專利名稱：采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法和裝置，尤其涉及對包覆材料輸入孔位置優(yōu)化的改進(jìn)。
一種常規(guī)的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置包括兩個相對復(fù)合金屬線擠出方向?qū)ΨQ布置的旋轉(zhuǎn)輪，各輪的外圓周面上設(shè)有一道槽;一個具有弧型邊緣面的用于局部封閉旋轉(zhuǎn)輪上的槽以便形成兩條通道的固定靴塊;一個帶孔的噴嘴，金屬芯線穿過該孔供入所述裝置;兩個位置可調(diào)的支座，各支座壓入相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)輪的槽中以封閉那一條通道;兩個調(diào)整螺栓，每條螺栓用以調(diào)整相應(yīng)的支座相對相應(yīng)旋轉(zhuǎn)輪的接觸壓力;其中的靴座上設(shè)有一個型模，該模處于在包覆腔中擠壓復(fù)合金屬線的一側(cè)，所述包覆腔在型模的噴嘴之間形成并與兩條通道相連。
在制造過程中，當(dāng)兩個旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動而向兩根鋁棒施加拉力時，這兩根鋁棒便被送入兩條通道，這樣塑煉的鋁便在支座的控制下被送入包覆腔，在包覆腔中，從噴嘴送入的鋼線被塑煉的鉛所包覆，再從型模中擠出。
這樣，使用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造出由鋁包覆層所包覆的鋼芯線所構(gòu)成的復(fù)合金屬線。
在這種兩輪連續(xù)擠壓裝置中，通過包覆材料輸入孔將包覆腔與通道相連，其中包覆材料輸入孔沿垂直于復(fù)合金屬線的擠出方向設(shè)置，從而使其處于旋轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)軸線的連線上。
在另一種常規(guī)的用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置中，一個包覆腔相對旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)軸線的連線設(shè)置于與供入包覆材料的相對的另一側(cè)，這樣包覆材料輸入孔相對復(fù)合金屬線的擠出方向傾斜。另外，支座和噴嘴的組合體由一個內(nèi)部設(shè)有噴嘴的支座所代替。
但對于前一種用于制造復(fù)合金屬線的常規(guī)裝置，由于支座位置變化小而導(dǎo)致調(diào)整量不足，不能在旋轉(zhuǎn)輪的槽和支座之間形成有效的密封，當(dāng)由于這種裝置的部件，如旋轉(zhuǎn)輪擦傷、磨損等原因而使上述情況嚴(yán)重時，這種裝置總會存在難于抑制的毛刺層的缺陷。此外，只能簡單地更換一個新的這類部件。這將導(dǎo)致一些麻煩并要更頻繁地進(jìn)行固定靴塊、可調(diào)位置的支座等的裝卸操作。除此之外還有需要制造的復(fù)合金屬線的部件在尺寸精度方面的缺陷，因?yàn)橐揽拷?jīng)驗(yàn)來調(diào)準(zhǔn)預(yù)定的精度，這需要長時間地調(diào)整這種裝置。此外還有由旋轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的對固定靴座的拉力(一個水平分力)是直接作用在調(diào)整螺栓和用于支撐調(diào)整螺栓的支座上的缺陷，這將要求支承塊的機(jī)械強(qiáng)度要很大。
另一方面，由于分離的支座在位置上大大被改變的原因而使得對密封接觸壓力的調(diào)整較容易，以及部件的尺寸精確降低至某種程度，而使得后一種采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的常規(guī)裝置比前一種常規(guī)裝置更實(shí)用。但仍存在用于支撐支座的力必須很大的缺陷，這是因?yàn)榘膊牧陷斎肟紫鄬τ谛D(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)軸線連線傾斜至與供入包覆材料棒相對的一側(cè)。另外還有這種裝置的價格上升的缺陷，這里因?yàn)楣潭ㄑK和支座的整體形狀變成一個大整塊，且因此為了裝配而被分成兩部分。結(jié)果是對分開的部分進(jìn)行組裝和拆卸，這就需要較長的時間和熟練的工人。
