WO2010022552A1 - 钢筋端头螺纹的制作方法及装置 - Google Patents

Description

钢筋端头螺纹的制作方法及装置 技术领域

本发明涉及一种建筑领域钢筋连接方法及加工装置， 特别是涉及一种适用于提高钢筋 接头抗变形能力的方法及为实现此种方法所采用的加工装置。

背景

目前， 国内及国际建筑施工中钢筋连接大多采用机械连接方法， 尤其滚轧直螺纹钢筋 连接技术， 已经成为建筑施工中主要的钢筋连接方法。 钢筋接头是由两根端头带螺纹的钢 筋 （以下简称： 丝头） 和相应的连接套筒 （以下简称： 套筒） 组成， 是通过将两根端头带 螺纹的钢筋， 旋入带内螺纹的套筒， 实现钢筋连接， 达到两根钢筋力的有效传递。 对于钢 筋接头的连接性能而言， 既要保持被连接钢筋力的无损失传递， 保证连接强度， 又要有一 定的连接刚性， 使接头区段的抗变形性能尽可能的与整根钢筋等同， 避免造成由于接头区 段的变形过大对建筑结构安全造成的隐患。

由于滚轧直螺纹固有的特性， 经滚轧加工后的螺纹端面， 由于金属的流动， 将产生端 面凹陷现象， 而这种螺纹的端面凹陷， 将影响丝头在套筒中的对顶效果， 很难消除丝头与 套筒间的螺纹间隙， 当接头区段承受外力时造成该区段的变形过大， 使接头区段的变形模 量降低， 影响接头的抗变形能力。

发明内容

鉴于上述现有滚轧直螺纹钢筋连接技术存在的缺陷， 本发明人根据多年的实践经验， 经过不断的研究和大量的试验数据验证， 创设此发明。

本发明的主要目的在于， 改善目前钢筋螺纹滚轧加工方法中， 钢筋端头出现凹陷的缺 陷， 提供一种新的钢筋螺纹滚轧加工方法。 其特征在于： 在钢筋螺纹滚轧加工前， 对钢筋 端头进行倒角加工， 使滚轧后的螺纹端头平整。

本发明的另一个主要目的在于， 为改善目前钢筋螺纹滚轧加工方法中， 钢筋端头出现 凹陷的缺陷， 提供一种新型的钢筋螺纹滚轧加工装置。 使倒角、 剥肋及螺纹滚轧在同一台 加工装置上， 一次装夹完成所用制作。

本发明提出的提高接头抗变形能力的滚轧加工方法， 其特征在于其主要包括以下技术 方案及加工步骤： 1.本钢筋螺纹滚轧设备， 主要设有动力源及输出机构、 螺纹加工机构、 自动涨刀机构、 钢筋固定机构、 进给机构和机体构成。 动力源通过输出机构带动螺纹加工机构旋转， 并通 过进给机构使之延机体上的导杠进行轴向移动。

2.在螺纹加工机构上设置有倒角、 剥肋一体刀架； 在刀架上安装有倒角、 剥肋组合刀 具。

3.在机体导杠上分别设置有复位收刀限位机构、 倒角涨刀限位机构、 剥肋涨刀限位机 构。

4.在动力输出机构上设置有臂式涨刀楔块机构。

5.加工步骤：

1 )先将钢筋固定在钢筋固定机构上， 开启电源使动力源通过输出机构带动螺纹加工机 构旋转。 扳动进给机构手柄， 使螺纹加工机构和臂式涨刀楔块机构延机身上的导杠向钢筋 方向移动。

2)在螺纹加工装置上的倒角、 剥肋组合刀具与钢筋接触时， 开始进行钢筋端面倒角加 工。 当此加工到规定尺寸时， 安装在臂式涨刀楔块机构上的涨刀楔块与倒角涨刀限位机构 上的限位轴接触， 将该限位装置上的涨刀轮推出， 通过涨刀轮与螺纹加工机构上的压刀环 的前端面接触，阻止该环的轴向移动，并使压刀环与螺纹加工机构上的机头产生相对移动， 实现倒角涨刀。

3)倒角加工后继续扳动进给手柄， 进行剥肋加工， 当此加工到规定尺寸时， 安装在臂 式涨刀楔块机构上的涨刀楔块与剥肋涨刀限位机构上的限位轴接触， 将该限位装置上的涨 刀轮推出， 通过涨刀轮与螺纹加工机构上的压刀环的前端面接触， 阻止该环的轴向移动， 并使压刀环与螺纹加工机构上的机头产生相对移动， 实现剥肋涨刀。

