專利名稱：高速生產(chǎn)用鍛細(xì)機(jī)與鍛細(xì)加工方法
該發(fā)明涉及能達(dá)到下述目的高速生產(chǎn)用鍛細(xì)機(jī)與鍛細(xì)加工方法，即在提高鍛細(xì)機(jī)對(duì)金屬材料加工的生產(chǎn)率的同時(shí)，提高金屬材料的密度，得到結(jié)晶的細(xì)化，而且可以防止金屬畸變的偏在。
大家熟知的以前的鍛細(xì)機(jī)是把金屬材料沿半徑方向以鍛細(xì)金屬模進(jìn)行加壓加工，用來加工金屬線材、或金屬管材(以下統(tǒng)稱金屬材料)等。
如依前述原來的鍛細(xì)金屬模進(jìn)行加壓加工，在金屬模內(nèi)的膨出方向金屬材料產(chǎn)生了橫向延伸，同時(shí)還沿金屬材料的長度方向伸長，但打壓次數(shù)與打壓位置的變化轉(zhuǎn)動(dòng)在實(shí)用上有一定的限度，所以生產(chǎn)率低。而如果要提高生產(chǎn)率的話，因?yàn)閾?dān)心由于金屬材料超出充滿金屬模膨出部的橢圓形的界限，生成凸片，或者由于加壓壓入的金屬材料在鍛模內(nèi)部產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的增大，而產(chǎn)生金屬材料整體振擺回轉(zhuǎn)的結(jié)果，所以不得不保持低生產(chǎn)率。
例如，實(shí)心金屬線材的加工速度為20—30mm/s，金屬管材的加工速度為30—60mm/s，而相對(duì)于金屬材料的其它加工方式(拉伸加工或壓延加工)，其生產(chǎn)率僅為1/10—1/20。
雖然前述鍛細(xì)加工生產(chǎn)率低，但由于鍛細(xì)加工有許多的有優(yōu)點(diǎn)(如可以對(duì)應(yīng)于不同金屬材料性質(zhì)而采取常溫加工或熱加工，也可對(duì)斷面成三角形、四角形的異形線材成形加工)，故為多數(shù)的金屬材料加工所采用。
該項(xiàng)發(fā)明靠數(shù)組鍛細(xì)金屬模保持一定角度進(jìn)行串聯(lián)配置，即可以解決現(xiàn)有的問題。
即所發(fā)明的這種機(jī)構(gòu)作為高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)機(jī)具有如下的特征在被加工材料的長度方向串聯(lián)設(shè)置數(shù)組鍛細(xì)金屬模，將相鄰鍛細(xì)金屬模相互對(duì)接設(shè)置，同時(shí)各組鍛細(xì)金屬模被配置成對(duì)著加壓時(shí)材料變形膨出方向，而在遮擋著膨出金屬材料的方向的面上同時(shí)加壓。此外，串聯(lián)配置的鍛細(xì)金屬模的組數(shù)取2—6組。
其次，所發(fā)明的加工方法，作為用于高速生產(chǎn)的鍛細(xì)加工方法，其特征在于在沿著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)配置的多個(gè)鍛細(xì)金屬模進(jìn)行的連續(xù)加工方法中，相鄰后位鍛細(xì)金屬模的加壓方向?qū)χ拔唤饘倌＜訅簳r(shí)材料膨出方向，而在遮擋著脹出金屬材料的方向的面上加壓。相鄰鍛細(xì)金屬模的加壓是以抑制由于金屬塑性產(chǎn)生的材料變形流動(dòng)阻力緩慢的增加為特征。
另外，本發(fā)明的其他的加工方法，乃是具有如下特征的高速生產(chǎn)用鍛細(xì)加工方法在以沿著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)排列的鍛細(xì)金屬模進(jìn)行連續(xù)加工的方法中，相鄰后位的鍛細(xì)金屬模的加壓方向?qū)χ拔诲懠?xì)金屬模加壓時(shí)材料膨出方向，而在遮擋著膨出金屬材料的方向的面上加壓，至少不對(duì)相鄰金屬模同時(shí)加壓。再有，本發(fā)明的其他的加工方法，作為高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)加工方法具有如下特征在以沿著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)金屬模進(jìn)行連續(xù)加工的加工方法中，相鄰后位的鍛細(xì)金屬模的加壓方向?qū)χ拔诲懠?xì)金屬模加壓時(shí)材料膨出方向，而在遮擋著金屬膨出的方向的面上加壓，同時(shí)使整個(gè)金屬模加壓時(shí)間保持所規(guī)定的錯(cuò)開量，而不同時(shí)加壓。
