CN216504215U - 一种镍钛合金盘条用表面处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体是一种镍钛合金盘条用表面处理装置，解决了现有镍钛合金盘条表面处理方式效率低下、成本高、降低材料性能、污染环境的问题。一种镍钛合金盘条用表面处理装置，包括放线机构、抛光机构、超声波清洗机和收线机构；放线机构包括放线箱、第I卷筒固定轴、张紧机构、第I卷筒；收线机构包括收线箱、收线驱动电机、第II卷筒固定轴、第II卷筒；抛光机构包括抛光室，抛光室的右部设置有磨削机构，磨削机构包括隔板、磨削驱动电机、传动带轮、内齿圈、太阳齿轮轴、太阳齿轮、行星齿轮、转动盘和行星齿轮轴，行星齿轮轴的左端部固定装配有砂轮。本实用新型实现了镍钛盘条表面氧化皮去除及清洗除尘的一次性完成，有效提高了表面处理效率。

Description

一种镍钛合金盘条用表面处理装置

技术领域

本实用新型涉及镍钛合金生产技术领域，具体是一种镍钛合金盘条用表面处理装置。

背景技术

镍钛形状记忆合金材料拥有优良的形状记忆效应和超弹性，耐磨耐蚀并具备很好的生物相容性，在电子、航空航天、医疗器械等领域应用广泛。镍钛合金生产包括以下过程：铸锭熔炼、锻造开坯、热轧、拉拔。其中锻造开坯及热轧为高温热加工，镍钛合金材料经过800℃~1000℃高温热处理后，表面会产生极厚的氧化皮、裂纹、叠皮等，在进行拉拔前需将表面预处理以获得光滑、无氧化皮、无缺陷的表面。

目前，镍钛合金盘条的表面处理方式有以下三种：第一种方式是无心车扒皮法，车刀围绕盘条行星公转同时按照一定的进刀量将盘条表面氧化皮车除；第二种方式是酸洗法，将硝酸、氢氟酸及水按照一定比例配置，将镍钛合金盘条放入酸液中浸泡一段时间后取出后再用清水反复冲洗；第三种方式是使用砂带抛光机，将镍钛合金盘条穿过多组砂带抛光轮，砂带在行星机构带动下围绕盘条公转，将盘条表面氧化皮磨除。

然而实践表明，现有镍钛合金盘条表面处理方式在应用中存在以下问题：一是使用无心车扒皮法时车刀端部与盘条接触面积小，加工完成后盘条表面会残留螺旋状加工纹路，在显微镜下观察为具有一定深度的划痕，由于镍钛合金缺口敏感的特性，后续拉丝容易断裂，降低材料性能。此外，由于镍钛合金硬度可达到洛氏硬度HRA65~68，硬度远高于一般钢材，车刀磨损极快，需要频繁更换车刀，效率低，成本高；二是使用酸洗法会产生大量废酸废水，环境污染大，同时镍钛合金在酸液中浸泡时表层会渗入氢元素，产生氢脆现象，降低了材料性能；三是使用砂带抛光机从镍钛合金盘条上脱落的氧化皮粉末会粘附在砂带上，砂带会快速失去磨削能力，通常采用8组~16组砂带同时工作以提高磨削效果，需要频繁更换砂带，效率低下。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有镍钛合金盘条表面处理方式效率低下、成本高、降低材料性能、污染环境的问题，提供了一种镍钛合金盘条用表面处理装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种镍钛合金盘条用表面处理装置，包括自左向右依次布置的放线机构、抛光机构、超声波清洗机和收线机构；

所述放线机构包括放线箱，放线箱的顶壁转动穿设有第I卷筒固定轴，第I卷筒固定轴的下部连接有位于放线箱内腔的张紧机构；第I卷筒固定轴的上部套设有与其卡接的第I卷筒；所述收线机构包括收线箱，收线箱的内腔设置有收线驱动电机，收线驱动电机的输出轴通过联轴器连接有转动穿于收线箱顶壁的第II卷筒固定轴；第II卷筒固定轴的上部套设有与其卡接的第II卷筒；所述超声波清洗机的左壁上端面、右壁上端面均开设有左右贯通的盘条穿槽；

