CN111673010A - 预绞丝半球型端部成型刀头及应用该刀头的成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预绞丝半球型端部成型刀头及应用该刀头的成型装置，属于电力金具生产制造加工技术领域，解决了传统预绞丝端部成型加工速度慢或者加工设备结构设计复杂的问题。刀头主要包括四根完全相同的、截面呈正方形的金属条，每根金属条的端头设有子刀头；成型装置包括工作台、动力单元、夹紧单元以及导向单元。本发明刀头及应用该刀头的成型装置以很低的成本、高效可靠地解决了预绞线端头成型加工问题，在电力金具预绞丝成型领域具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于电力金具生产制造加工技术领域，具体地说，尤其涉及一种设计构思巧妙、预绞丝半球型端部成型速度快、刀头加工容易、有效避免预绞丝尖端放电现象、有效保障电网安全性的预绞丝半球型端部成型刀头；本发明还涉及特别是应用该刀头的成型装置。
背景技术
预绞丝是用于架空电力导线以及电力架空光缆终端、悬挂、接头等的连接金具。预绞丝一般包括铝线预绞丝和铝包钢预绞丝。其中铝线预绞丝作为主流导线被广泛应用。我们知道，在110kV及以上高压线路上，不平滑的导体或金具产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围、曲率半径小的电极附近,当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生发电，形成电晕。电晕发生，除了有晕光，还有吱吱的放电声音，电晕电流是一个断断续续的高脉冲电流，引起有功损耗和无线电通信干扰，产生臭氧和氮氧化合物污染环境。所以预绞丝的端部需要成型成半球型或者鹦鹉嘴型以杜绝预绞丝端部尖端放电现象。
一开始预绞丝端部成型是人工在砂轮上凭手感和经验打磨出所需形状，成型速度慢、产品一致性比较差，对于打磨不好的产品依然会存在电晕隐患。也有的是利用模具压制成型，但用模具压制成型的在上下模拼合处会有棱角、毛刺，需要人工进行二次打磨加工，工序周期长、加工速度慢、生产成本高。后来，也有企业引进自动化设备，但自动化设备设计很复杂、制造成本很高，维修维护成本也很高。比如，授权公告号为CN101695733B、授权公告日为2011.08.17、发明创造名称为一种鹦鹉嘴状悬垂预绞丝成型设备及其成型方法的中国专利，其公开了一种可以加工预绞丝端部成型的自动化设备，主要包括“机箱、主电机、蜗轮、蜗杆、切削、电机、接触开关、控制凸轮、导轨槽、收紧轮、托架和脚踏开关；蜗轮、蜗杆通过安装支架安装在机箱一侧上部，蜗轮轴上装有四个控制凸轮，分别为第一个控制凸轮、第二个控制凸轮、第三个控制凸轮、第四个控制凸轮；在控制凸轮下部装有四个接触开关，分别为第一个接触开关、第二个接触开关、第三个接触开关、第四个接触开关，四个控制凸轮与四个接触开关分别相对应；主电机安装在机箱一侧，主电机输出轴上装有小皮带轮，蜗杆一端装有大皮带轮，小皮带轮通过传动皮带，传动蜗杆、蜗轮带动蜗轮轴上装有四个控制凸轮运转；切削电机安装在机箱上部切削电机输出轴上装有切削刀头，电机输出轴一侧装有导轨槽，导轨槽前装端有限位器，在导轨槽外侧装有收紧轮，收紧轮装在蜗轮轴另一端；托架装在机箱上，脚踏开关装在机箱下部”，由此可见，其技术方案很复杂，对于机械设备，结构复杂不单单会带来造价成本高的问题，同时伴随着故障率高，维修维护成本高等一系列的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种设计构思巧妙、预绞丝半球型端部成型速度快、刀头加工容易、有效避免预绞丝尖端放电现象、有效保障电网安全性的预绞丝半球型端部成型刀头；本发明还涉及特别是应用该刀头的成型装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种预绞丝半球型端部成型刀头，