比如，軟鋼的抗拉強(qiáng)度為30kgf/mm2，而鍛細(xì)加工中的金屬模上設(shè)的溝狀部的加壓全長若超過加工線材平均直徑的30倍，則變形阻力約變成5倍即150kgf/mm2(但假定無冷作硬化)，二維變形即不可能。然而若采用鍛細(xì)金屬模的溝槽，卻可以實(shí)現(xiàn)三維變形。所以，把該變形部以串聯(lián)配置的鍛細(xì)金屬模加壓變形，摩擦系數(shù)可大幅度減??；同時(shí)，前位鍛細(xì)金屬模內(nèi)沿橫向脹出的部分由于以后位的鍛細(xì)金屬模加壓，而不必?fù)?dān)心生成凸片。
如圖7所示，在3個(gè)串聯(lián)排列的鍛細(xì)金屬模中，以1、2號(hào)金屬模進(jìn)行軋細(xì)，而以3號(hào)金屬模進(jìn)行表皮光軋；而在圖8上的5個(gè)串聯(lián)排列的金屬模，以1、2、3、4號(hào)金屬模進(jìn)行軋細(xì)，而以最后一個(gè)(第5個(gè))金屬模進(jìn)行表皮光軋。而整體上鍛細(xì)加工時(shí)的摩擦阻力變小，可以成為高速生產(chǎn)(比如每秒鐘超過300mm的加工)。
另外，鍛細(xì)金屬模串聯(lián)數(shù)理論上沒有限制，而實(shí)用上為2—6組。
該項(xiàng)發(fā)明加工的金屬材料，比如有鎢、鉬或鈦等，這些金屬主要進(jìn)行熱鍛細(xì)加工或溫鍛細(xì)加工；而其常溫加工用于使銅質(zhì)股線絞成的纜索的間隙縮小也很有效。
如依照該發(fā)明，對(duì)著被加工金屬材料的長度方向?qū)?shù)組鍛細(xì)金屬模分別保持一定角度依次串聯(lián)排列，相鄰鍛細(xì)金屬模對(duì)接設(shè)置，同時(shí)各組鍛細(xì)金屬模的加壓對(duì)著由前位金屬模加壓而產(chǎn)生的材料的膨出方向，而在成直角配置的面上同時(shí)加壓，由前后金屬模對(duì)從正圓脹出的側(cè)壁加壓變形，因而變形阻力變??；而且，對(duì)應(yīng)一定斷面積可以延伸變長。從而，比之于以前的沒有使金屬模保持一定角度串聯(lián)排列的多段鍛細(xì)機(jī)，變形阻力也變小了，而由串聯(lián)鍛細(xì)金屬模所進(jìn)行的鍛細(xì)加工，可以將生產(chǎn)加工速度提高數(shù)倍。
圖面簡單說明

圖1、切開本發(fā)明實(shí)施例的一部分的側(cè)面圖，圖2、與圖1同樣，是省略一部分的正面圖，圖3、切開本發(fā)明其他實(shí)施例的一部分的側(cè)面圖，圖4、與圖3相同省略一部分的正面圖，圖5、切取本發(fā)明另一實(shí)施例的一部分的側(cè)面圖，圖6、與圖5相同省略一部分的正面圖，圖7、依本發(fā)明表示3段鍛細(xì)金屬模配置進(jìn)行加工省略一部分的放大斜視圖，圖8、同樣由5段鍛細(xì)金屬模配置進(jìn)行加工省略一部分的放大斜視圖，圖9、同樣表示其他鍛細(xì)金屬模例子的斜視圖，圖10、同樣表示金屬材料斷面變形方向的放大圖，圖11、同樣，斷取采用了3段鍛細(xì)金屬模的鍛細(xì)機(jī)一部、省略了一部分的放大斜視圖，圖12、同前，表示3段鍛細(xì)金屬模的模座相互關(guān)系的圖，圖13(a)、同前，背襯的最大膨出位置在中央部的場合的說明圖，圖13(b)、同前，背襯的最大膨出位置從中央移動(dòng)θ角的場合的說明圖。
符號(hào)說明1—鍛細(xì)機(jī)，2—?dú)んw，3—耐壓環(huán)，4—背襯滾子，5—背襯，6—模子，7-金屬線材，8、9-環(huán)，1O-軸承，11-心軸，12、l4-V形皮帶輪，15-V形皮帶，16-模座，17-溝槽，19-耐壓環(huán)，20-V形溝槽，21、23-V形皮帶輪，22-馬達(dá)，24-V形皮帶，25-支架，26-機(jī)體，27-固定螺釘，33-滾子軸承，34-貫通螺栓，38-單向超越離合器。
實(shí)施例 1現(xiàn)將該發(fā)明的第1實(shí)施例借圖l、2、8、l0、12進(jìn)行說明(心軸驅(qū)動(dòng)型)。
