CN103128127A - 一种矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺及其生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺，用于生产直边圆角的矩形截面钢丝，包括以下步骤：圆钢丝通过二连式二辊模进行辊压，在平行于圆钢丝的延伸方向上辊压形成矩形截面钢丝的初步长边，在垂直于长边的方向上辊压再形成矩形截面钢丝的初步宽边，完成圆钢丝在矩形的四个方向上的辊压；通过固定式四辊模进行辊压形成直边的初步矩形截面钢丝；初步矩形截面钢丝通过截面为直边圆角的矩形固定式拉拔模具拉拔得到规则的直边圆角的该矩形截面钢丝。本发明还涉及该矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的生产设备。本发明的优点在于：克服了矩形拉拔时，钢丝四个圆角部分磨损严重，形成塌角而不能满足产品的尺寸要求的缺陷，取得了较佳效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢丝成形工艺及其生产设备，尤其涉及一种矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺及其生产设备。
背景技术
矩形截面钢丝具有高强度、高韧性、低松弛、耐腐蚀、耐疲劳和耐磨损等优良性能，广泛应用于航天、机械、汽车、军工、电子工业及通讯、玩具等领域。国外对矩形钢丝生产在理论和试验方面进行了大量的研究，矩形钢丝传统成形方法为模拉法，即用事先加工成一定几何形状的硬质合金模(或聚晶模)由圆钢丝逐道次拉拔，直至拉拔成所需尺寸、形状。
如图1所示，矩形截面钢丝的矩形截面的宽为a、长为b（a、b可以相等或不同），存在圆角半径为r的四个圆角，四个圆角首尾通过四个直边连接。在拉拔过程中，拉拔模的圆角处磨损严重，且拉拔模的圆角处难以充满，同时制模难度大、表面易划伤，小圆角矩形钢丝很难批量生产。
经分析，其主要原因是，矩形截面钢丝不同于圆形截面钢丝。在矩形截面钢丝的拉拔过程中，矩形截面钢丝的金属塑性流动不均匀，拉拔模的直边部分金属易于流动而拉拔模的圆角处金属难以流动，因而导致拉拔力不均，拉拔模的圆角处磨损严重。而且，根据塑性成形原理可知，拉拔模的圆角处是成形的死角，很难充满，导致拉出的钢丝四角的圆角部分为塌角，不能满足产品的尺寸要求。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺及其生产设备，其提出组合法生产矩形截面钢丝工艺成形，即多次辊压与拉拔组合矩形成形，克服了上述缺陷，取得了较佳效果。
本发明是这样实现的，一种矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺，其用于生产直边圆角的矩形截面钢丝，包括以下步骤：
首先，圆钢丝通过二连式二辊模进行辊压，该二连式二辊模包括横轴二辊压模以及纵轴二辊压模，横轴二辊压模以及纵轴二辊压模为滚动式且在不同位置、相互垂直的方向，该横轴二辊压模先在平行于该圆钢丝的延伸方向上辊压该圆钢丝，形成该矩形截面钢丝的初步长边，该纵轴二辊压模再辊压已形成初步长边的钢丝，形成该矩形截面钢丝的初步宽边；
其次，完成在矩形的四个方向上辊压的钢丝通过固定式四辊模进行辊压，形成直边的初步矩形截面钢丝；
最后，该直边的初步矩形截面钢丝通过截面为直边圆角的矩形固定式拉拔模具拉拔得到直边圆角的该矩形截面钢丝。
优选的，该矩形截面钢丝的圆角半径/长边长度的比值不超过0.036。
本发明还提供一种应用于矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的生产设备，该生产设备包括：
二连式二辊模，其包括横轴二辊压模以及纵轴二辊压模，横轴二辊压模以及纵轴二辊压模为滚动式且在不同位置、相互垂直的方向，该横轴二辊压模用于在平行于圆钢丝的延伸方向上辊压该圆钢丝，形成矩形截面钢丝的初步长边，该纵轴二辊压模用于在垂直于该长边的方向上辊压钢丝，形成该矩形截面钢丝的初步宽边；
固定式四辊模，其用于对经该二连式二辊模辊压的钢丝继续辊压形成直边的初步矩形截面钢丝；
截面为直边圆角的矩形固定式拉拔模具，其用于对该初步矩形截面钢丝矩形拉拔得到直边圆角的矩形截面钢丝。
优选的，该矩形截面钢丝的圆角半径/长边长度的比值不超过0.036。
本发明的优点在于：
1、改变了金属塑性流动方式，拉拔成形是靠模具约束金属流动，迫使金属流动，形成的压力大、模具磨损严重，而辊压成形是将力直接加载与变形体上，成形力小，金属流动在一个方向上无约束；
2、辊子加工方便，成本低，磨损小，寿命长；
3、产品表面质量高，一致性好。
附图说明
图1为待生产的直边圆角的矩形截面钢丝的截面示意图。
图2为本发明较佳实施方式提供的矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的工艺流程图。
