CN1039680C - 采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种采用两轮连续挤压装置设有用于将通道与包覆腔沟通的包覆材料输入孔，包覆腔用于将包覆材料挤压到用于制造复合金属线的金属芯线上。包覆材料输入孔相对连接转轮旋转轴线的连线倾斜，从而使包覆腔相对上述连线处于供入包覆材料棒的一侧。由此而使用于约束靴块的约束力变小。

Description

采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置

本发明涉及一种采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置，尤其涉及对包覆材料输入孔位置优化的改进。

一种常规的采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置包括：两个相对复合金属线挤出方向对称布置的旋转轮，各轮的外圆周面上设有一道槽；一个具有弧型边缘面的用于局部封闭旋转轮上的槽以便形成两条通道的固定靴块；一个带孔的喷嘴，金属芯线穿过该孔供入所述装置；两个位置可调的支座，各支座压入相应的旋转轮的槽中以封闭那一条通道；两个调整螺栓，每条螺栓用以调整相应的支座相对相应旋转轮的接触压力；其中的靴座上设有一个型模，该模处于在包覆腔中挤压复合金属线的一侧，所述包覆腔在型模的喷嘴之间形成并与两条通道相连。

在制造过程中，当两个旋转轮转动而向两根铝棒施加拉力时，这两根铝棒便被送入两条通道，这样塑炼的铝便在支座的控制下被送入包覆腔，在包覆腔中，从喷嘴送入的钢线被塑炼的铝所包覆，再从型模中挤出。

这样，使用两轮连续挤压装置制造出由铝包覆层所包覆的钢芯线所构成的复合金属线。

在这种两轮连续挤压装置中，通过包覆材料输入孔将包覆腔与通道相连，其中包覆材料输入孔沿垂直于复合金属线的挤出方向设置，从而使其处于旋转轮的旋转轴线的连线上。

在另一种常规的用两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置中，一个包覆腔相对旋转轮旋转轴线的连线设置于与供入包覆材料的相对的另一侧，这样包覆材料输入孔相对复合金属线的挤出方向倾斜。另外，支座和喷嘴的组合体由一个内部设有喷嘴的支座所代替。

但对于前一种用于制造复合金属线的常规装置，由于支座位置变化小而导致调整量不足，不能在旋转轮的槽和支座之间形成有效的密封，当由于这种装置的部件，如旋转轮擦伤、磨损等原因而使上述情况严重时，这种装置总会存在难于抑制的毛刺层的缺陷。此外，只能简单地更换一个新的这类部件。这将导致一些麻烦并要更频繁地进行固定靴块、可调位置的支座等的装卸操作。除此之外还有需要制造的复合金属线的部件在尺寸精度方面的缺陷，因为要依靠经验来调准预定的精度，这需要长时间地调整这种装置。此外还有由旋转轮的转动所产生的对固定靴座的拉力(一个水平分力)是直接作用在调整螺栓和用于支撑调整螺栓的支座上的缺陷，这将要求支承块的机械强度要很大。

另一方面，由于分离的支座在位置上大大被改变的原因而使得对密封接触压力的调整较容易，以及部件的尺寸精确降低至某种程度，而使得后一种采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的常规装置比前一种常规装置更实用。但仍存在用于支撑支座的力必须很大的缺陷，这是因为包覆材料输入孔相对于旋转轮的旋转轴线连线倾斜至与供入包覆材料棒相对的一测。另外还有这种装置的价格上升的缺陷，这里因为固定靴块和支座的整体形状变成一个大整块，且因此为了装配而被分成两部分。结果是要对分开的部分进行组装和拆卸，这就需要较长的时间和熟练的工人。

US-5,000,025公开了一种两轮式连续挤压机，它有一个由泵66带动的用于模具组件18的安装结构。该安装结构利于含有许多零部件的模具组件18的装配以及模具组件18在挤压机上的安装。亦即，该安装结构只是用来精确地装配和安装模具组件18，特别是用来在挤压管体时使模具组件18和心轴精确地定位。因此，该安装结构并不能用来在挤压操作中调整模具组件18的位置。在挤压操作中对模具组件18位置的约束是靠机架26，然而，机架26并不能调整模具组件18的位置。

本发明的目的在于提供一种以两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置，在该挤压装置中具有在挤压操作中可对固定靴块相对于旋转轮的位置进行调整的调整装置。

本发明的另一个目的在于提供一种以两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置，在该挤压装置中，一些部件的尺寸精度被降低。

本发明的目的还在于，提供一种以两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法和装置，在该挤压装置中，对其进行装配和拆卸的操作得以简化。

