒以及所述第一成型机构进行往复旋转的摆动组件，所述摆动组件上设置有对其摆动幅度进行调节的调节组件。

进一步的，所述摆动套筒内侧面成型有两组挤压块，且所述挤压块对称设置在所述摆动套筒内壁上，所述第一固定筒上对应所述挤压块成型有通槽，所述摆动套筒内侧面通过花键配合所述第一固定筒和所述第二固定筒的外圆面。

进一步的，所述摆动组件包括摆动齿条、摆动架、摆动轮，所述摆动齿条设置在所述摆动套筒底部，且所述摆动套筒对应所述摆动齿条位置成型有齿槽，所述摆动齿条底部固接有配合块，所述配合块横向滑动配合所述摆动架，且所述配合块纵向卡接所述摆动架，所述摆动架底部中心位置安装有连接球头，所述连接球头底部配合所述摆动轮的表面凹槽，所述摆动轮轴心位置贯穿安装有主轴，所述摆动轮的内孔尺寸大于所述主轴的尺寸，所述摆动轮通过转轴摆动连接所述主轴。

进一步的，所述调节组件包括调节轮、拨动块、调节螺杆、铰接组件，所述摆动轮侧面通过铰接组件连接所述调节轮，所述调节轮键连接所述主轴，所述调节轮侧面通过表面凹槽配合所述拨动块，所述调节螺杆转动连接在所述拨动块上，所述调节螺杆前端贯穿所述固定箱，且所述调节螺杆上成型有刻度线，所述调节螺杆通过螺纹连接所述固定箱。

进一步的，所述切换机构包括滑动架，所述第二成型机构安装在所述滑动架上，所述滑动架滑动连接所述固定箱，所述第二成型机构安装在所述滑动架中部，所述滑动架底部远离所述第一成型机构一侧安装有弹性组件，所述弹性组件中心位置安装有检测开关，所述摆动齿条底部的配合块对应所述第二成型机构侧面安装有伸缩组件，所述伸缩组件的伸缩端通过衔接块连接所述配合块，所述配合块上成型有限位槽。

进一步的，且所述成型模具通过T型槽连接所述固定架。

进一步的，所述第二成型机构中固定模具的加工尺寸小于所述成型模具的加工尺寸。

进一步的，所述摆动架固接所述连接球头，所述连接球头滑动连接在所述摆动轮的凹槽内。

进一步的，所述主轴对应所述摆动轮上转轴的一侧设置有平槽，且所述转轴固接所述主轴，所述摆动轮转动连接所述转轴，所述摆动轮内部对应所述主轴平槽一侧为平面。

进一步的，所述衔接块上成型有避免所述滑动架脱离的钩槽。

本发明的有益效果是：本发明的通过摆动组件配合第一成型机构，使第一成型机构上成型模具在对钢材进行拉丝时，通过对钢材表面的旋转摩擦配合轴向拉动摩擦，促使钢丝外表面受力均匀，预应力变化量也均匀，从而保证钢丝外表面各个点位的变化量一致，从而保证钢丝在成型区间变形的稳定，并且通过下端的调节机构对不同尺寸的钢丝以及变化量对摆动幅度进行实时调整，从而避免扭转应力堆叠引发螺旋纹路，从而提高加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的固定箱内部结构示意图；