所述抛光机构包括两个左右分布且固定连接的抛光室，抛光室的左上侧盖合有后部与其铰接的抛光室盖，两个抛光室的右部均设置有磨削机构，所述磨削机构包括沿竖向固定于抛光室的内顶壁、内底壁之间且中部带有圆形安装孔的隔板，隔板的右下方设置有机座固定于抛光室内底壁的磨削驱动电机，磨削驱动电机的输出轴上固定装配有纵向放置的传动带轮，传动带轮的上方设置有转动支撑于抛光室内腔上部的内齿圈，内齿圈与传动带轮通过皮带传动连接；内齿圈的中部设置有与其同轴的太阳齿轮轴，太阳齿轮轴的右部转动支撑于抛光室内腔上部；太阳齿轮轴的中部固定装配有位于内齿圈中心的太阳齿轮；太阳齿轮与内齿圈之间设置有与两者啮合且相对放置的两个行星齿轮，太阳齿轮轴的左端部穿出圆形安装孔并固定套有纵向放置的转动盘，每个行星齿轮的行星齿轮轴均穿出圆形安装孔并通过第I轴承转动连接于转动盘，行星齿轮轴的左端部固定装配有位于转动盘左方的砂轮，两个抛光室的侧壁、两个太阳齿轮轴的中部共同开设有盘条穿孔。

进一步地，所述张紧机构为磁粉离合器。

进一步地，所述抛光室的左下部呈倒锥形，且其左下侧设置有与其连通且与其滑动连接的接料盒。

进一步地，抛光室的后壁设置有充氮接口。

进一步地，隔板的右侧固定连接有支撑架，支撑架的上侧设置有两个外圈与其固定连接的第II轴承，太阳齿轮轴的右部与第II轴承的内圈固定套接。

进一步地，内齿圈的左表面、右表面均开设有环形的滚动球槽，内齿圈的左侧、右侧均设置有止推轴承，止推轴承的滚珠沿环向滚动接触于滚动球槽，止推轴承的垫板中部设置有套接于太阳齿轮轴的第III轴承，位于左侧的止推轴承的垫板边部设置有套接于行星齿轮轴的第IV轴承。

进一步地，抛光室的右前壁固定贯穿有与磨削驱动电机电连接的第I控制面板，第I控制面板的旁侧设置有启动按钮与急停按钮。

进一步地，位于左侧的抛光室内的砂轮的直径为120mm-240mm、砂轮粒度为60目-120目；位于右侧的抛光室内的砂轮的直径为120mm-240mm、砂轮粒度为180目-240目。

本实用新型设计了一种镍钛合金盘条用表面处理装置，有效避免了当前镍钛盘条表面处理工艺技术中产生的各种问题，能够高效去除镍钛合金盘条表面的氧化皮，获得均匀一致的新鲜镍钛合金表面，为后续拉丝处理提供一个良好的表面基础。砂轮是由磨粒、结合剂、气孔组成，磨削时磨粒与结合剂会逐层脱落，避免盘条氧化皮粉末的粘附降低砂轮磨削能力，同时气孔的存在可以有效将磨削产生的热量散除保持砂轮稳定性，砂轮以上特点能够有效克服砂带磨削磨削能力降低快、频繁更换砂带的问题。同时砂轮具备一定的厚度，盘条通过磨削时处于连续磨削加工，不会产生无心车加工类似的螺旋纹路，保持盘条表面的连续一致。通入氮气将磨削粉尘与空气中氧气隔离，避免粉尘自燃，保障生产安全。本实用新型可实现镍钛盘条表面氧化皮去除及清洗除尘的一次性完成，相比现有技术先抛光后清洗的方式可极大提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型中抛光机构的结构示意图；

图2是本实用新型中放线机构的结构示意图；

图3是本实用新型中超声波清洗机的结构示意图；

图4是本实用新型中收线机构的结构示意图；

图5是本实用新型中磨削机构的结构示意图；

图6是本实用新型中磨削机构的安装示意图；

图7是本实用新型中内齿圈安装处的内部结构示意图。

图中，1-超声波清洗机，2-放线箱，3-第I卷筒，4-收线箱，5-第II卷筒，6-盘条穿槽，7-抛光室，8-抛光室盖，9-圆形安装孔，10-隔板，11-磨削驱动电机，12-传动带轮，13-内齿圈，14-皮带，15-太阳齿轮轴，16-太阳齿轮，17-行星齿轮，18-转动盘，19-行星齿轮轴，20-第I轴承，21-砂轮，22-盘条穿孔，23-接料盒，24-支撑架，25-第II轴承，26-止推轴承，27-第III轴承，28-第I控制面板，29-启动按钮，30-急停按钮，31-第II控制面板，32-第III控制面板，33-第IV轴承。