包括四根完全相同的、截面呈正方形的金属条；
每根金属条的端头设有子刀头；子刀头包括与预绞丝半球型端部的经线轮廓相一致的刀刃，从刀刃往刀刃相对面方向上设有用于排屑的排屑滑坡；
四根金属条拼合构成刀头，四根刀刃的刀刃轮廓下顶点A一致朝内放置，四个下顶点A聚焦在一起形成预绞丝半球型端部的极点S，四根刀刃轮廓勾勒出预绞丝半球型端部的半球体表面轮廓。
优选地，所述子刀头是通过对金属条的端部进行切削打磨而形成。
优选地，在金属条上设有刀刃的那一侧面为刀刃面，与刀刃面相对的侧面为排屑面；排屑面上设有排屑轮廓，排屑轮廓在高度上低于刀刃轮廓，从刀刃轮廓到排屑轮廓均匀比例打磨切削形成与外界相连通的排屑滑坡。等比例均匀打磨可使得排屑滑坡摩擦阻碍小，利于废坯料的排屑。
优选地，所述排屑轮廓也呈弧状。将排屑轮廓设计成弧状，在等比例切削后可使得刀刃轮廓更为锋利。
一种应用上述刀头的预绞丝半球型端部成型装置，包括工作台、动力单元、夹紧单元以及导向单元；
动力单元、夹紧单元、导向单元均设置在工作台上；
动力单元的转轴经夹紧单元夹紧所述刀头；
在刀头的正前方设有固定在工作台上的导向单元。
优选地，所述动力单元为三相异步电机，电机经紧固件固定设置在工作台上。动力单元很多，可采用最为常见，成本相对较低的电机作为动力源。
优选地，所述夹紧单元包括轴套，轴套的一端经紧固件与转轴固定套接，轴套的另一端设有与刀头相匹配的刀头容纳槽，刀头固定在刀头容纳槽内。轴套两端均开设有凹槽，一端与转轴相匹配，一端与刀头底部相匹配。
优选地，所述轴套上设有与刀头容纳槽相连通的螺纹孔，刀头紧固螺栓与该螺纹孔相配合将刀头压紧在刀头容纳槽内。由于刀头是由四条金属条拼合而成，所以为使得刀头拼合稳固，可以将刀头紧固螺栓压紧在两金属条拼合的拼缝处。
优选地，所述导向单元包括固定在工作台上的导向座，导向座上设有与刀头位置相对应的预绞丝穿孔。
优选地，所述预绞丝穿孔为出口口径小于进口口径的变径孔，在预绞丝穿孔的外侧设有固定在立板上的空心导向柱，空心导向柱的内径与预绞丝穿孔进口口径值大小相等。缩口变径式设计使得导向座具有良好的导向作用，***的预绞丝端头能精准***到刀头内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明刀头设计构思很巧妙，结构简单，制备容易，高品质一次性完成加工；四个拼合而成的刀头犹如一张手托起预绞丝半球型端部，刀刃轮廓的周向轨迹即构成半球型端部，切削成型出的端部球体光滑无毛刺，品质高，一次性加工合格；
本发明成型装置成型速度很快，加工效率高，有效缩短加工成型周期，给企业带来可观经济效益；
本发明成型装置结构设计很简单，基本无故障率，也基本无维修维护成本；
本发明成型装置实现很容易，制造成本很低，连同采购电机每台整套设备的经费在1500元人民币以内，相比其他自动化成型设备，成本非常低；由于本发明装置成本低，一条生产线上可以准备多台设备同时进行生产，以最低的成本实现生产效率最大化，同时使得企业经济效益最大化；
本发明刀头及应用该刀头的成型装置以很低的成本、高效可靠地解决了预绞线端头成型加工问题，在电力金具预绞丝成型领域具有重要意义，尤其适用于铝线预绞丝端部成型加工。
附图说明
图1是工件预绞丝结构示意图；
图2是预绞丝端部成型加工前结构示意图；
图3是预绞丝半球型端部成型后结构示意图；
图4是本发明子刀头结构示意图一；
图5是本发明子刀头结构示意图二；
图6本发明子刀头结构示意图三；
图7是本发明刀头结构示意图一；
图8是本发明刀头结构示意图二；
图9是本发明刀头结构示意图三；
图10是本发明刀头加工预绞丝端部时结构示意图；
图11是本发明成型装置俯视方向结构示意图；
图12是本发明成型装置主视方向结构示意图；
图13是本发明成型装置立体方向结构示意图一；
图14是本发明成型装置立体方向结构示意图二；
图15是本发明实施例7结构示意图。