鍛細(xì)機(jī)1的殼體2內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)狀耐壓環(huán)3，它的內(nèi)側(cè)等問隔可轉(zhuǎn)動(dòng)地配設(shè)有背襯滾子4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h(指全體時(shí)符號(hào)為4)。背襯滾子4內(nèi)壓入背襯5a、5b、5c、5d、5e(指全體時(shí)符號(hào)為5)，由于要使金屬模6a、6b、6c、6d、6e(指全體時(shí)符號(hào)為6)向金屬線材7的加工一側(cè)移動(dòng)；滾子4安裝在按規(guī)定間隔所配置的環(huán)8、9上。
在前述的殼體2上，通過軸承10橫架著心軸11，在心軸11的外端固定著皮帶輪12，該皮帶輪12與馬達(dá)13的皮帶輪14間裝有皮帶15；在心軸11的內(nèi)端連接著模座16，在模座l6的溝槽17中順序沿半徑方向可滑動(dòng)地安裝著前述的金屬模6、背襯5。
在前述模座16上，對(duì)著金屬線材7的移動(dòng)方向(箭頭36所指方向)，從心軸11的相對(duì)的一側(cè)順序設(shè)置了第一溝槽17a、與第一溝槽成直角的第二溝槽17b、與第二溝槽成直角的第三溝槽17c(見圖12)。在各溝槽內(nèi)安裝了前述的鍛模的第1模6a、第2模6b、第3模6c與背襯的第l背襯5a，第2背襯56、第4背襯5c(見圖7)。
在前述的鍛細(xì)機(jī)1上，起動(dòng)馬達(dá)l3，通過皮帶輪l4、皮帶15、皮帶輪12使心軸1l沿箭頭18的方向旋轉(zhuǎn)(圖2)。由背襯轉(zhuǎn)子4a、4e對(duì)第1對(duì)模6a、6a、第3對(duì)模6c、6c加壓，由背襯轉(zhuǎn)子4c、4g對(duì)第2對(duì)模6b、6b加壓。從而，由第1對(duì)模6a、6a加壓形成的膨出部由第2對(duì)模6b、6b加壓，而由第2對(duì)模加壓形成的膨出部由第3對(duì)模加壓，這樣金屬線材7即可形成橫斷面為正圓的線材7a。
前述那樣的分3段鍛細(xì)金屬模的場合，鍛細(xì)是由第1對(duì)模與第2對(duì)模進(jìn)行的；而在圖8所示的5段的場合，則由第1—第4對(duì)模進(jìn)行鍛細(xì)。第1對(duì)模中由于在往橫向膨出變形，所以變形阻力比較??；第2對(duì)模對(duì)膨出部加壓使其變形，因此變形阻力也比較小；第3對(duì)模由于只進(jìn)行表皮光軋，變形阻力當(dāng)然也比較小。因此，整個(gè)變形阻力都小，可以得到高的生產(chǎn)效率。前述的第1模按箭頭25a所示的方向(圖10)加壓，金屬材料則沿箭頭26a所示的方向膨出，第2對(duì)模按箭頭29的方向加壓，則金屬線材可以很容易變形。
實(shí)施例2現(xiàn)以圖3、4說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。
在實(shí)施例1中，是由心軸11給予回轉(zhuǎn)力，而在本實(shí)施例中，則是在耐壓環(huán)19的外側(cè)壁上設(shè)有V形溝槽20而形成V形皮帶輪21，它與馬達(dá)22的皮帶輪23間裝有V形皮帶24。圖中的25作為機(jī)體26的支架以螺釘27、27固定之。本實(shí)施例中前述實(shí)施例提到的背襯滾子4、背襯5和模子6與第1實(shí)施例中作用相同，這里省去說明。
在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)V形皮帶輪21，背襯滾子4即按箭頭28所示的方向移動(dòng)，順序?qū)Ρ骋r5加壓，由于各鍛細(xì)金屬模的角度通常保持一定的位置關(guān)系，所以變形阻力變小，關(guān)于這一點(diǎn)，與第1實(shí)施例相同。上述的鍛細(xì)機(jī)主要用于提高扭絞線纜各線間的密度。在這里把模的全長(溝槽)加長了，即做成金屬線材直徑的20—30倍長。從而，材料在長度方向不變化，而使直徑減小，而且不會(huì)產(chǎn)生變形凸片，而成為高速生產(chǎn)用鍛細(xì)機(jī)。
實(shí)施例3下邊再把本發(fā)明就著圖5、圖6上所示的實(shí)施例3加以說明。