具体实施方式

一种镍钛合金盘条用表面处理装置，包括自左向右依次布置的放线机构、抛光机构、超声波清洗机1和收线机构；

如附图2-附图4所示，所述放线机构包括放线箱2，放线箱2的顶壁转动穿设有第I卷筒固定轴，第I卷筒固定轴的下部连接有位于放线箱2内腔的张紧机构；第I卷筒固定轴的上部套设有与其卡接的第I卷筒3；所述收线机构包括收线箱4，收线箱4的内腔设置有收线驱动电机，收线驱动电机的输出轴通过联轴器连接有转动穿于收线箱4顶壁的第II卷筒固定轴；第II卷筒固定轴的上部套设有与其卡接的第II卷筒5；所述超声波清洗机1的左壁上端面、右壁上端面均开设有左右贯通的盘条穿槽6；

如附图1所示，所述抛光机构包括两个左右分布且固定连接的抛光室7，抛光室7的左上侧盖合有后部与其铰接的抛光室盖8，两个抛光室7的右部均设置有磨削机构，所述磨削机构包括沿竖向固定于抛光室7的内顶壁、内底壁之间且中部带有圆形安装孔9的隔板10，隔板10的右下方设置有机座固定于抛光室7内底壁的磨削驱动电机11，磨削驱动电机11的输出轴上固定装配有纵向放置的传动带轮12，传动带轮12的上方设置有转动支撑于抛光室7内腔上部的内齿圈13，内齿圈13与传动带轮12通过皮带14传动连接；内齿圈13的中部设置有与其同轴的太阳齿轮轴15，太阳齿轮轴15的右部转动支撑于抛光室7内腔上部；太阳齿轮轴15的中部固定装配有位于内齿圈13中心的太阳齿轮16；太阳齿轮16与内齿圈13之间设置有与两者啮合且相对放置的两个行星齿轮17，太阳齿轮轴15的左端部穿出圆形安装孔9并固定套有纵向放置的转动盘18，每个行星齿轮17的行星齿轮轴19均穿出圆形安装孔9并通过第I轴承20转动连接于转动盘18，行星齿轮轴19的左端部固定装配有位于转动盘18左方的砂轮21，两个抛光室7的侧壁、两个太阳齿轮轴15的中部共同开设有盘条穿孔22。

本实用新型中放线机构、抛光机构、超声波清洗机1、收线机构分别实现了镍钛合金盘条表面处理过程中放线、抛光、清洗、收线功能。其中，放线箱2、第I卷筒固定轴、张紧机构、第I卷筒3的组合结构设计实现了镍钛合金盘条的有序放线；抛光机构中抛光室7为抛光过程提供了密封空间，有效防止粉尘污染；磨削机构中的砂轮21在围绕太阳齿轮轴15公转的同时，能够在太阳齿轮16、内齿圈13、行星齿轮17的传动作用下实现自转运动，进而实现了镍钛合金盘条全表面、均匀抛光；超声波清洗机1能够清洗除去吸附在磨削后的镍钛合金盘条表面的氧化皮；收线箱4、收线驱动电机、联轴器、第II卷筒固定轴、第II卷筒5的组合结构设计，实现了镍钛合金盘条的有序收线，且收线速度可控。

本实用新型中砂轮21是由磨粒、结合剂、气孔组成，磨削时磨粒与结合剂会逐层脱落，避免盘条氧化皮粉末的粘附降低砂轮21磨削能力，同时气孔的存在可以有效将磨削产生的热量散除保持砂轮21稳定性，砂轮21以上特点能够有效克服砂带磨削磨削能力降低快、频繁更换砂带的问题，进而降低了表面处理成本。同时砂轮21具备一定的厚度，盘条通过磨削时处于连续磨削加工，不会产生无心车加工类似的螺旋纹路，保持盘条表面的连续一致，避免了表面处理方法对材料性能的影响。此外，超声波清洗机1中的清洗介质为自来水，使用量小，且整个使用过程中均未使用酸性溶液，避免了污染环境的问题。本实用新型可实现镍钛盘条表面氧化皮去除及清洗除尘的一次性完成，相比现有技术先抛光后清洗的方式可极大提高生产效率。

