一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置论文和设计-胡志清

全文摘要

本实用新型涉及一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置，属于制造微纳米级直径金属线材的装置。电机安装在固定支架的电机座上，电机与驱动系统的联轴器连接，动支座安装在固定支架上部，上摆动捻盘连接在动支座下方，滑轨连接在固定支架内侧，下摆动捻盘与滑轨滑动连接，上摆动捻盘位于下摆动捻盘上方，驱动系统安装在固定支架内部、且分别通过曲轴一、曲轴二与上摆动捻盘、下摆动捻盘连接。优点是结构新颖，借鉴了滚压成形的技术特点，采用了摆捻促使圆形细丝变形的工艺，实现以较小的能量输出促使板材变为细丝和超细丝，节约了制造成本，实现细丝的超塑性低成本成形。

主设计要求

1.一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置，其特征在于：包括电机，驱动系统，上摆动捻盘、下摆动捻盘、固定支架、动支座和滑轨，其中电机安装在固定支架的电机座上，电机与驱动系统的联轴器连接，动支座安装在固定支架上部，上摆动捻盘连接在动支座下方，滑轨连接在固定支架内侧，下摆动捻盘与滑轨滑动连接，上摆动捻盘位于下摆动捻盘上方，驱动系统安装在固定支架内部、且分别通过曲轴一、曲轴二与上摆动捻盘、下摆动捻盘连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置，其特征在于：所述驱动系统包括主驱动锥齿轮、次驱动锥齿轮一、次驱动锥齿轮二、固定轴一、固定轴二、运动转轴一、运动转轴二、曲轴一、曲轴二、主驱动轴和联轴器；其中联轴器和主驱动轴连接，主驱动轴与主驱动锥齿轮固定连接，固定轴一固定在固定支架上，次驱动锥齿轮一与固定轴一固定连接，运动转轴一与次驱动锥齿轮一固定连接，固定轴二固定在固定支架上，次驱动锥齿轮二与固定轴二固定连接，运动转轴二与次驱动锥齿轮二固定连接，主驱动锥齿轮分别与次驱动锥齿轮一、次驱动锥齿轮二啮合连接，上摆动捻盘上安装有定轴一，曲轴一连接运动转轴一和定轴一，所述的曲轴一与运动转轴一轴向滑动连接，下摆动捻盘上安装有定轴二，曲轴二连接运动转轴二和定轴二。

3.根据权利要求1所述的一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置，其特征在于：所述固定支架包括固定支座、电机座、至少两个以上滚轴和两个螺纹孔，所述动支座包括支座、螺纹杆、四个短导轨组件和两个长导轨组件，其中动支座通过四个短导轨组件连接在固定支架上，支座与四个短导轨组件滑动连接，两个螺纹杆与支座固定连接，两个螺纹杆通过固定支架的两个螺纹孔与固定支座螺纹连接，并通过螺纹杆旋转使动支座上、下运动，两个长导轨组件与支座下方连接，该两个长导轨组件用于连接上摆动捻盘，下摆动捻盘放置在滚轴上。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于制造微纳米级直径金属线材的装置，尤其涉及一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置，对于制造微纳米级直径的金属线材具有很重要的意义。

背景技术

金属超细丝在很多行业具有广泛的应用价值，特别对于红外加热，健康、医疗等领域具有潜在的价值，然而，目前金属丝的加工主要是通过冷或热等热处理后进行拉丝成形，制造工艺设备价格不菲，成形工艺过程复杂，尤其对于成形超细微(纳米级尺寸)丝的成形技术已经制约了行业发展，近些年来国内部分研究机构在拉丝成形方面进行了相关研究，但是并没有取得突破性进展。因而实用新型一种技术可靠、价格低廉的超细丝的加工装置将有利于其在在相关领域的快速应用和发展。

中国专利“Φ0.03mm特种钛微细丝加工工艺”公开号为CN101844158A，公开了一种由Φ0.15mm通过拉丝由拉丝、热处理、氧化皮处理三部分加工为Φ0.03mm的特种钛微细丝加工工艺过程，通过该工艺解决铁丝的抗拉强度低和延伸率不好的问题，氧化皮处理过程采用单线多头连续清洗的方法，减少铁丝在途经放丝架、清洗槽、漂洗池、烘干、收线等各环节中的阻力，加工效率高，加工的铁丝抗拉强度高、延伸率好，可以实现Φ0.03mm铁丝的加工。