本發(fā)明的目的在于提供一種以兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法和裝置，在該擠壓裝置中可簡單地在旋轉(zhuǎn)輪各槽和支座件的各壓力面之間對密封接觸壓力進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種以兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法和裝置，在該擠壓裝置中，一些部件的尺寸精度被降低。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種以兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法和裝置，在該擠壓裝置中，對其進(jìn)行裝配和拆卸的操作得以簡化。
根據(jù)本發(fā)明的特征，一種以兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法包括以下步驟設(shè)置兩個分別在其外圓周面上具有無端槽的旋轉(zhuǎn)輪;
設(shè)置一個固定靴塊，其上具有兩個與兩個旋轉(zhuǎn)輪的槽相對的部分，用以形成兩條通道，和一個用于擠出復(fù)合金屬線的型模;
設(shè)置一個支座塊，其上具有兩個用以封閉所述兩條通道的部分，和一個用以供入金屬芯線的噴嘴;
在固定靴塊和支座塊之間形成兩個與所述的兩條通道相連的包覆材料輸入孔，和一個包括型模和噴嘴并與兩個包覆材料輸入孔相通的包覆腔;
以預(yù)定的速度沿預(yù)定的相反的方向旋轉(zhuǎn)兩個旋轉(zhuǎn)輪;
將兩根包覆材料棒送入兩條通道以便依靠壓力增高將其塑煉，并使金屬芯線通過噴嘴到達(dá)包覆腔以便將復(fù)合金屬線從型模中擠出，所述的復(fù)合金屬線由金屬芯線和包覆材料層組成，所述包覆層按照包覆材料棒的塑煉變形被擠壓于金屬芯線上;和產(chǎn)生一個固定靴塊的拉力，和一個由兩個旋轉(zhuǎn)輪的動力所產(chǎn)生的反作用力，該力與由兩個旋轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)所形成的擠壓力相等;
其中所述拉力的水平分力與反作用力的水平分力在矢量方向上相反。
根據(jù)本發(fā)明的其它特征，一種采用兩輪連續(xù)擠壓裝置生產(chǎn)復(fù)合金屬線的裝置包括兩個在復(fù)合金屬線的擠出方向上對稱布置的旋轉(zhuǎn)輪，各輪的外圓周面上設(shè)有無端槽;
一個固定靴塊，其上設(shè)有對著所述兩個旋轉(zhuǎn)輪的兩條槽的兩個部分，該部分用于限定兩條通道，一個用于擠出復(fù)合金屬線的型模，包覆材料棒被送入所述的兩條通道;
一個支座塊具有用于封閉兩條通道的兩部分，和一個用于供入復(fù)合金屬線的噴嘴;和兩個設(shè)置于固定靴塊和支座塊之間的包覆金屬輸入孔，該孔用于將所述的兩條通道與包含噴嘴和型模的包覆腔相連通;
其中兩個包覆材料輸入孔的一個預(yù)定的角度相對兩個旋轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)軸線的連線傾斜，從而使包覆腔相對所述連線處于供入包覆材料棒的一側(cè)。
下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中

圖1為表示采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的第一種常規(guī)裝置的橫剖視圖;
圖2表示采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的第二種常規(guī)裝置的橫剖視圖;
圖3表示采用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置的橫剖視圖;
圖4表示使用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的這種優(yōu)選裝置的放大的主要部分的橫剖視圖;
圖5A至5D表示作用于采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的這種優(yōu)選裝置中的各力的矢量圖;
圖6為表示包覆材料輸入孔的角度與該優(yōu)選裝置中諸力之間關(guān)系的曲線圖，所述裝置采用兩輪擠壓裝置制造復(fù)合金屬線。
在解釋采用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置之前，先描述圖1和2中的利用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的前述常規(guī)裝置。