即在耐壓環(huán)19的外側(cè)設(shè)有V形溝槽20，構(gòu)成V形皮帶輪21，V形皮帶輪21與馬達(dá)22的V形皮帶輪23間裝有V形皮帶24，可以帶動(dòng)耐環(huán)19旋轉(zhuǎn)。另外，在心軸的外端固定著V形皮帶輪12，與固定在馬達(dá)13的軸上的V形皮帶輪14間裝有皮帶15，而且中間夾裝著單向超越離合器38，而在前述心軸11的內(nèi)端裝有模座16。如前所述，耐壓環(huán)19的旋轉(zhuǎn)與實(shí)施例2相同；心軸11的旋轉(zhuǎn)情況與實(shí)施例相同。比如，將耐壓環(huán)19按箭頭32所示的方向旋轉(zhuǎn)；心軸11按箭頭31所示的方向旋轉(zhuǎn)(圖6)。
因而，實(shí)施例3成了耐壓環(huán)19與心軸11間夾裝著單向超越離合器、兩者都旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
在加工斷面很小的金屬線材(細(xì)線，比如直徑2—6mm)的場合，鍛細(xì)加壓時(shí)的力矩傳給被加工材料，細(xì)線材料為能彈性地耐著扭轉(zhuǎn)彈力，鍛細(xì)加壓時(shí)的力矩在到下一次打壓前成為無負(fù)荷的瞬間里，要能使加工材料扭轉(zhuǎn)復(fù)元。
另外在加工粗線材(或棒材)的場合與細(xì)線材時(shí)不同，心軸的旋轉(zhuǎn)有必要放在低速。
實(shí)施例4下邊就圖7、8、9上給出的實(shí)施例4加以說明。圖7所示的實(shí)施例中是3段串聯(lián)，而在圖8所示的實(shí)施例中則是5段串聯(lián)。各模6a、6b、6c、6d、6e與各背襯5a、5b、5c、5d、5e，每一對(duì)相鄰件都成直角配置。圖9所示的實(shí)施例中，鍛細(xì)金屬模30a、30b、30c互成120°角成放射狀配置。
從而，作為本發(fā)明的實(shí)施例，將3組鍛細(xì)金屬模成串聯(lián)排起來(圖7)，第1組的鍛細(xì)金屬模6a、6a與第2組的鍛細(xì)金屬模6b、6b互成90°；而第2組的鍛細(xì)金屬模6b、6b對(duì)第3組的金屬模6c、6c互成90°，而與第4組的同一角度(即前后重疊)。從而，形成了對(duì)著材料從前位金屬模膨出的方向，而從遮擋它的方向的面上加壓。
同樣，若將5組鍛細(xì)金屬模串聯(lián)排起來(圖8)，前述的第3組鍛細(xì)金屬模6c、6c與第4組鍛細(xì)金屬模6d、6d成90角，而第4組鍛細(xì)細(xì)金屬模6d、6d與第5組鍛細(xì)金屬模6e、6e成90°角。從而，作為整體，鍛細(xì)金屬模6a、6c、6e以及6b、6d分別處于同一角度(前后重疊)。
另外，圖11是本發(fā)明配置有3段鍛細(xì)金屬模的鍛細(xì)機(jī)的實(shí)施例。而心軸11由滾子軸承33支承。模座16則由貫通螺栓34、34連結(jié)成一體。還有，在心軸11上固定有V形皮帶輪3)，在V形皮帶輪37上裝著皮帶35。圖12乃是表示3段鍛細(xì)金屬模的模座16a、16b、16c相互關(guān)系的斜視圖。
實(shí)施例5若依前述實(shí)施例1、2、3、4，其生產(chǎn)加工的速度可達(dá)到原來加工方法的數(shù)倍?？墒窃谶@些加工中，由于鍛細(xì)金屬模在相鄰金屬模間前后同時(shí)加壓，金屬材料的變形受到限制，對(duì)于高變形率(如10％以上)的鍛細(xì)加工場合達(dá)不到圓滑加工。而實(shí)施例5，至少不對(duì)相鄰金屬?；蛘麄€(gè)金屬模同時(shí)加壓，使加壓時(shí)間稍稍錯(cuò)開一點(diǎn)，有可能得到30％那樣高的鍛細(xì)率。
上述的錯(cuò)開加壓時(shí)間，乃是改變背襯5的對(duì)接面的形狀(如錯(cuò)開最大膨出部位置)，從而錯(cuò)開背襯滾子的加壓時(shí)間。如圖13(a)、(b)那樣，由于背襯5的最大膨出部36與最大膨出部36a保持一定的角度θ，從而可以防止同時(shí)加壓。另外，如能錯(cuò)開背襯滾子的安裝位置也能起到同樣的作用。
如上所述的那樣改變背襯5的最大膨出部位置、或錯(cuò)開背襯滾子的安裝位置等以外，采取什么樣的手段，以求至少相鄰的金屬模不會(huì)同時(shí)加壓，或整個(gè)金屬模不會(huì)同時(shí)加壓，也是本發(fā)明的技術(shù)范圍。