安装时，将镍钛合金盘条绕设于第I卷筒3，并将镍钛合金盘条的尾端依次穿过盘条穿孔22、盘条穿槽6，并固定连接于第II卷筒5，而后利用张紧机构将第I卷筒3的张紧度调节适宜。

工作时，启动收线驱动电机、磨削驱动电机11、超声波清洗机1，镍钛合金盘条在收线驱动电机的驱动下，以一定的速度自左向右移动，移动过程中，磨削驱动电机11驱动传动带轮12转动，继而在皮带14作用下带动内齿圈13转动，内齿圈13转动带动太阳齿轮16、行星齿轮17同步转动，进而带动太阳齿轮轴15、转动盘18同步转动，转动时行星齿轮轴19绕圆形安装孔9作环向运动，由此实现砂轮21绕镍钛合金盘条的公转；砂轮21公转的同时，行星齿轮17在内齿圈13的作用下进行自转，带动行星齿轮轴19自转，由此实现砂轮21的自转，使得镍钛合金盘条得到360°全方向处理，由此实现抛光镍钛合金盘条的目的。抛光后，超声波清洗机1能够清洗除去吸附在磨削后的镍钛合金盘条表面的氧化皮，实现镍钛合金盘条抛光的清洗。本实用新型克服了现有镍钛合金盘条表面处理方式效率低下、成本高、降低材料性能、污染环境的问题。

所述张紧机构为磁粉离合器。

磁粉离合器可用于卷绕、展开较长材料的有序操作机构，且张力控制精准，提高了本表面处理装置运行时的稳定性。

如附图1所示，所述抛光室7的左下部呈倒锥形，且其左下侧设置有与其连通且与其滑动连接的接料盒23。

接料盒23能够收集抛光产生的氧化皮碎屑，增加了清理碎屑操作时的便捷性。

抛光室7的后壁设置有充氮接口。

该结构设计方便在表面处理时向抛光室7内通入氮气，将磨削粉尘与空气中氧气隔离，避免粉尘自燃，保障生产安全。

如附图5-附图7所示，隔板10的右侧固定连接有支撑架24，支撑架24的上侧设置有两个外圈与其固定连接的第II轴承25，太阳齿轮轴15的右部与第II轴承25的内圈固定套接。

该结构设计为磨削机构的传动部分提供了稳固的转动支撑作用，进一步提高了本实用新型的结构可靠性。

如附图5-附图7所示，内齿圈13的左表面、右表面均开设有环形的滚动球槽，内齿圈13的左侧、右侧均设置有止推轴承26，止推轴承26的滚珠沿环向滚动接触于滚动球槽，止推轴承26的垫板中部设置有套接于太阳齿轮轴15的第III轴承27，位于左侧的止推轴承26的垫板边部设置有套接于行星齿轮轴19的第IV轴承33。

该结构设计为内齿圈13提供了稳固的转动支撑作用，使得磨削驱动电机11的动力能够可靠传动至砂轮21，带动砂轮21同时自转与公转。

如附图1所示，抛光室7的右前壁固定贯穿有与磨削驱动电机11电连接的第I控制面板28，第I控制面板28的旁侧设置有启动按钮29与急停按钮30。

该结构设计方便对磨削机构进行控制，提高了本实用新型的使用便捷性；急停按钮30能够在发生异常状况时及时关闭磨削驱动电机11，进一步提高了本实用新型的安全性能。

如附图2、附图4所示，位于左侧的抛光室7内的砂轮21的直径为120mm-240mm、砂轮粒度为60目-120目；位于右侧的抛光室7内的砂轮21的直径为120mm-240mm、砂轮粒度为180目-240目。

该结构设计实现了镍钛合金盘条表面的初步抛光与精细抛光，进一步保证抛光效果的基础上，同时一定程度上降低了表面处理成本。

具体实施过程中，所述超声波清洗机1包括上方开口的机箱和嵌于机箱内腔上部的清洗槽，所述盘条穿槽6自左向右开设于机箱的箱壁与清洗槽的槽壁；所述皮带14为同步齿形带，所述传动带轮12为齿形带轮；内齿圈13的外周面开设有环形的传动槽，传动槽的槽底开设有与同步齿形带的齿块形状匹配的凹槽。