图3为图2中矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的生产设备的使用状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，其为本发明较佳实施方式提供的矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的工艺流程图。本发明的矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺用于生产如图1所示的直边圆角的矩形截面钢丝。
请结合图3，其为图2中矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的生产设备的使用状态示意图。生产矩形截面钢丝需要用到的生产设备包括二连式二辊模1、固定式四辊模2以及直边圆角的矩形固定式拉拔模具3，该生产设备把圆钢丝6成形为直边圆角的矩形截面钢丝7。
二连式二辊模1包括横轴二辊压模4以及纵轴二辊压模5，横轴二辊压模4以及纵轴二辊压模5为滚动式且在不同位置、相互垂直的方向，从而形成金属流动在某一方向上无约束。
首先，该横轴二辊压模4在平行于该圆钢丝6的延伸方向上辊压该圆钢丝6，形成该矩形截面钢丝7的初步长边，接着，该纵轴二辊压模5辊压已形成初步长边的钢丝再形成该矩形截面钢丝7的初步宽边。
固定式四辊模2用于对经该二连式二辊模1辊压后的钢丝继续辊压，形成直边的初步矩形截面钢丝。直边圆角的矩形固定式拉拔模具3用于对该初步矩形截面钢丝矩形拉拔得到直边圆角的矩形截面钢丝7。固定式四辊模2继续辊压已形成初步直边的钢丝形成初步矩形截面钢丝，其四角在后续的拉拔过程中成形，因此时经多次辊压后，圆角处金属在通过拉拔模时变形很小，不会出现塌角，能很容易充满固定式拉拔模具3的圆角，从而生产出工艺质量较佳的直边圆角的矩形截面钢丝7。
综上，矩形截面钢丝7的辊拉组合成形工艺包括以下步骤：
首先，圆钢丝6通过二连式二辊模1进行辊压：该横轴二辊压模4在平行于该圆钢丝6的延伸方向上辊压该圆钢丝6，使该圆钢丝6先通过该横轴二辊压模4形成该矩形截面钢丝7的初步长边，接着，该纵轴二辊压模5辊压已形成初步长边的钢丝再形成该矩形截面钢丝7的初步宽边，完成该圆钢丝6在矩形的四个方向上的辊压；
其次，完成在矩形的四个方向上的辊压的钢丝通过固定式四辊模2进行辊压形成直边的初步矩形截面钢丝；
最后，直边的初步矩形截面钢丝通过截面为直边圆角的矩形固定式拉拔模具3矩形拉拔得到直边圆角的该矩形截面钢丝7。
综上所述，本发明通过多次辊压与拉拔组合矩形成形，克服了钢丝四角的圆角部分为塌角而不能满足产品的尺寸要求的缺陷，取得了好的效果。本发明的辊拉组合成形法，其原毛坯为圆钢丝，经过不同方向的辊压逐步形成矩形截面，最后用矩形拉拔模具拉拔得到产品的合格尺寸，此方法特别适合用于成形小圆角的矩形截面钢丝，圆角半径/长边长度的比值可以达到3.6%。
与传统技术相比，本发明的优点在于：
1、改变了金属塑性流动方式，拉拔成形是靠模具约束金属流动，迫使金属流动，形成的压力大模具磨损严重，而辊压成形是将力直接加载与变形体上，成形力小，金属流动在一个方向上无约束；
2、辊子加工方便，成本低，磨损小，寿命长；
3、产品表面质量高，一致性好。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺，其用于生产直边圆角的矩形截面钢丝，其特征在于：包括以下步骤：
首先，圆钢丝通过二连式二辊模进行辊压，该二连式二辊模包括横轴二辊压模以及纵轴二辊压模，横轴二辊压模以及纵轴二辊压模为滚动式且在不同位置、相互垂直的方向，该横轴二辊压模先在平行于该圆钢丝的延伸方向上辊压该圆钢丝，形成该矩形截面钢丝的初步长边，该纵轴二辊压模再辊压已形成初步长边的钢丝，形成该矩形截面钢丝的初步宽边；
其次，完成在矩形的四个方向上辊压的钢丝通过固定式四辊模进行辊压，形成直边的初步矩形截面钢丝；
最后，该直边的初步矩形截面钢丝通过截面为直边圆角的矩形固定式拉拔模具拉拔得到直边圆角的该矩形截面钢丝。
2.如权利要求1所述的矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺，其特征在于：该矩形截面钢丝的圆角半径/长边长度的比值不超过0.036。
3.一种应用于矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的生产设备，其特征在于：该生产设备包括：
二连式二辊模，其包括横轴二辊压模以及纵轴二辊压模，横轴二辊压模以及纵轴二辊压模为滚动式且在不同位置、相互垂直的方向，该横轴二辊压模用于在平行于圆钢丝的延伸方向上辊压该圆钢丝，形成矩形截面钢丝的初步长边，该纵轴二辊压模用于在垂直于该长边的方向上辊压钢丝，形成该矩形截面钢丝的初步宽边；
固定式四辊模，其用于对经该二连式二辊模辊压的钢丝继续辊压形成直边的初步矩形截面钢丝；
截面为直边圆角的矩形固定式拉拔模具，其用于对该初步矩形截面钢丝矩形拉拔得到直边圆角的矩形截面钢丝。
4.如权利要求3所述的应用于矩形截面钢丝辊拉组合成形工艺的生产设备，其特征在于：该矩形截面钢丝的圆角半径/长边长度的比值不超过0.036。
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