图中：1.刀头；11.金属条；111.刀刃面；112.排屑面；12.子刀头；121.刀刃；122.排屑滑坡；123.刀刃轮廓；124.排屑轮廓；125.经线轮廓；2.工作台；3.动力单元；31.转轴；32.电机；4.夹紧单元；41.轴套；42.刀头紧固螺栓；5.导向单元；51.导向座；511.导向横板；512.导向立板；513.腰型槽；514.锁紧螺栓；515.压紧螺栓；52.预绞丝穿孔；53.空心导向柱；6.预绞丝；61.预绞丝半球型端部。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种预绞丝半球型端部成型刀头，包括四根完全相同的、截面呈正方形的金属条11；
每根金属条11的端头设有子刀头12；子刀头12包括与预绞丝半球型端部2的经线轮廓125相一致的刀刃121，从刀刃121往刀刃121相对面方向上设有用于排屑的排屑滑坡122；
四根金属条11拼合构成底部呈正方形的刀头1，四根刀刃121的刀刃轮廓123下顶点A一致朝内放置，四个下顶点A聚焦在一起形成预绞丝半球型端部2的极点S，四根刀刃轮廓123勾勒出预绞丝半球型端部2的半球体表面轮廓。
优选地，所述子刀头12是通过对金属条11的端部进行切削打磨而形成。
优选地，在金属条11上设有刀刃121的那一侧面为刀刃面111，与刀刃面111相对的侧面为排屑面112；排屑面112上设有排屑轮廓124，排屑轮廓124在高度上低于刀刃轮廓123，从刀刃轮廓123到排屑轮廓124均匀比例打磨切削形成与外界相连通的排屑滑坡122。
优选地，所述排屑轮廓124也呈弧状。
一种应用上述刀头的预绞丝半球型端部成型装置，包括工作台2、动力单元3、夹紧单元4以及导向单元5；
动力单元3、夹紧单元4、导向单元5均设置在工作台2上；
动力单元3的转轴31经夹紧单元4夹紧所述刀头1；
在刀头1的正前方设有固定在工作台2上的导向单元5。
优选地，所述动力单元3为三相异步电机32，电机32经紧固件固定设置在工作台2上。
优选地，所述夹紧单元4包括轴套41，轴套41的一端经紧固件与转轴31固定套接，轴套41的另一端设有与刀头1相匹配的刀头容纳槽，刀头1固定在刀头容纳槽内。
优选地，所述轴套41上设有与刀头容纳槽相连通的螺纹孔，刀头紧固螺栓42与该螺纹孔相配合将刀头1压紧在刀头容纳槽内。
优选地，所述导向单元5包括固定在工作台2上的导向座51，导向座51上设有与刀头1位置相对应的预绞丝穿孔52。
优选地，所述预绞丝穿孔52为出口口径小于进口口径的变径孔，在预绞丝穿孔52的外侧设有固定在立板上的空心导向柱53，空心导向柱53的内径与预绞丝穿孔52进口口径值大小相等。
说明书附图图1给出的是单根预绞丝结构示意图。在经切割机切割后，也就是在端部成型之前，预缴丝的端部结构形状如附图图2所示，端部呈平面；需要加工出的预绞丝端部形状如附图图3所示，端部呈半球型。
实施例1：
本实施例成型刀头包括四根完全相同的、截面呈正方形的金属条11；四根金属条拼合后整体也呈规则形状，有利于刀头与成型装置的紧固装配。每根金属条11的端头设有子刀头12，子刀头12是通过对金属条11的端部进行切削打磨而形成的；具体地，子刀头12包括与预绞丝半球型端部2的经线轮廓125相一致的刀刃121，从刀刃121往刀刃121相对面方向上设有用于排屑的排屑滑坡122，拼合后每个排屑滑坡均与外界相连通；四根金属条11拼合构成底部呈正方形的刀头1，四根刀刃121的刀刃轮廓123下顶点A一致朝内放置，四个下顶点A聚焦在一起形成预绞丝半球型端部2的极点S，四根刀刃轮廓123勾勒出预绞丝半球型端部2的半球体表面轮廓。刀刃轮廓的周向轨迹即为半球体表面轮廓。将预绞丝***刀头内，刀头高速旋转，刀刃将平面端部成型为半球型端部，切削下来的废胚料经排屑滑坡排出去。
本实施例设计构思很巧妙，结构简单，制备容易，高品质一次性完成加工；四个拼合而成的刀头犹如一张手托起预绞丝半球型端部，刀刃轮廓的周向轨迹即构成半球型端部，切削成型出的端部球体光滑无毛刺，品质高，一次性合格成型，无需进行二次改良打磨。