中国专利“一种四联室温钛丝材拉丝装置”公开号为CN207839619U，公开了一种四联室温钛丝材拉丝装置，包括1个拉丝盘、4个拉丝模和3个导向轮，所述4个拉丝模分布在拉丝盘的四周，所述3个导向轮分别沿着拉丝盘与3个拉丝模的切线方向分布。本实用新型的4个拉丝模共同使用一个11KW的拉丝盘就可以实现四联冷拉，这样不仅能耗低，而且工作台面小，节约生产空间。

中国专利“光亮铁丝生产工艺”公开号为CN102319762A，公开了一种光亮铁丝生产工艺，以改变现有工艺的缺陷。其是按照如下工艺流程实施:铁链开坯、轧制、拉丝、去氧化皮、成品。本实用新型拉制的铁丝表面光亮美观且强度硬度增强，弹性好，使用效果比较理想。另外，本专利工艺经济效益比较好，以前按照公知工艺生产过程中大约产生15％损耗，而且损耗均不可回收，使用本专利改进后工艺，损耗为1.3％左右，且损耗都可回收利用。改进后生产工艺无环境污染，其社会效益较好。

中国专利“铁合金加工工艺及其生产铁棒和铁丝的方法”公开号为CN103192244A，公开了一种铁合金加工工艺，主要是将海绵铁加工成毛坯件，该毛坯件的机械加工性能优良，可以直接进行铁棒或铁丝的生产。本专利还公开了利用该加工工艺生产铁棒和铁丝的方法。本专利铁合金加工工艺，包括以下工序：1)压电极，将海绵铁通过压机进行压电极，形成致密的海绵铁压制块电极；2)真空烙铸，在1700～1800℃以及103Pa的条件下，对上述海绵铁压制块电极进行二次真空烙铸；3)开坯，在1000℃的条件下，通过油压机开坯，最终压成正方形坯；4)第一次轧制，在970～980℃的条件下，用轧机初步轧制成圆柱体形状毛坯；5)第二次轧制，在950℃的条件下，用轧机轧制成毛坯件。

中国专利“一种正三角形截面铁丝材Y型三辑辑模拉拔方法”公开号为CN104971956A，公开了一种正三角形截面铁丝材Y型三辑辑模拉拔方法，解决了现有固定模拉拔存在的效率低和金属变形均匀性差的问题，降低了辑模的磨损，提高了公差控制，有利于铁丝材单盘重的增加。

近年来随着超细金属丝在工业中的应用需求，相关的专利申请量在不断增多，然而，通过检索相关公开专利，未发现与本实用新型有相同之处。

发明内容

本实用新型提供一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置，其目的在于成形出一种超细丝，降低设备制造成本、提高细丝成形极限。

本实用新型采取的技术方案是：包括电机，驱动系统，上摆动捻盘、下摆动捻盘、固定支架、动支座和滑轨，其中电机安装在固定支架的电机座上，电机与驱动系统的联轴器连接，动支座安装在固定支架上部，上摆动捻盘连接在动支座下方，滑轨连接在固定支架内侧，下摆动捻盘与滑轨滑动连接，上摆动捻盘位于下摆动捻盘上方，驱动系统安装在固定支架内部、且分别通过曲轴一、曲轴二与上摆动捻盘、下摆动捻盘连接。

所述驱动系统包括主驱动锥齿轮、次驱动锥齿轮一、次驱动锥齿轮二、固定轴一、固定轴二、运动转轴一、运动转轴二、曲轴一、曲轴二、主驱动轴和联轴器；其中联轴器和主驱动轴连接，主驱动轴与主驱动锥齿轮固定连接，固定轴一固定在固定支架上，次驱动锥齿轮一与固定轴一固定连接，运动转轴一与次驱动锥齿轮一固定连接，固定轴二固定在固定支架上，次驱动锥齿轮二与固定轴二固定连接，运动转轴二与次驱动锥齿轮二固定连接，主驱动锥齿轮分别与次驱动锥齿轮一、次驱动锥齿轮二啮合连接，上摆动捻盘上安装有定轴一，曲轴一连接运动转轴一和定轴一，所述的曲轴一与运动转轴一轴向滑动连接，下摆动捻盘上安装有定轴二，曲轴二连接运动转轴二和定轴二。