4) 继续进给扳动手柄， 进行螺纹滚轧加工。

5)当螺纹加工到规定长度时，动力源自动反转，使加工好的钢筋与螺纹加工机构脱离。 反向扳动进给手柄， 使螺纹加工机构延导杠退回， 退至压刀环后端面与复位收刀限位机构 上的限位轮接触， 使压刀环与机头产生相对移动， 通过压刀环的相对移动压缩螺纹加工机 构上的刀架至原始位置， 该钢筋螺纹加工完毕。

本发明的目的还可以有以下的技术方案实施。

前述的钢筋螺纹加工方法， 其中所述的螺纹加工机构， 它分别由倒角、 剥肋装置和螺 纹滚轧装置组成， 各机构是延回转中心轴线依次排列， 从而实现倒角、 剥肋、 滚制螺纹工 序的顺序完成。 前述的钢筋螺纹加工方法， 其中所述的复位收刀限位机构、 倒角涨刀限位机构、 剥肋 涨刀限位机构， 分别固定安装在机体导杠上， 各机构是延螺纹加工机构回转中心轴线依次 排列， 以保证倒角、 剥肋、 复位的顺序实现。 倒角涨刀轮与剥肋涨刀轮轴心的连线， 可以 平行于螺纹加工机构的回转轴心线， 也可以呈 0°〜90°的夹角。

前述的钢筋螺纹加工方法， 其中所述的臂式涨刀楔块机构， 固定安装在动力输出机构 上。 该机构上的楔块可以设置为单楔块， 由一个楔块实现对倒角涨刀限位机构、 剥肋涨刀 限位机构的控制。 该机构上的楔块也可以设置为双楔块， 分别由两个楔块独立实现对倒角 涨刀限位机构、 剥肋涨刀限位机构的控制， 两楔块对称中心的连线， 可以平行于螺纹加工 机构的回转轴心线， 也可以呈 0°〜90°的夹角。

本发明的目的还可以通过以下的技术方案进一步实施实施。 依照本发明提出的钢筋螺 纹滚轧加工装置， 其特征在于设计为至少二次涨刀的钢筋加工装置， 其主要由压刀环、 刀 架、 刀具组成。 其中：

上述的压刀环， 设置在刀架外圈， 限制四个刀架的径向位置。 并通过螺钉与滑套相连。 上述的刀架， 至少四个为一组， 四个刀架呈 90°分布， 每一个刀架一端设有与压刀环 内圈直径相同的至少三个限位圆弧面， 即倒角限位面、 剥肋限位面和涨离限位面， 三个圆 弧面之间由角度为 15°〜75°的斜圆弧过度面相连， 另一端设有安装刀具的刀槽。

上述的刀具， 至少四个为一组， 分别安装在刀架的刀槽内， 每一个刀具上至少有两个 切削刃， 即倒角切削刃和剥肋切削刃， 两个切削刃的夹角为 15°〜75°。 刀具还可以设置为 三个切削刃， 即倒角切削刃、 过渡切削刃和剥肋切削刃， 其中倒角切削刃与剥肋切削刃夹 角为 15°〜75°， 过渡切削刃与剥肋切削刃夹角为 3°〜30°。

本发明的目的还可以通过以下的技术方案进一步实施实施。 依照本发明提出的钢筋螺 纹滚轧加工装置， 其特征在于设计为至少二次涨刀的钢筋加工装置， 其主要由臂式涨刀楔 块机构、 倒角涨刀限位机构、 剥肋涨刀限位机构和复位收刀限位机构组成。 其中：

上述臂式涨刀楔块机构一端固定在动力源上， 并随动力源可做轴向移动， 另一端设置 有两个可以沿轴向调节位置的楔形块， 两个楔形块分别为倒角定位楔块和剥肋定位楔块， 两楔形块中心的连线可以与轴线平行， 也可以与轴线呈 0°〜90°的夹角。

上述倒角涨刀限位机构固定在机体的导轨上， 该机构可以安装在滚丝机构轴线一侧独 个使用， 也可安装在滚丝机构轴线两侧成对使用。 该机构上有一涨刀轴及安装在该轴上的 可以延涨刀轴轴心线旋转的涨刀轮， 涨刀轴可以在该机构中延涨刀轴的轴线移动。

上述剥肋涨刀限位机构固定在机体的导轨上， 该机构可以安装在滚丝机构轴线一侧独 个使用， 也可安装在滚丝机构轴线两侧成对使用。 该机构上有一涨刀轴及安装在该轴上的 可以延涨刀轴轴心线旋转的涨刀轮， 涨刀轴可以在该机构中延涨刀轴的轴线移动