实施例2：
本实施例基本与实施例1一致，在本实施例中将排屑轮廓124设计为弧状。
如说明书附图图4-图10所示，在金属条11上设有刀刃121的那一侧面为刀刃面111，与刀刃面111相对的侧面为排屑面112；排屑面112上设有排屑轮廓124，排屑轮廓124在高度上低于刀刃轮廓123，从刀刃轮廓123到排屑轮廓124均匀比例打磨切削形成与外界相连通的排屑滑坡122。本实施例排屑轮廓的轮廓形状可以为与刀刃轮廓一样的轮廓形状，也可以为与刀刃轮廓形状不一样的弧状。从刀刃轮廓123到弧状排屑轮廓124是均匀比例过渡成型，摩擦阻碍小，有利于废胚料的排出，此外，也可以使得刀刃更加锋利。
实施例3：
如说明书附图图11-图14所示，本实施例为预绞丝的半球型端部成型装置。本实施例可以应用实施例1或者实施例2所阐述的刀头。
本实施例主要包括工作台2、动力单元3、夹紧单元4以及导向单元5；
动力单元3、夹紧单元4、导向单元5均设置在工作台2上；
动力单元3的转轴31经夹紧单元4夹紧刀头1；
在刀头1的正前方设有固定在工作台2上的导向单元5。
其中，动力单元3为三相异步电机32，电机32经紧固件固定设置在工作台2上。夹紧单元4包括轴套41，轴套41的一端经紧固件与转轴31固定套接，轴套41的另一端设有与刀头1相匹配的刀头容纳槽，刀头1固定在刀头容纳槽内。导向单元5包括固定在工作台2上的导向座51，导向座51上设有与刀头1位置相对应的预绞丝穿孔52。
本实施例动作过程很简单，接通电源，电机高速旋转，带动刀头高速旋转，将需要成型的预绞丝从预绞丝穿孔内穿过***到刀头内。刀刃轮廓的周向轨迹即为半球体表面轮廓。将预绞丝***刀头内后，高速旋转的刀头将平面端部成型为半球型端部，切削下来的废胚料经排屑滑坡排出去。成型后抽出预绞丝，再***下一个工件，如此周而复始。
本实施例应用的刀头设计构思很巧妙，结构简单，制备容易，高品质一次性完成加工；四个拼合而成的刀头犹如一张手托起预绞丝半球型端部，刀刃轮廓的周向轨迹即构成半球型端部，切削成型出的端部球体光滑无毛刺，品质高，一次性合格成型，无需进行二次改良打磨；
本实施例成型装置成型速度很快，加工效率高，一次性完成成型加工，有效缩短加工成型周期，给企业带来可观经济效益；
本实施例成型装置结构设计很简单，基本无故障率，也基本无维修维护成本；
本实施例成型装置实现很容易，制造成本很低，连同采购电机每台整套设备的经费在1500元人民币以内，相比其他自动化成型设备，成本非常低；由于本实施例装置成本低，一条生产线上可以制备多台设备同时进行生产，以最低的成本实现生产效率最大化，同时使得企业经济效益最大化；
总之，本实施例以非常低的成本、高效可靠地解决了预绞线端头成型加工问题，在电力金具预绞丝成型领域意义重大，尤其适用于铝线预绞丝端部成型加工。
实施例4：
本实施例基于实施例3，本实施例刀头与轴套的具体装配关系为：在轴套41上设有与刀头容纳槽相连通的螺纹孔。刀头容纳槽开槽大小以刚好***刀头为宜，从螺纹孔内旋入刀头紧固螺栓42，直至刀头紧固螺栓42压紧刀头。可以开设两个螺纹孔，两个螺纹孔呈90°方向设置，也就是从刀头的两个相邻面分别旋入刀头紧固螺栓42，并且刀头紧固螺栓42需要压紧在两金属条拼合接缝上。
实施例5：
本实施例基于实施例3，本实施例刀头与轴套的具体装配关系为：在轴套41上设有与刀头容纳槽相连通的螺纹孔。刀头容纳槽开槽大小以刚好***刀头为宜，从螺纹孔内旋入刀头紧固螺栓42，直至刀头紧固螺栓42压紧刀头。可以开设四个螺纹孔，也就是从刀头的四个侧面分别旋入刀头紧固螺栓42，并且紧固螺栓42需要压紧在两金属条拼合接缝上。
实施例6：