根据本发明的采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法，它包括以下步骤：

设置两个在其外圆周上各有一条无端槽的旋转轮；

设置一个固定靴块，其上具有两个对着上述旋转轮槽的部分，用以形成两条通道，和一个用于挤出复合金属线的型模；

设置一个支座块，该块具有两个用于封闭上述两条通道的部分，和一个用于供入金属芯线的喷嘴；

形成两个与上述两条通道相连的包覆材料输入孔和一个包括型模和喷嘴的包覆腔，该腔在固定靴块和支座块之间与两个包覆材料输入孔相连通；

以预定的速度沿预定的反方向旋转上述两个旋转轮；

向所述的两条通道送入两根包覆材料棒以便使其在压力增高的情况下被塑炼，并将金属芯线通过喷嘴送至包覆腔，以便从型模中挤出复合金属线，所述复合金属线包括金属芯线和根据包覆材料棒的塑炼变型挤压在金属芯线上的包覆材料层；

产生一个固定靴块的拉力和一个由两个旋转轮的动力所导致的反作用力，该力与两个旋转轮的旋转所产生的挤压力相等；所述拉力的水平分量与所述反作用力的水平分量的矢量反向；

其特征在于，

设置一个调整装置将所述固定靴块调整至相对于所述旋转轮的预定定位置，所述调整装置设置成抵抗上述两个水平分力的合力；

所述设置一个调整装置的步骤包括用螺栓将一个支承块拧在固定靴块上以抵抗所述两个水平分力的合力。

在本发明的方法中，上述形成两个包覆材料输入孔的步骤包括将所述两个包覆材料输入孔设置成分别与两个旋转轮的旋转方向相反，相对于所述两个旋转轮的旋转轴线的连线倾斜10°至40°。

根据本发明的采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置，它包括：

两个在复合金属线挤出方向上对称布置的旋转轮，各轮的外圆周面上设有无端槽；

一个固定靴块，其上设有分别对着两个旋转轮的两条槽的用以形成两条通道的两部分；和一个用于挤出复合金属线的型模，所述两条通道包覆住供入其中的材料棒；

一个支座块，其上设有用于封闭两条通道的两部分，和一个用于供入金属芯线的喷嘴；

一个容纳所述喷嘴和所述型模的包覆腔；

两个设于固定靴块和支座块之间用以将两条通道与包括喷嘴和型模的包覆腔连通的包覆材料输入孔；

其特征在于，

两个包覆材料输入孔在与所述两个旋转轮的旋转方向相反的方向上相对连接两个旋转轮旋转轴线的连续以10°至40°的角度倾斜，以及所述调整装置的位置设置成在一个与所述复合金属线挤出方向相对的方向上抵靠住所述固定靴块。

所述调整装置包括一个支承块用于将所述固定靴块约束在所述予定位置，以及在所述支承块上的螺栓用于为所述固定靴块提供所述调整。

由于本发明的方法和装置使挤压装置能在挤压操作中对固定靴块相对于旋转轮的位置进行调整，从而能高效低成本地生产出合格的产品而优于现有技术。

下面将结合附图进一步描述本发明，其中：

图1为表示采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的第一种常规装置的横剖视图；

图2表示采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的第二种常规装置的横剖视图；

图3表示采用本发明优选实施例的两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置的横剖视图；

图4表示使用两轮连续挤压装置制造复合金属线的这种优选装置的放大的主要部分的横剖视图；

图5A至5D表示作用于采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的这种优选装置中的各力的矢量图；

图6为表示包覆材料输入孔的角度与该优选装置中诸力之间关系的曲线图，所述装置采用两轮挤压装置制造复合金属线。

在解释采用本发明优选实施例的两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置之前，先描述图1和2中的利用两轮连续挤压装置制造复合金属线的前述常规装置。

图1表示第一种常规装置，该装置采用两轮连续挤压装置制造复合金属线，其中包括在其外圆周上设有槽11a和11b的旋转轮10a和10b；设置一个带有模13的固定靴块12，以便沿着旋转轮10a和10b的槽11a和11b的部分形成通道，支座14a和14b用于根据旋转轮槽11a和11b的压力封堵所述通道；喷嘴15用于供入一条金属芯线20；支撑块17用于给支座14a和14b定位；而螺栓16a和16b用于调节支座14a和14b的位置。在该装置中，包覆材料输入孔18a和18b与包覆腔19均设定于固定靴块12和喷嘴15之间，这样它们均处于连接旋转轮10a和10b的旋转轴线的线L上。

在制造复合金属线22的过程中，将包覆材料棒(例如：铝)21a和21b沿旋转轮槽11a和11b通过通道和包覆材料输入孔18a和18b送至包覆腔19，在该腔中用压力将塑炼的包覆材料压在金属芯线(例如：钢)20的外表面，以便从模18中挤出复合金属线22。在这种装置中，支座14a和14b对旋转轮槽11a和11b内部的密封接触压力根据螺栓16a和16b在挤压和退回的方向使支座14a和14b所产生的位移予以调节。