图3为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的第一成型机构的第一轴测图；

图4为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的第一成型机构的第二轴测图；

图5为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的摆动套筒内部结构示意图；

图6为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的调节机构结构示意图；

图7为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的调节机构分解结构示意图；

图8为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的衔接块与摆动齿条配合关系结构示意图；

图9为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的固定架与成型模具主视截面图；

图10为本发明的一种钢材拉丝机的实施例的固定架与成型模具侧视截面图。

图中：1、固定箱；2、引导组件；3、收卷组件；4、冷却组件；5、调节机构；6、第一成型机构；7、第二成型机构；8、切换机构；51、摆动套筒；52、摆动齿条；53、摆动架；54、摆动轮；55、调节轮；56、拨动块；57、调节螺杆；58、铰接组件；59、主轴；511、挤压块；61、第一固定筒；62、第二固定筒；63、固定架；64、成型模具；81、检测开关；82、滑动架；83、弹性组件；84、伸缩组件；85、衔接块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的一种钢材拉丝机的实施例，如图1至图10所示，包括用于对钢丝进行导向的引导组件2和用于提供牵拉力的收卷组件3，还包括用于对钢丝进行成型加工的第一成型机构6、第二成型机构7以及用于带动第一成型机构6进行往复旋转从而避免钢丝表面发生缺陷的调节机构5，第一成型机构6和第二成型机构7安装在固定箱1内部，固定箱1底部设置有机架，引导组件2设置在固定箱1的进料端，收卷组件3设置在固定箱1的出料端，调节机构5安装在第一成型机构6外部，且第二成型机构7和第一成型机构6之间安装有用于检测第二成型机构7阻力增大的切换机构8；

第一成型机构6包括第一固定筒61、第二固定筒62，如图2所示，第一固定筒61和第二固定筒62通过稳定架安装在固定箱1内部，且第一固定筒61、第二固定筒62转动连接稳定架，第一固定筒61、第二固定筒62内部均对称设置有一组固定架63，固定架63轴心位置安装有成型模具64，固定架63滑动连接第一固定筒61和第二固定筒62，如图9所示，成型模具64与固定架63配合面为锥面；

调节机构5包括摆动套筒51，摆动套筒51套接在第一固定筒61、第二固定筒62外部，摆动套筒51底部设置有带动摆动套筒51以及第一成型机构6进行往复旋转的摆动组件，摆动组件上设置有对其摆动幅度进行调节的调节组件。

在本实施例中，如图5所示，摆动套筒51内侧面成型有两组挤压块511，且挤压块511对称设置在摆动套筒51内壁上，第一固定筒61上对应挤压块511成型有通槽，摆动套筒51内侧面通过花键配合第一固定筒61和第二固定筒62的外圆面。

在本实施例中，摆动组件包括摆动齿条52、摆动架53、摆动轮54，摆动齿条52设置在摆动套筒51底部，且摆动套筒51对应摆动齿条52位置成型有齿槽，摆动齿条52底部固接有配合块，配合块横向滑动配合摆动架53，且配合块纵向卡接摆动架53，如图6所示，摆动架53底部中心位置安装有连接球头，连接球头底部配合摆动轮54的表面凹槽，摆动轮54轴心位置贯穿安装有主轴59，摆动轮54的内孔尺寸大于主轴59的尺寸，摆动轮54通过转轴摆动连接主轴59。

进一步的，调节组件包括调节轮55、拨动块56、调节螺杆57、铰接组件58，摆动轮54侧面通过铰接组件58连接调节轮55，调节轮55键连接主轴59，调节轮55侧面通过表面凹槽配合拨动块56，调节螺杆57转动连接在拨动块56上，调节螺杆57前端贯穿固定箱1，且调节螺杆57上成型有刻度线，调节螺杆57通过螺纹连接固定箱1。

在本实施例中，如图2、图3、图4、图6所示，切换机构8包括滑动架82，第二成型机构7安装在滑动架82上，滑动架82滑动连接固定箱1，第二成型机构7安装在滑动架82中部，滑动架82底部远离第一成型机构6一侧安装有弹性组件83，弹性组件83中心位置安装有检测开关81，摆动齿条52底部的配合块对应第二成型机构7侧面安装有伸缩组件84，伸缩组件84的伸缩端通过衔接块85链接配合块，配合块上成型有限位槽；