所述张紧机构的张力控制范围为0-600N；超声波清洗机1的超声频率为20kHz-40kHz。放线箱2的前壁固定贯穿有与磁粉离合器电连接的第II控制面板31；收线箱3的前壁固定贯穿有与收线驱动电机电连接的第III控制面板32。超声波清洗机1的超声频率为20kHz-40kHz；本实用新型使用中可配置含有PLC的控制系统，对超声波清洗机1、张紧机构、收线驱动电机、两个磨削驱动电机11进行控制。

Claims (8)

1.一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：包括自左向右依次布置的放线机构、抛光机构、超声波清洗机（1）和收线机构；

所述放线机构包括放线箱（2），放线箱（2）的顶壁转动穿设有第I卷筒固定轴，第I卷筒固定轴的下部连接有位于放线箱（2）内腔的张紧机构；第I卷筒固定轴的上部套设有与其卡接的第I卷筒（3）；所述收线机构包括收线箱（4），收线箱（4）的内腔设置有收线驱动电机，收线驱动电机的输出轴通过联轴器连接有转动穿于收线箱（4）顶壁的第II卷筒固定轴；第II卷筒固定轴的上部套设有与其卡接的第II卷筒（5）；所述超声波清洗机（1）的左壁上端面、右壁上端面均开设有左右贯通的盘条穿槽（6）；

所述抛光机构包括两个左右分布且固定连接的抛光室（7），抛光室（7）的左上侧盖合有后部与其铰接的抛光室盖（8），两个抛光室（7）的右部均设置有磨削机构，所述磨削机构包括沿竖向固定于抛光室（7）的内顶壁、内底壁之间且中部带有圆形安装孔（9）的隔板（10），隔板（10）的右下方设置有机座固定于抛光室（7）内底壁的磨削驱动电机（11），磨削驱动电机（11）的输出轴上固定装配有纵向放置的传动带轮（12），传动带轮（12）的上方设置有转动支撑于抛光室（7）内腔上部的内齿圈（13），内齿圈（13）与传动带轮（12）通过皮带（14）传动连接；内齿圈（13）的中部设置有与其同轴的太阳齿轮轴（15），太阳齿轮轴（15）的右部转动支撑于抛光室（7）内腔上部；太阳齿轮轴（15）的中部固定装配有位于内齿圈（13）中心的太阳齿轮（16）；太阳齿轮（16）与内齿圈（13）之间设置有与两者啮合且相对放置的两个行星齿轮（17），太阳齿轮轴（15）的左端部穿出圆形安装孔（9）并固定套有纵向放置的转动盘（18），每个行星齿轮（17）的行星齿轮轴（19）均穿出圆形安装孔（9）并通过第I轴承（20）转动连接于转动盘（18），行星齿轮轴（19）的左端部固定装配有位于转动盘（18）左方的砂轮（21），两个抛光室（7）的侧壁、两个太阳齿轮轴（15）的中部共同开设有盘条穿孔（22）。

2.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：所述张紧机构为磁粉离合器。

3.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：所述抛光室（7）的左下部呈倒锥形，且其左下侧设置有与其连通且与其滑动连接的接料盒（23）。

4.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：抛光室（7）的后壁设置有充氮接口。

5.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：隔板（10）的右侧固定连接有支撑架（24），支撑架（24）的上侧设置有两个外圈与其固定连接的第II轴承（25），太阳齿轮轴（15）的右部与第II轴承（25）的内圈固定套接。

6.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：内齿圈（13）的左表面、右表面均开设有环形的滚动球槽，内齿圈（13）的左侧、右侧均设置有止推轴承（26），止推轴承（26）的滚珠沿环向滚动接触于滚动球槽，止推轴承（26）的垫板中部设置有套接于太阳齿轮轴（15）的第III轴承（27），位于左侧的止推轴承（26）的垫板边部设置有套接于行星齿轮轴（19）的第IV轴承（33）。

7.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：抛光室（7）的右前壁固定贯穿有与磨削驱动电机（11）电连接的第I控制面板（28），第I控制面板（28）的旁侧设置有启动按钮（29）与急停按钮（30）。

8.根据权利要求1所述的一种镍钛合金盘条用表面处理装置，其特征在于：位于左侧的抛光室（7）内的砂轮（21）的直径为120mm-240mm、砂轮粒度为60目-120目；位于右侧的抛光室（7）内的砂轮（21）的直径为120mm-240mm、砂轮粒度为180目-240目。

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