本实施例在实施例3的基础上将预缴丝穿孔设计为变径式。也就是说，预绞丝穿孔52为出口口径小于进口口径的变径孔，在预绞丝穿孔52的外侧设有固定在立板上的空心导向柱53，空心导向柱53的内径与预绞丝穿孔52进口口径值大小相等。导向座设置在刀头的正前方，并且与刀头之间的距离不超过1mm。预绞丝穿孔的出口口径与预绞丝的直径值相当。变径式预绞丝穿孔起到良好地导向作用，预绞丝穿入预绞丝穿孔后可精准***到刀头内。
实施例7：
本实施例在实施例6的基础上将导向座设计为可调节式、可拆卸式。
不同直径的预绞丝其所用刀头的刀刃轮廓规格会有所差别，拆卸刀头紧固螺栓可以将刀头直接更换。由于此时预绞丝穿孔规格也不匹配，导向座也需要更换，所以，为使得装置具有通用型，可以将导向座设计为可拆卸、可调节的。如附图图15所示，本实施例导向座包括导向横板511、与导向横板511固定连接的导向立板512，在导向横板511上开设腰型槽513，在工作台相应的位置上开设螺栓孔，锁紧螺栓514穿过腰型槽513、螺栓孔将导向横板511固定在工作台上，导向横板511的四角落可以用压紧螺栓515进行进一步加固。需要调整导向立板512与刀头之间的距离时，松开锁紧螺栓514，沿腰型槽513移动导向横板511位置即可；需要更换导向座时，直接拆装锁紧螺栓514、压紧螺栓515即可。
本实施例成型装置通用型强，可满足不同规格预绞丝成型需求。
综上，仅为本实施例的较佳实施例而已，并非用来限定本实施例实施的范围，凡依本实施例权利要求范围的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实施例的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种预绞丝半球型端部成型刀头，其特征在于：
包括四根完全相同的、截面呈正方形的金属条；
每根金属条的端头设有子刀头；子刀头包括与预绞丝半球型端部的经线轮廓相一致的刀刃，从刀刃往刀刃相对面方向上设有用于排屑的排屑滑坡；
四根金属条拼合构成刀头，四根刀刃的刀刃轮廓下顶点A一致朝内放置，四个下顶点A聚焦在一起形成预绞丝半球型端部的极点S，四根刀刃轮廓勾勒出预绞丝半球型端部的半球体表面轮廓。
2.根据权利要求1所述的预绞丝半球型端部成型刀头，其特征在于：所述子刀头是通过对金属条的端部进行切削打磨而形成。
3.根据权利要求1或2所述的预绞丝半球型端部成型刀头，其特征在于：在金属条上设有刀刃的那一侧面为刀刃面，与刀刃面相对的侧面为排屑面；排屑面上设有排屑轮廓，排屑轮廓在高度上低于刀刃轮廓，从刀刃轮廓到排屑轮廓均匀比例打磨切削形成与外界相连通的排屑滑坡。
4.根据权利要求3所述的预绞丝半球型端部成型刀头，其特征在于：所述排屑轮廓也呈弧状。
5.一种应用权利要求1至4任意一项所述的刀头的预绞丝半球型端部成型装置，其特征在于：包括工作台、动力单元、夹紧单元以及导向单元；
动力单元、夹紧单元、导向单元均设置在工作台上；
动力单元的转轴经夹紧单元夹紧所述刀头；
在刀头的正前方设有固定在工作台上的导向单元。
6.根据权利要求5所述的预绞丝半球型端部成型装置，其特征在于：所述动力单元为三相异步电机，电机经紧固件固定设置在工作台上。
7.根据权利要求5所述的预绞丝半球型端部成型装置，其特征在于：所述夹紧单元包括轴套，轴套的一端经紧固件与转轴固定套接，轴套的另一端设有与刀头相匹配的刀头容纳槽，刀头固定在刀头容纳槽内。
8.根据权利要求7所述的预绞丝半球型端部成型装置，其特征在于：所述轴套上设有与刀头容纳槽相连通的螺纹孔，刀头紧固螺栓与该螺纹孔相配合将刀头压紧在刀头容纳槽内。
9.根据权利要求5所述的预绞丝半球型端部成型装置，其特征在于：所述导向单元包括固定在工作台上的导向座，导向座上设有与刀头位置相对应的预绞丝穿孔。
10.根据权利要求9所述的预绞丝半球型端部成型装置，其特征在于：所述预绞丝穿孔为出口口径小于进口口径的变径孔，在预绞丝穿孔的外侧设有固定在立板上的空心导向柱，空心导向柱的内径与预绞丝穿孔进口口径值大小相等。
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