因为第二成型机构7也受到了钢丝在加工过程中的摩擦力，则底部的滑动架82受到摩擦力的拉力配合弹性组件83本身具有的阻力，则拉力使第二成型机构7会使滑动架82向出料一侧（即远离第一成型机构6的一侧）滑动一定的距离（这段距离根据滑动架82受到的摩擦力与弹性组件83抗衡后能够移动的距离），使滑动架82在稳定加工时的位置趋于中部（此时弹性组件83被压缩），而当成型模具64发生较大磨损后，成型模具64的加工量变小，剩余的加工量变多，则相对的第二成型机构7上的固定模具需要加工的余量变多，则固定模具受到的阻力增大，则滑动架82受到摩擦力增大随之拉力也会增大，滑动架82会再次挤压弹性组件83，向远离第一成型机构6的一端移动，此时滑动架82再次移动后触发检测开关81，检测开关81控制伸缩组件84拉动摆动齿条52切换位置，摆动齿条52切换位置后，带动摆动套筒51发生轴向位移 ，则摆动套筒51内部的原来与第一固定筒61配合的第一组挤压块511与第一固定筒61脱离，而第二组挤压块511与第二固定筒62配合，从而进行状态的切换。

在本实施例中，如图10所示，且成型模具64通过T型槽连接固定架63。

在本实施例中，如图9所示，第二成型机构7中固定模具的加工尺寸小于成型模具64的加工尺寸。

在本实施例中，摆动架53固接连接球头，连接球头滑动连接在摆动轮54的凹槽内。

在本实施例中，主轴59对应摆动轮54上转轴的一侧设置有平槽，且转轴固接主轴59，摆动轮54转动连接转轴，摆动轮54内部对应主轴59平槽一侧为平面。

在本实施例中，如图8所示，衔接块85上成型有避免滑动架82脱离的钩槽。

工作原理：在启动前，根据需要加工的钢丝尺寸调节成型模具64和第二成型机构7上固定模具的尺寸，同时根据成型模具64需要加工的尺寸变化量，调节调节螺杆57的位置，从而确定摆动齿条52的摆动幅度，以此确定摆动齿条52带动摆动套筒51和成型模具64摆动的幅度，利用顶部冷却机构配合管道连接固定架63 ，使固定架63带走成型模具64加工时的热量；

首先根据需要加工的钢丝尺寸，确定成型模具64能够摆动的范围（即对成型模具64摆动幅度的变化量进行限制），此时能够控制摆动幅度范围的结构为摆动轮54，摆动轮54翻转幅度越大，则旋转一周的摆动幅度越大（即摆动轮54旋转一周摆动的幅度，通过摆动架53传递到摆动齿条52），当旋转调节螺杆57时，调节螺杆57在轴向上移动，因为调节螺杆57带动拨动块56移动，拨动块56卡接调节轮55 ，则拨动块56带动调节轮55在主轴59的轴向上移动，此时调节螺杆57旋转后通过螺纹自锁性不再移动，则顺带着控制拨动块56和调节轮55在主轴59上相对轴向的位置，同时调节轮55移动时通过铰接组件58调节摆动轮54 的翻转角度，当确定摆动轮54 的翻转角度后，即能够确定摆动架53和摆动齿条52的往复摆动幅度，从而确定后续确定了摆动幅度的摆动齿条52配合摆动套筒51后，使51能够确定旋转往复的程度。

在启动时，先将摆动套筒51移动到第一固定筒61外部，通过摆动套筒51和内部的挤压块511挤压第一固定筒61内侧的固定架63，使一组固定架63和成型模具64相互配合形成挤压模具，将钢丝穿过成型模具64之间，此时钢丝经过成型模具64的挤压和持续的送料，则钢丝从成型模具64穿过后，尺寸发生变化，在经过成型模具64的初步挤压后，再经过第二成型机构7上的模具，经过二次成型，从而保证最终成型，在加工时成型模具64外侧面与固定架63内侧面为锥形配合，则钢丝与成型模具64之间的摩擦力越大，成型模具64受到的拉力越大，则成型模具64受到两侧锥面的挤压力越大，则能够保证两个成型模具64之间的配合越紧密；