上述复位收刀限位机构固定在机体的导轨上， 安装在滚丝机构轴线两侧成对使用， 该 机构上有一固定轴及安装在该轴上的可以延该轴轴心线旋转的限位轮。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极的效果， 由以上技术方案可知， 本发明 通过在螺纹滚制前加入倒角工序， 大大改善了钢筋接头的连接质量， 解决了螺纹滚轧时出 现的端面凹陷现象， 提高丝头在套筒中的对顶效果， 提高了接头的抗变形能力。

本发明提高钢筋接头抗变形能力的加工装置， 真正实现一台设备上一次完成倒角、 剥 肋和螺纹滚轧三道工序， 其独特的多定位面刀架和多切削刃的组合刀具， 使该装置可以实 现多工位的转换。 且具有结构简单、 操作方便、 故障率低、 维修方便的特点。

综上所述， 本发明不论在加工方法上、 装置的结构上及功能上都有较大的改进， 且在 技术上有较大的改进， 产生良好的实用效果， 具有广泛的使用价值， 是一个新颖、 进步、 实用的新设计。

附图说明

图 1是本发明中倒角剥肋滚轧螺纹加工装置示意图

图 2是本发明中螺纹加工机构正视示意图

图 3是本发明中螺纹加工机构结构剖面图

图 4是本发明中倒角工序涨刀机构示意图

图 5是本发明中剥肋工序涨刀机构示意图

图 6是本发明中螺纹加工机构复位示意图

图 7是本发明中多定位面刀架示意图

图 8是本发明中多切削刃组合刀具示意图

图 9是本发明中工序限位组合示意图

图 10是本发明中臂式涨刀楔块机构示意图

具体实

参照图 1所示， 对本发明中提出的倒角剥肋螺纹滚轧方法及其加工装置的具体加工方 法、 结构、 特性及功效， 结合附图进行以下详细说明。

本发明是一种适用于建筑工程中钢筋连接螺纹制作方法， 其主要包括以下加工步骤： 在螺纹加工设备上， 分别设有钢筋夹紧钳 1、 臂式涨刀楔块机构 2、 涨刀限位机构 3、 倒角剥肋滚丝器 4、 动力输出机构 5、 导杠 6、 进给机构 7、 机体 8。 其中机体 8上设有滑 动导杠 6， 通过转动进给机构 7上的手柄， 使动力输出机构 5、 倒角剥肋滚丝器 4及臂式 涨刀楔块机构延轴向在导杠 6上滑行。 在导杠 6上还安装有涨刀限位机构 3。

在倒角剥肋滚丝器 4本体 42的四个滑槽内设置有四个多定位面刀架 43， 多定位面刀 架 43的刀槽 434内， 安装有多切削刃组合刀具 44。 多定位面刀架 43的径向位置是由压刀 限位环 41加以固定， 压刀限位环通过环压多定位面刀架 43上的倒角定位面 431、 剥肋定 位面 432和滚丝定位面 433， 实现多定位面刀架 43的径向位置控制。

臂式涨刀楔块机构 2固定安装在动力输出机构 5上，随动力输出机构 5可做轴向移动。 其与固定在导杠 6上的涨刀限位机构 3配套使用， 实现本发明涉及的倒角、 剥肋及滚丝。

请参照图 1、 图 2、 图 3、 图 4、 图 5、 图 6所示， 本发明所涉及的钢筋螺纹加工方法 的加工步骤如下：

1.先将钢筋 （图中未示） 夹紧固定在钢筋夹紧钳 1上， 开动动力输出机构 5驱动倒角 剥肋滚丝器 4旋转， 扳动进给机构 7手柄使动力输出机构 5及倒角剥肋滚丝器 4共同沿着 导杠 6做进给和退出工作。

2.参照图 4所示， 将倒角剥肋滚丝器 4推送到多切削刃组合刀具 44与钢筋接触， 并开 始倒角加工。 倒角加工达到规定长度时， 臂式涨刀楔块机构 2与涨刀限位机构 3接触， 形 成第一次倒角涨刀， 完成倒角工作。

3.参照图 5所示， 继续推送倒角剥肋滚丝器 4到多切削刃组合刀具 44上的过渡刃 442 及剥肋切削刃 443与钢筋接触， 并开始剥肋加工。 剥肋加工达到规定长度时， 臂式涨刀楔 块机构 2与涨刀限位机构 3接触， 形成第二次剥肋涨刀， 完成剥肋加工工作。