图2表示第二种常规装置，该装置利用两轮连续挤压装置制造复合金属线，其中与图1类似的部件采用与图1相同的编号表示。

在这种装置中，包覆材料的输入孔18a和18b相对旋转轴线的连续L倾斜θ角度，这样，相对连线L，包覆腔19处于供入包覆材料棒21a和21b的相对的侧。另外，由支座23形成喷嘴15，这样支座23不同程度的水平位移不仅可以调整水平压力，而且可以调整垂直压力。

但是，根据这种利用两轮连续挤压装置制造复合金属线的第一和第二常规装置会导致上述缺陷。

下面将阐述图3中采用根据本发明优选实施例的两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置，其中，对于相同的部件采用如图1和2中所使用的相同的编号予以表示。

在本优选装置中，包覆材料输入孔18a和18b对于旋转轮轴线的连线L以与图2所示相反的方向倾斜θ角，这样包覆腔19便相对于连线L处于供入包覆金属棒21a和21b的同一侧。另外，设置支撑块17以便用螺栓16a和16b调整固定靴块25的位置，并在包覆金属输入孔18a和18b的内表面上设置耐热合金环件26a和26b。靴块25和支撑块24最好是一个整块。

下面将阐述采用两轮连续挤出装置制造这种复合金属线22的装置的诸部件上所受的各种力。图4中表示了一个根据旋转轮10a的旋转，在矢量方向上拉固定靴块25的拉力F₁，和一个由旋转轮10a的动力(挤压力)所产生的反作用力F₂。

在图5A至5D中描述了力F₁和F₂以及限定固定靴块25的约束力F₀，其中各矢量与挤出方向相反的方向上为正，在挤出方向上为负。

约束力F₀的大小等于拉力F₁的水平分量f₁和反作用力F₂的水平分量f₂的合力的大小，而方向则与该合力方向相反。如果假设拉力F₁和反作用力F₂具有如图5A和5B所示的矢量，则约束力F₀将为如图5C所示的负值或如图5D所示的正值。

图6表示相对于θ角在水平方向作用的力F，θ角由包覆金属输入孔18a相对连线L之间的关系所限定。其中力F在挤出方向上为正，θ角在逆时针方向上为正，这样，在优选实施例中θ角为负。

从图6中所示曲线可知，拉力F₁的水平分量f₁的方向总是在正方向上而与包覆金属输入孔18a的限定角θ的大小无关，而其大小则在靠近θ角为零度处为最大值；反作用力F₂的水平分量f₂在θ角为负的区域中近似为负值，在θ角为正的区域中为正值，且在各该区域中其绝对值与θ角的绝对值成正比。

  为水平分力f₁和f₂的合力的约束力F₀在预定负θc角处为0，而在θc角负的一测该力为负值，在θc角的正的一测该力为正值。更糟糕的是，约束力F₀随着θ角在正方向上的增加而变大。为此，在优选实施例中将θ角选为大约是θc，这样便使约束力F₀变成O或相对小的值，以便于可以小的外力使固定靴块25产生位移。当然，这也可容易地进行微小的位置调整。当θ角处于角θc的负侧、该合力为负，而约束力F₀为正时，这样可利用沿挤出方向相反的方向作用的外力来完成固定靴块25的位置调整。

在制造由在钢芯线20上包覆铝包覆层21所形成的复合金属线22时，在第一个例子中，假设θ角为-25°，即包覆材料输入孔18a和18b在供应包覆材料棒21a和21b的一侧相对连线L倾斜25°。在此情况下测得的约束力F₀约5吨。另一方面，在如图1所示的常规装置中的约束力F₀是40吨，其支座14a和14b各需要20吨。由这些所测得的约束力F₀的比较可明显看出，在本发明中，约束力F₀被大大地减小了。

当负角θ的绝对值大于上述特定角的绝对值时，拉力F₁的水平分力f₁总是小于反作用力F₂的水平分量f₂，这样所需的约束力F₀总是与挤出方向相反。其结果是，在金属芯线20的供入侧无需约束装置，且用于约束固定靴块25(该块可与支座24为一体)的支承机构也仅需设置于复合金属线22的挤出侧。这样，将使固定靴块25的位置调整和支座24在旋转轮10a和10b的槽11a和11b上的压力调整变得非常容易。

在本优选实施例中，在包覆材料输入孔18a和18b的内表面上设有耐热合金环26a和26b，这样既可保护其免受磨损和由高温所引起的损坏，这种高温是由于包覆材料棒21a和21b在旋转轮10a和10b与固定靴块25之间形成的通道中研磨所产生的。耐热合金环26a和26b可由lnconel(商标)制成，lnconel是一种镍基耐热合金。