在成型时，同时启动主轴59后部的电机，带动主轴59旋转，此时主轴59通过表面的平槽带动摆动轮54旋转，通过平键带动调节轮55旋转，调节螺杆57伸缩时带动拨动块56轴向移动，拨动块56轴向移动后带动调节轮55在主轴59上平移，调节轮55通过铰接组件58带动摆动轮54发生翻转，使摆动轮54在翻转后，再受到主轴59的旋转力时，能够配合连接球头发生往复的移动，从而使连接球头和上端的摆动架53以及摆动齿条52发生往复移动，摆动套筒51底部的齿槽和摆动齿条52配合后，带动内侧的固定架63和成型模具64发生往复的旋转，钢丝在成型模具64的限制内成型，此时成型模具64相对于钢丝为往复的旋转运动，同时钢丝在成型模具64内部进给，则钢丝表面受到旋转挤压的同时受到拉力产生的横向摩擦，使钢丝在受到应力挤压变形时，外表面的应力更均匀，从而外表面物料在受到挤压时变形量相同，避免发生外部物料受压不均造成的波纹和裂痕现象，同时在往复扭转应力的作用下，因为受挤压物料变化量的差值在可控范围内，在一个往复周期内，成型模具64的正旋角度控制物料变化应力集中范围内，即当物料受到扭转挤压应力时，表面物料会产生螺旋堆叠，在快要因为挤压形成螺旋纹之前，成型模具64立刻反转，避免物料持续堆叠形成螺旋纹，从而既能够保证钢丝表面能够持续受到周向的扭转应力，同时避免因为扭转应力的堆叠造成螺旋纹，影响表面质量；

在经过成型模具64的初步加工后（例如钢丝从12mm挤压成8mm，而成品需要7mm），则此时从成型模具64出来的钢丝再经过第二成型机构7上的固定模具加工（固定模具将钢丝从8mm挤压成7mm），而因为第二成型机构7也受到了钢丝在加工过程中的摩擦力，则底部的滑动架82受到摩擦力的拉力配合弹性组件83的阻力，使滑动架82在稳定加工时的位置趋于中部，而当成型模具64发生较大磨损后，加工量变小（例如只加工到9mm），则此时固定模具需要从9mm加工到7mm，则固定模具受到的阻力增大，则滑动架82受到的拉力也会增大，滑动架82会挤压弹性组件83，向远离第一成型机构6的一端移动，此时滑动架82触发检测开关81，检测开关81控制伸缩组件84拉动摆动齿条52切换位置，此时摆动套筒51内侧的挤压块511离开第一固定筒61内侧的固定架63，移动后，挤压块511挤压第二固定筒62内侧的固定架63，使第二组成型模具64对钢丝进行挤压加工，则可以实现不停机更换第一固定筒61内侧的成型模具64。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢材拉丝机，包括用于对钢丝进行导向的引导组件（2）和用于提供牵拉力的收卷组件（3），其特征在于：还包括用于对钢丝进行成型加工的第一成型机构（6）、第二成型机构（7）以及用于带动所述第一成型机构（6）进行往复旋转从而避免钢丝表面发生缺陷的调节机构（5），所述第一成型机构（6）和所述第二成型机构（7）安装在固定箱（1）内部，所述固定箱（1）底部设置有机架，所述引导组件（2）设置在所述固定箱（1）的进料端，所述收卷组件（3）设置在所述固定箱（1）的出料端，所述调节机构（5）安装在所述第一成型机构（6）外部，且所述第二成型机构（7）和所述第一成型机构（6）之间安装有用于检测所述第二成型机构（7）阻力增大的切换机构（8）；