圖1表示第一種常規(guī)裝置，該裝置采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線，其中包括在其外圓周上設(shè)有槽11a和11b的旋轉(zhuǎn)輪10a和10b;設(shè)置一個帶有模13的固定靴塊12，以便沿著旋轉(zhuǎn)輪10a和10b的槽11a和11b的部分形成通道，支座14a和14b用于根據(jù)旋轉(zhuǎn)輪槽11a和11b的壓力封堵所述通道;噴嘴15用于供入一條金屬芯線20;支撐塊17用于給支座14a和14b定位;而螺栓16a和16b用于調(diào)節(jié)支座14a和14b的位置。在該裝置中，包覆材料輸入孔18a和18b與包覆腔19均設(shè)定于固定靴塊12和噴嘴15之間，這樣它們均處于連接旋轉(zhuǎn)輪10a和10b的旋轉(zhuǎn)軸線的線L上。
在制造復(fù)合金屬線22的過程中，將包覆材料棒(例如鋁)21a和21b沿旋轉(zhuǎn)輪槽11a和11b通過通道和包覆材料輸入孔18a和18b送至包覆腔19，在該腔中用壓力將塑煉的包覆材料壓在金屬芯線(例如鋼)20的外表面，以便從模18中擠出復(fù)合金屬線22。在這種裝置中，支座14a和14b對旋轉(zhuǎn)輪槽11a和11b內(nèi)部的密封接觸壓力根據(jù)螺栓16a和16b在擠壓和退回的方向使支座14a和14b所產(chǎn)生的位移予以調(diào)節(jié)。
圖2表示第二種常規(guī)裝置，該裝置利用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線，其中與圖1類似的部件采用與圖1相同的編號表示。
在這種裝置中，包覆材料的輸入孔18a和18b相對旋轉(zhuǎn)軸線的連續(xù)L傾斜θ角度，這樣，相對連線L，包覆腔19處于供入包覆材料棒21a和21b的相對的側(cè)。另外，由支座23形成噴嘴15，這樣支座23不同程度的水平位移不僅可以調(diào)整水平壓力，而且可以調(diào)整垂直壓力。
但是，根據(jù)這種利用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的第一和第二常規(guī)裝置會導(dǎo)致上述缺陷。
下面將闡述圖3中采用根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，其中，對于相同的部件采用如圖1和2中所使用的相同的編號予以表示。
在本優(yōu)選裝置中，包覆材料輸入孔18a和18b對于旋轉(zhuǎn)輪軸線的連線L以與圖2所示相反的方向傾斜θ角，這樣包覆腔19便相對于連線L處于供入包覆金屬棒21a和21b的同一側(cè)。另外，設(shè)置支撐塊17以便用螺栓16a和16b調(diào)整固定靴塊25的位置，并在包覆金屬輸入孔18a和18b的內(nèi)表面上設(shè)置耐熱合金環(huán)件26a和26b。靴塊25和支撐塊24最好是一個整塊。
下面將闡述采用兩輪連續(xù)擠出裝置制造這種復(fù)合金屬線22的裝置的諸部件上所受的各種力。圖4中表示了一個根據(jù)旋轉(zhuǎn)輪10a的旋轉(zhuǎn)，在矢量方向上拉固定靴塊25的拉力F1，和一個由旋轉(zhuǎn)輪10a的動力(擠壓力)所產(chǎn)生的反作用力F2。
在圖5A至5D中描述了力F1和F2以及限定固定靴塊25的約束力F0，其中各矢量與擠出方向相反的方向上為正，在擠出方向上為負(fù)。
約束力F0等于拉力F1的垂直分量f1和反作用力F2的垂直分量的合力，并等于與該合力方向相反的矢量。如果假設(shè)拉力F1和反作用力F2具有如圖5A和5B所示的矢量，則約束力F0將為如圖5C所示的負(fù)值或如圖5D所示的正值。
圖6表示相對于θ角在水平方向作用的力F，θ角由包覆金屬輸入孔18a相對連線L之間的關(guān)系所限定。其中力F在擠出方向上為正，θ角在逆時針方向上為正，這樣，在優(yōu)選實(shí)施例中θ角為負(fù)。
從圖6中所繪曲線可知，拉力F1的水平分量f1總是在正方向上作用而與包覆金屬輸入孔18a的限定角θ無關(guān)，且在靠近θ(＝0°)角處為最大值;反作用力F2的水平分量f2在θ角為負(fù)的區(qū)域中近似為負(fù)值，在θ角為正的區(qū)域中為正值，且在該區(qū)域中其絕對值與θ角的絕對值成正比。