4.参照图 5所示， 继续推送倒角剥肋滚丝器 4， 使钢筋进入螺纹滚轧加工， 螺纹滚轧 到规定长度时， 动力源自动向相反方向转动， 倒角剥肋滚丝器 4向后移动， 向后推送倒角 剥肋滚丝器 4， 使复位限位装置 33与压刀限位环 41后侧面接触， 实现刀具复位， 全部加 工结束。

由上述可知， 本发明的螺纹加工方法， 主要是通过螺纹加工前对钢筋端部进行适度的 倒角加工， 使螺纹滚轧后多余的金属不会堆积在钢筋端部形成端部凹陷， 这样可以大大提 高接头对顶效果， 提高接头的抗变形能力。

参照图 4、 图 5、 图 6所示， 实现本发明螺纹滚轧装置， 是实现本发明必不可少的加工 装置。 其关键技术在于， 设计有多次涨刀机构， 本实例是以设有多次涨刀机构的加工装置 进行说明， 其主要由臂式涨刀楔块机构 2、 涨刀限位机构 3、 倒角剥肋滚丝器 4组成， 其 中：

上述的臂式涨刀楔块机构 2， 设有至少两组楔形块装置， 楔形块 21和楔形块 22可各 自在导槽中 23移动， 并可由螺钉锁紧将其固定在某一个位置， 臂式涨刀楔块机构 2通过 固定孔 24， 用螺钉固定在动力输出机构 5上。

上述的涨刀限位机构 3， 其固定在导杠 6上， 该机构设有涨刀轴 311和涨刀轮 312， 涨 刀轮 312安装在涨刀轴前端， 并能围绕涨刀轴中心线旋转， 涨刀轮圆周面是一与压刀限位 环 41外圈前端面相同的角度的斜面。

上述的倒角剥肋滚丝器 4上设有多定位面刀架 43、 多切削刃组合刀具 44、压刀限位环 41、 本体 42、 导向滑套 45、 螺纹滚丝器 46。 其中： 螺纹滚丝器 46—端与动力输出机构 5 连接， 另一端与本体 42连接， 在本体 42上有四个互呈 90 °的滑槽， 滑槽内分别装有多定 位面刀架 43， 多定位面刀架 43的一侧有安装多切削刃组合刀具 44的刀槽 434， 并可安装 多切削刃组合刀具 44， 另一端设有倒角定位面 431、 剥肋定位面 432和滚丝定位面 433， 定位面为一圆弧面， 其圆弧半径与压刀限位环 41内圈半径相同， 各定位面有斜圆弧面 435 和 436连接过度。 多定位面刀架 43是由压刀限位环 41内环外圈箍压定位， 压刀限位环 41 可以分别箍压在多定位面刀架 43的倒角定位面 431、剥肋定位面 432和滚丝定位面 433上， 当压刀限位环 41箍压在不同的定位面时， 安装在多定位面刀架 43上的多切削刃组合刀具 44切削刃所形成园的直径不同。

压刀限位环 41前端面有一与涨刀轮 312圆周面斜面角度相同的斜面，其后端面连接有 导向滑套 45， 导向滑套内圈与螺纹滚丝器 46外圈有可使导向滑套自如滑动的间隙， 可以 使压刀限位环 41和导向滑套 45沿螺纹滚丝器 46外圈进行轴向滑动。

参照图 4、 图 5、 图 6所示， 以下将倒角、 剥肋、 滚丝工序的工作原理进行详细说明。 钢筋夹紧固定在钢筋夹紧钳 1上， 初始时压刀限位环 41与多定位面刀架 43的倒角定 位面 431箍压， 将倒角剥肋滚丝器 4推送到多切削刃组合刀具 44与钢筋接触， 并开始倒 角加工。 倒角加工达到规定长度时， 臂式涨刀楔块机构 2上的倒角限位楔形块 21与涨刀 限位机构 3上的倒角限位组件 31中的限位轴 311接触， 同时由倒角限位楔形块 21上的斜 面推动限位轴 311沿着该轴自身的轴线移动， 使安装在该轴上的倒角限位轮 312与正在移 动的倒角剥肋滚丝器 4上的压刀限位环 41接触， 并限制压刀限位环 41的轴向移动， 压刀 限位环 41与多定位面刀架 43产生轴向的相对移动， 使限制压刀限位环 41与多定位面刀 架 43的接触面， 由倒角接触面 431通过过度斜面 435滑移至剥肋接触面 432， 多定位面刀 架 43沿本体 42的滑槽径向放大。 此时， 安装在多定位面刀架 43刀槽 434内的多切削刃 组合刀具 44的倒角切削刃 441与钢筋脱离， 完成在钢筋端面倒角工序。