所述第一成型机构（6）包括第一固定筒（61）、第二固定筒（62），所述第一固定筒（61）和所述第二固定筒（62）通过稳定架安装在所述固定箱（1）内部，且所述第一固定筒（61）、所述第二固定筒（62）转动连接所述稳定架，所述第一固定筒（61）、所述第二固定筒（62）内部均对称设置有一组固定架（63），所述固定架（63）轴心位置安装有成型模具（64），所述固定架（63）滑动连接所述第一固定筒（61）和所述第二固定筒（62），所述成型模具（64）与所述固定架（63）配合面为锥面；

所述调节机构（5）包括摆动套筒（51），所述摆动套筒（51）套接在所述第一固定筒（61）、所述第二固定筒（62）外部，所述摆动套筒（51）底部设置有带动所述摆动套筒（51）以及所述第一成型机构（6）进行往复旋转的摆动组件，所述摆动组件上设置有对其摆动幅度进行调节的调节组件；

所述摆动套筒（51）内侧面成型有两组挤压块（511），且所述挤压块（511）对称设置在所述摆动套筒（51）内壁上，所述第一固定筒（61）上对应所述挤压块（511）成型有通槽，所述摆动套筒（51）内侧面通过花键配合所述第一固定筒（61）和所述第二固定筒（62）的外圆面；

所述摆动组件包括摆动齿条（52）、摆动架（53）、摆动轮（54），所述摆动齿条（52）设置在所述摆动套筒（51）底部，且所述摆动套筒（51）对应所述摆动齿条（52）位置成型有齿槽，所述摆动齿条（52）底部固接有配合块，所述配合块横向滑动配合所述摆动架（53），且所述配合块纵向卡接所述摆动架（53），所述摆动架（53）底部中心位置安装有连接球头，所述连接球头底部配合所述摆动轮（54）的表面凹槽，所述摆动轮（54）轴心位置贯穿安装有主轴（59），所述摆动轮（54）的内孔尺寸大于所述主轴（59）的尺寸，所述摆动轮（54）通过转轴摆动连接所述主轴（59）；

所述调节组件包括调节轮（55）、拨动块（56）、调节螺杆（57）、铰接组件（58），所述摆动轮（54）侧面通过铰接组件（58）连接所述调节轮（55），所述调节轮（55）键连接所述主轴（59），所述调节轮（55）侧面通过表面凹槽配合所述拨动块（56），所述调节螺杆（57）转动连接在所述拨动块（56）上，所述调节螺杆（57）前端贯穿所述固定箱（1），且所述调节螺杆（57）上成型有刻度线，所述调节螺杆（57）通过螺纹连接所述固定箱（1）；

所述切换机构（8）包括滑动架（82），所述第二成型机构（7）安装在所述滑动架（82）上，所述滑动架（82）滑动连接所述固定箱（1），所述第二成型机构（7）安装在所述滑动架（82）中部，所述滑动架（82）底部远离所述第一成型机构（6）一侧安装有弹性组件（83），所述弹性组件（83）中心位置安装有检测开关（81），所述摆动齿条（52）底部的配合块对应所述第二成型机构（7）侧面安装有伸缩组件（84），所述伸缩组件（84）的伸缩端通过衔接块（85）连接所述配合块，所述配合块上成型有限位槽；

所述第二成型机构（7）中固定模具的加工尺寸小于所述成型模具（64）的加工尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种钢材拉丝机，其特征在于：且所述成型模具（64）通过T型槽连接所述固定架（63）。

3.根据权利要求1所述的一种钢材拉丝机，其特征在于：所述摆动架（53）固接所述连接球头，所述连接球头滑动连接在所述摆动轮（54）的凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种钢材拉丝机，其特征在于：所述主轴（59）对应所述摆动轮（54）上转轴的一侧设置有平槽，且所述转轴固接所述主轴（59），所述摆动轮（54）转动连接所述转轴，所述摆动轮（54）内部对应所述主轴（59）平槽一侧为平面。

5.根据权利要求1所述的一种钢材拉丝机，其特征在于：所述衔接块（85）上成型有避免所述滑动架（82）脱离的钩槽。