在本发明中，复合金属线在材料和结构方面是可变化的。例如，一种金属芯线可以是一种具有轴向孔的金属线、一种多股线、一种带槽的线、一种由连续的或不连续的绝缘体所绝缘的线等等。

作为优选实施例的第二个例子，将包覆材料输入孔18a和18b的角度θ设置成-15°，通过孔18a和18b将铝送入包覆腔19，以制成一种具有钢线20和铝包覆层21的复合金属线22。在这种情况下，采用下列参数：参数                         例1            例2旋转轮外径                 φ440mm        φ440mm铝包覆村料棒直径           φ9.5mm        φ9.5mm钢芯线直径                 φ6.6mm        φ2.1mm铝包覆复合线直径           φ7.6mm        φ3.4mm铝包覆层厚度                 0.5mm          0.65mm旋转轮转数                   7.3rpm         5.5rpm钢芯线预热温度               400℃          400℃钢芯线正面拉力               2000Kg         350Kg包覆材料铝的极限             95％           93％

从以上表格可明显看出，在供入包覆腔19之前先对钢芯线预热，且钢芯线是由正面拉力送入的，例如，由一个卷筒所产生的拉力送入。所述的卷筒设在紧跟着两轮连续挤出装置后的地方。

因此，铝包覆材料的极限在例1中是95％，例2中是93％。这意味着，在本发明中的这种极限与图1中所示的那种常规装置——其极限大约为80-85％——相比较已被大大地改善。

在如图3所示的装置的变形中，支座块24可以有个模子，靴块可以有个喷嘴，这样挤出方向便反过来了。

虽然已根据特殊实施例对本发明予以阐述以求完整、清楚地予以公开，所附权利要求并不因此而被限定，而是构成所包含的所有变形和变化的结构，这些变化可由一个普通技术人员在全部落入前述教导的基础上的技术领域中予以实现。

Claims (3)

1.一种采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法，它包括以下步骤：

设置两个在其外圆周上各有一条无端槽的旋转轮；

设置一个固定靴块，其上具有两个对着上述旋转轮槽的部分，用以形成两条通道，和一个用于挤出复合金属线的型模；

设置一个支座块，该块具有两个用于封闭上述两条通道的部分，和一个用于供入金属芯线的喷嘴；

形成两个与上述两条通道相连的包覆材料输入孔和一个包括型模和喷嘴的包覆腔，该腔在固定靴块和支座块之间与两个包覆材料输入孔相连通；

以预定的速度沿预定的反方向旋转上述两个旋转轮；

向所述的两条通道送入两根包覆材料棒以便使其在压力增高的情况下被塑炼，并将金属芯线通过喷嘴送至包覆腔，以便从型模中挤出复合金属线，所述复合金属线包括金属芯线和根据包覆材料棒的塑炼变型挤压在金属芯线上的包覆材料层；

产生一个固定靴块的拉力和一个由两个旋转轮的动力所导致的反作用力，该力与两个旋转轮的旋转所产生的挤压力相等；所述拉力的水平分量与所述反作用力的水平分量的矢量反向；

其特征在于，

设置一个调整装置将所述固定靴块调整至相对于所述旋转轮的预定位置，所述调整装置设置成抵抗上述两个水平分力的合力；

所述设置一个调整装置的步骤包括用螺栓将一个支承块拧在固定靴块上以抵抗所述两个水平分力的合力。

2.如权利要求1所述的采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的方法，其特征在于，

上述形成两个包覆材料输入孔的步骤包括将所述两个包覆材料输入孔设置成分别与两个旋转轮的旋转方向相反，相对于所述两个旋转轮的旋转轴线的连线倾斜10°至40°。

3.一种采用两轮连续挤压装置制造复合金属线的装置，它包括：

两个在复合金属线挤出方向上对称布置的旋转轮，各轮的外圆周面上设有无端槽；

一个固定靴块，其上设有分别对着两个旋转轮的两条槽的用以形成两条通道的两部分；和一个用于挤出复合金属线的型模，所述两条通道包覆住供入其中的材料棒；

一个支座块，其上设有用于封闭两条通道的两部分，和一个用于供入金属芯线的喷嘴；

一个容纳所述喷嘴和所述型模的包覆腔；

两个设于固定靴块和支座块之间用以将两条通道与包括喷嘴和型模的包覆腔连通的包覆材料输入孔；

其特征在于，两个包覆材料输入孔在与所述两个旋转轮的旋转方向相反的方向上相对连接两个旋转轮旋转轴线的连线以10°至40°的角度倾斜，以及所述调整装置的位置设置成在一个与所述复合金属线挤出方向相对的方向上抵靠住所述固定靴块；

所述调整装置包括一个支承块用于将所述固定靴块约束在所述予定位置，以及在所述支承块上的螺栓用于为所述固定靴块提供所述调整。

Images