继续推送倒角剥肋滚丝器 4到多切削刃组合刀具 44上的过渡刃 442及剥肋切削刃 443 与钢筋接触， 并开始剥肋加工。 剥肋加工达到规定长度时， 臂式涨刀楔块机构 2上的剥肋 限位楔形块 22与涨刀限位机构 3上的倒角限位组件 32中的限位轴 311接触， 同时由倒角 限位楔形块 22上的斜面推动限位轴 311沿着该轴自身的轴线移动， 使安装在该轴上的倒 角限位轮 312与正在移动的倒角剥肋滚丝器 4上的压刀限位环 41接触， 并限制压刀限位 环 41的轴向移动， 压刀限位环 41与多定位面刀架 43产生轴向的相对移动， 使限制压刀 限位环 41与多定位面刀架 43的接触面， 由倒角接触面 431通过过度斜面 436滑移至剥肋 接触面 432， 多定位面刀架 43沿本体 42的滑槽径向放大。 此时， 安装在多定位面刀架 43 刀槽 434内的多切削刃组合刀具 44的剥肋切削刃 443与钢筋脱离， 完成在钢筋端面倒角 工序。

继续推送倒角剥肋滚丝器 4直至完成螺纹滚轧加工， 倒角剥肋滚丝器 4在动力源的作 用下， 反向旋转， 当钢筋与倒角剥肋滚丝器 4完全脱离时， 向后推送倒角剥肋滚丝器 4， 使复位限位装置 33与压刀限位环 41后侧面接触， 实现刀具复位， 全部加工结束。

上述组合结构中， 多定位面刀架 43至少有三个定位面， 各定位面间有过度斜面过度， 斜面角度为 γ ， γ应为 15°〜75°。

上述组合结构中，多切削刃组合刀具 44至少有两个切削刃，分别担任不同的切削加工， 以本发明的三个切削刃为例， 倒角切削刃 441与剥肋切削刃 443的夹角为 β ， 且 β应为 15 °〜75°； 过渡刃 442与剥肋切削刃 443的夹角为 α ， 且 α应为 3°〜30°。

以上所述， 仅是本发明的较佳实例， 并非对本发明做任何形式上的限制， 凡依据本发 明的技术使之对以上实例所作的简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的 范围内。

Claims

权利 要求

1. 一种提高钢筋接头抗变形能力的螺纹制作方法， 其特征在于： 对钢筋端头的连接螺纹 进行， 倒角、 剥肋和螺纹滚轧的加工方法。

2. —种实施权利要求 1 钢筋连接螺纹的加工方法的钢筋螺纹加工装置， 其特征在于： 此 装置设计为多次涨刀机构， 它主要是由倒角剥肋滚丝器、 涨刀限位机构、 臂式涨刀楔 块机构、 多定位面刀架组成。 臂式涨刀楔块机构固定安装在动力源上， 并通过移动使 该机构上的楔块与涨刀限位机构接触实现多级涨刀。

3. 根据权利要求 2 所述的钢筋螺纹加工装置， 其特征在于： 臂式涨刀楔块机构上至少设 置有两个限位楔块， 两楔形块中心的连线可以与轴线平行， 也可以与轴线呈 0°〜90° 的夹角。

4. 根据权利要求 2 所述的钢筋螺纹加工装置， 其特征在于： 该装置至少设置两个涨刀限 位机构和一个复位限制机构， 两个涨刀限位机构可以平行于螺纹加工机构的回转轴心 线， 也可以呈 0°〜90°的夹角。

5. 根据权利要求 2 所述的钢筋螺纹加工装置， 其特征在于： 多定位面刀架至少四个为一 组， 每个多定位面刀架至少有三个定位面， 各定位面间有过度斜面过度， 过度下面的 斜角角度为 15°〜75°。

6. 根据权利要求 2 所述的钢筋螺纹加工装置， 其特征在于： 多切削刃组合刀具上至少有 两个切削刃， 即倒角切削刃和剥肋切削刃， 两个切削刃的夹角为 15°〜75°。 刀具还可 以设置为三个切削刃， 即倒角切削刃、 过渡切削刃和剥肋切削刃， 其中倒角切削刃与 剥肋切削刃夹角为 15°〜75°， 过渡切削刃与剥肋切削刃夹角为 3°〜30°。