為水平分力f1和f2的合力的約束力F0在預(yù)定負(fù)θc角處為0，而在θc角負(fù)的一側(cè)該力為負(fù)值，在θc角的正的一側(cè)該力為正值。更糟糕的是，約束力F0隨著θ角在正方向上的增加而變大。為此，在優(yōu)選實(shí)施例中將θ角選為大約是θc，這樣便使約束力F0變成O或相對小的值，以便于可以小的外力使固定靴塊25產(chǎn)生位移。當(dāng)然，這也可容易地進(jìn)行微小的位置調(diào)整。當(dāng)θ角處于角θc的負(fù)側(cè)、該合力為負(fù)，而約束力F0為正時，這樣可利用沿擠出方向相反的方向作用的外力來完成固定靴塊25的位置調(diào)整。
在制造由在鋼芯線20上包覆鋁包覆層21所形成的復(fù)合金屬線22時，在第一個例子中，假設(shè)θ角為-25°，即包覆材料輸入孔18a和18b在供應(yīng)包覆材料棒21a和21b的一側(cè)相對連線L傾斜25°。在此情況下測得的約束力F0約5噸。另一方面，在如圖1所示的常規(guī)裝置中的約束力F0是40噸，其支座14a和14b各需要20噸。由這些所測得的約束力F0的比較可明顯看出，在本發(fā)明中，約束力F0被大大地減小了。
當(dāng)負(fù)角θ的絕對值大于上述特定角的絕對值時，拉力F1的水平分力f1總是小于反作用力F2的水平分量f2，這樣所需的約束力F0總是與擠出方向相反。其結(jié)果是，在金屬芯線20的供入側(cè)無需約束裝置，且用于約束固定靴塊25(該塊可與支座24為一體)的支承機(jī)構(gòu)也僅需設(shè)置于復(fù)合金屬線22的擠出側(cè)。這樣，將使固定靴塊25的位置調(diào)整和支座24在旋轉(zhuǎn)輪10a和10b的槽11a和11b上的壓力調(diào)整變得非常容易。
在本優(yōu)選實(shí)施例中，在包覆材料輸入孔18a和18b的內(nèi)表面上設(shè)有耐熱合金環(huán)26a和26b，這樣既可保護(hù)其免受磨損和由高溫所引起的損壞，這種高溫是由于包覆材料棒21a和21b在旋轉(zhuǎn)輪10a和10b與固定靴塊25之間形成的通道中研磨所產(chǎn)生的。耐熱合金環(huán)26a和26b可由lnconel(商標(biāo))制成，lnconel是一種鎳基耐熱合金。
在本發(fā)明中，復(fù)合金屬線在材料和結(jié)構(gòu)方面是可變化的。例如，一種金屬芯線可以是一種具有軸向孔的金屬線、一種多股線、一種帶槽的線、一種由連續(xù)的或不連續(xù)的絕緣體所絕緣的線等等。
作為優(yōu)選實(shí)施例的第二個例子，將包覆材料輸入孔18a和18b的角度θ設(shè)置成-15°，通過孔18a和18b將鋁送入包覆腔19，以制成一種具有鋼線20和鋁包覆層21的復(fù)合金屬線22。在這種情況下，采用下列參數(shù)參數(shù)例1例2旋轉(zhuǎn)輪外徑φ440mmφ440mm鋁包覆村料棒直徑φ9.5mmφ9.5mm鋼芯線直徑φ6.6mmφ2.1mm鋁包覆復(fù)合線直徑φ7.6mmφ3.4mm鋁包覆層厚度0.5mm0.65mm旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)數(shù)7.3rpm5.5rpm鋼芯線預(yù)熱溫度400℃400℃鋼芯線正面拉力2000Kg350Kg包覆材料鋁的極限95%93%從以上表格可明顯看出，在供入包覆腔19之前先對鋼芯線預(yù)熱，且鋼芯線是由正面拉力送入的，例如，由一個卷筒所產(chǎn)生的拉力送入。所述的卷筒設(shè)在緊跟著兩輪連續(xù)擠壓出裝置后的地方。
因此，鋁包覆材料的極限在例1中是95%，例2中是93%。這意味著，在本發(fā)明中的這種極限與圖1中所示的那種常規(guī)裝置-其極限大約為80-85%-相比較已被大大地改善。
在如圖3所示的裝置的變形中，支座塊24可以有個模子，靴塊可以有個噴嘴，這樣擠出方向便反過來了。
雖然已根據(jù)特殊實(shí)施例對本發(fā)明予以闡述以求完整、清楚地予以公開，所附權(quán)利要求并不因此而被限定，而是構(gòu)成所包含的所有變形和變化的結(jié)構(gòu)，這些變化可由一個普通技術(shù)人員在全部落入前述教導(dǎo)的基礎(chǔ)上的技術(shù)領(lǐng)域中予以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法，包括以下步驟設(shè)置兩個在其外圓周上各有一條無端槽的旋轉(zhuǎn)輪；設(shè)置一個固定靴塊，其上具有兩個對著上述旋轉(zhuǎn)輪槽的部分，用以形成兩條通道，和一個用于擠出復(fù)合金屬線的型模；設(shè)置一個支座塊，該塊具有兩個用于封閉上述兩條通道的部分，和一個用于供入金屬芯線