如依本發(fā)明，由于數(shù)組鍛細(xì)金屬模分別成一定角度順序串聯(lián)排列，對(duì)金屬材料加工時(shí)的變形阻力變小，可取得以高速生產(chǎn)進(jìn)行加工的效果。同時(shí)還可以取得提高制品的密度、得到金屬結(jié)晶的細(xì)化、防止金屬畸變的偏在、防止產(chǎn)生凸片等諸效果。
另外，由于避開了至少相鄰金屬?；蛘麄€(gè)金屬模對(duì)金屬材料加工時(shí)的同時(shí)變形的限制，所以即使在進(jìn)行比較高的鍛細(xì)率(如15％以上)的鍛細(xì)加工時(shí)，也可以得十分滿意的效果。
權(quán)利要求
1.一種高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)機(jī)，其特征在于在被加工材料的長度方向串聯(lián)排列了多組鍛細(xì)金屬模，相鄰的鍛細(xì)金屬模相互對(duì)接設(shè)置，而各組相鄰的鍛細(xì)金屬模被配置成對(duì)著加壓時(shí)材料的變形膨出方向，而在遮擋膨出材料的方向的面上同時(shí)加壓。
2.按權(quán)利要求1的該鍛細(xì)機(jī)，其特征在于串聯(lián)配置的鍛細(xì)金屬模的組數(shù)為2—6組。
3.一種高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)加工方法，在以沿著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)排列的多個(gè)鍛細(xì)金屬模進(jìn)行的連續(xù)的加工方法中，其特征在于毗鄰后位鍛細(xì)金屬模的加壓方向?qū)χ拔诲懠?xì)金屬模加壓時(shí)材料的膨出方向，而在遮擋著膨出金屬的方向的面上加壓。
4.按權(quán)利要求3的該加工方法，其特征在于相鄰鍛細(xì)金屬模加壓時(shí)能抑制由于金屬塑性產(chǎn)生的材料變形流動(dòng)阻力緩慢地增加。
5.一種高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)加工方法，在以沿著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)排列的多個(gè)鍛細(xì)金屬模進(jìn)行連續(xù)加工的方法中，其特征在于毗鄰后位的鍛細(xì)金屬模的加壓方向?qū)χ拔诲懠?xì)金屬模加壓時(shí)的材料膨出方向，而在遮擋著材料脹出的方向的面上加壓，至少不對(duì)相鄰金屬模同時(shí)加壓。
6.一種高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)加工方法，在以沿著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)排列的多個(gè)鍛細(xì)金屬模進(jìn)行連續(xù)加工方法中，其特征在于，毗鄰后位的鍛細(xì)金屬模的加壓方向，對(duì)著前位鍛細(xì)金屬模加壓時(shí)材料膨出方向，而在遮擋著膨出金屬材料的方向的面上加壓，保持整個(gè)金屬模的加壓時(shí)間以所規(guī)定的錯(cuò)開量，而不對(duì)各組金屬模同時(shí)加壓。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于在提高由鍛細(xì)機(jī)進(jìn)行金屬材料加工的生產(chǎn)率的同時(shí)，提高制品的密度、得到金屬結(jié)晶的細(xì)化、而且可以防止金屬畸變的偏在。為達(dá)此目的發(fā)明的高速生產(chǎn)用的鍛細(xì)機(jī)具有如下特征對(duì)著被加工金屬材料的長度方向串聯(lián)排列數(shù)組鍛細(xì)金屬模，把相鄰金屬模對(duì)接設(shè)置，同時(shí)對(duì)著各組鍛細(xì)金屬模加壓時(shí)材料的變形膨出方向，在直角面同時(shí)加壓。而本發(fā)明的方法的特點(diǎn)為上述裝置所體現(xiàn)。
文檔編號(hào)B21C3/00GK1135385SQ9610133
公開日1996年11月13日 申請(qǐng)日期1996年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月31日
發(fā)明者吉田桂一郎 申請(qǐng)人:吉田桂一郎