的噴嘴；形成兩個與上述兩條通道相連的包覆材料輸入孔和一個包括型模和噴嘴的包覆腔，該腔在固定靴塊和支座塊之間與兩個包覆材料輸入孔相連通；以預(yù)定的速度沿預(yù)定的反方向旋轉(zhuǎn)上述兩個旋轉(zhuǎn)輪；向所述的兩條通道送入兩根包覆材料棒以便使其在壓力增高的情況下被塑煉，并將金屬芯線通過噴嘴送至包覆腔，以便從型模中擠出復(fù)合金屬線，所述復(fù)合金屬線包括金屬芯線和根據(jù)包覆材料棒的塑煉變形擠壓在金屬芯線上的包覆材料層；產(chǎn)生一個固定靴塊的拉力和一個由兩個旋轉(zhuǎn)輪的動力所導(dǎo)致的反作用力，該力與兩個旋轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的擠壓力相等；其特征在于，所述拉力的水平分量與所述反作用力的水平分量的矢量反向。
2.如權(quán)利要求1所述的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的方法，其特征在于所述制造步驟包括將塑煉的包覆材料以相對于旋轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動軸線成一個預(yù)定的角度從所述的兩條通道通過兩個包覆材料輸入孔送至包覆腔，所述預(yù)定角度表示相對于所述連結(jié)在供入包覆材料棒一側(cè)上的一個點(diǎn)。
3.一種采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，包括兩個在復(fù)合金屬線擠出方向上對稱布置的旋轉(zhuǎn)輪，各輪的外圓周面上設(shè)有無端槽;一個固定靴塊，其上設(shè)有對著兩個旋轉(zhuǎn)輪的兩條槽的用以形成兩條通道的兩部分;和一個用于擠出復(fù)合金屬線的型模，將包覆材料棒供入所述的兩條通道;一個支座塊，其上設(shè)有用于封閉兩條通道的兩部分，和一個用于供入金屬芯線的噴嘴;兩個設(shè)于固定靴塊和支座塊之間用以將兩條通道與包覆腔連通的包覆材料輸入孔，所述包覆腔包括噴嘴和型模;其特征在于，兩個包覆材料輸入孔相對連接兩個旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)軸線的連線以一個預(yù)定角度傾斜，從而使包覆腔相對所述連線處于供入包覆材料棒的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，其特征在于，還包括一個用于抵抗約束力而限定固定靴塊的支承塊，所述約束力由兩個旋轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的固定靴塊的拉力的水平分力與由兩個旋轉(zhuǎn)輪的與擠出壓力相等的動力所產(chǎn)生的反作用力的水平分力之差所形成。
5.如權(quán)利要求4所述的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，其特征在于將兩個包覆材料輸入孔的角度設(shè)置成能產(chǎn)生一個沿復(fù)合金屬線的擠出方向作用的約束力，且將支承塊相對固定靴塊設(shè)于供入包覆材料輸入棒的一側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，其特征在于所述預(yù)定角的絕對值相對所述連線在10-40°范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，其特征在于，將固定靴塊和支座塊設(shè)置成一個整體塊。
8.如權(quán)利要求5所述的采用兩輪連續(xù)擠壓裝置制造復(fù)合金屬線的裝置，其特征在于，在包覆材料輸入孔的內(nèi)表面上覆蓋超耐熱合金層。
全文摘要
一種采用兩輪連續(xù)擠壓裝置，設(shè)有用于將通道與包覆腔溝通的包覆材料輸入孔，包覆腔用于將包覆材料擠壓到用于制造復(fù)合金屬線的金屬芯線上。包覆材料輸入孔相對連接轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)軸線的連線傾斜，從而使包覆腔相對上述連線處于供入包覆材料棒的一側(cè)。由此而使用于約束靴塊的約束力變小。
文檔編號B21C23/24GK1087297SQ9211457
公開日1994年6月1日 申請日期1992年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月25日
發(fā)明者永井雅大, 阿部一夫, 榆木正, 山岸久修, 三宅保彥 申請人:日立電線株式會社