所述固定支架包括固定支座、电机座、至少两个以上滚轴和两个螺纹孔，所述动支座包括支座、螺纹杆、四个短导轨组件和两个长导轨组件，其中动支座通过四个短导轨组件连接在固定支架上，支座与四个短导轨组件滑动连接，两个螺纹杆与支座固定连接，两个螺纹杆通过固定支架的两个螺纹孔与固定支座螺纹连接，并通过螺纹杆旋转使动支座上、下运动，两个长导轨组件与支座下方连接，该两个长导轨组件用于连接上摆动捻盘，下摆动捻盘放置在滚轴上。

通过检索相关公开专利，未发现与本实用新型有相同之处，本实用新型最大创新点是采用了搓捻工艺，采用了上、下摆动捻盘促使金属丝由粗向细变化，同时在搓捻成形过程中，金属表面的晶粒可以逐渐被细化，进一步的促进了金属丝的塑性变形，本工艺在成形过程中不进行拔拉等工艺过程，有利于金属丝的均匀变形，防止细丝的局部断裂，更有利于超细丝的形成。

本实用新型的优点是结构新颖，借鉴了滚压成形的技术特点，采用了摆捻促使圆形细丝变形的工艺，实现以较小的能量输出促使板材变为细丝和超细丝，节约了制造成本，实现细丝的超塑性低成本成形。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型驱动系统的结构示意图；

图3是本实用新型固定支架的结构示意图；

图4是本实用新型活动支座的结构示意图。

具体实施方式

参考图1所示：包括电机1，驱动系统2，上摆动捻盘3、下摆动捻盘4、固定支架5、动支座6和滑轨7，其中电机1安装在固定支架5的电机座502上，电机1与驱动系统2的联轴器211连接，动支座6安装在固定支架5上部，上摆动捻盘3连接在动支座6下方，滑轨7连接在固定支架5内侧，下摆动捻盘4与滑轨7滑动连接，上摆动捻盘3位于下摆动捻盘4上方，驱动系统2安装在固定支架5内部、且分别通过曲轴一208、曲轴二209与上摆动捻盘3、下摆动捻盘4连接。

参考图2所示：所述驱动系统2包括主驱动锥齿轮201、次驱动锥齿轮一202、次驱动锥齿轮二203、固定轴一204、固定轴二205、运动转轴一206、运动转轴二207、曲轴一208、曲轴二209、主驱动轴210和联轴器211；其中联轴器211和主驱动轴210连接，主驱动轴210与主驱动锥齿轮201固定连接，固定轴一204固定在固定支架5上，次驱动锥齿轮一202与固定轴一204固定连接，运动转轴一206与次驱动锥齿轮一202固定连接，固定轴二205固定在固定支架5上，次驱动锥齿轮二203与固定轴二205固定连接，运动转轴二207与次驱动锥齿轮二203固定连接，主驱动锥齿轮201分别与次驱动锥齿轮一202、次驱动锥齿轮二203啮合连接，上摆动捻盘3上安装有定轴一301，曲轴一208连接运动转轴一206和定轴一301，所述的曲轴一208与运动转轴一206轴向滑动连接，使上摆动捻盘3与次驱动锥齿轮一202连接；下摆动捻盘4上安装有定轴二401，曲轴二209连接运动转轴二207和定轴二401，使下摆动捻盘4与次驱动锥齿轮二203连接。

参考图3和图4所示：所述固定支架5包括固定支座501、电机座502、至少两个以上滚轴503和两个螺纹孔504，所述动支座6包括支座601、螺纹杆602、四个短导轨组件603和两个长导轨组件604，其中动支座6通过四个短导轨组件603连接在固定支架5上，支座601与四个短导轨组件603滑动连接，两个螺纹杆602与支座601固定连接，两个螺纹杆602通过固定支架5的两个螺纹孔504与固定支座501螺纹连接，并通过螺纹杆602旋转使动支座601上、下运动，两个长导轨组件604与支座601下方连接，该两个长导轨组件604用于连接上摆动捻盘3，下摆动捻盘4放置在滚轴503上。

工作原理：

在成形过程中，迫使动支座6向下运动，压迫放置在上摆动捻盘3和下摆动捻盘4之间的金属细丝8产生塑性变形，然后启动电机1驱动驱动系统2，迫使上摆动捻盘3和下摆动捻盘4产生相差前后运动，从而使得金属细丝8产生滚动，迫使金属细丝8直径逐渐减小；

在成形过程中，联轴器211和主驱动轴210将扭矩传递到主驱动锥齿轮201上，此时，次驱动锥齿轮一202和次驱动锥齿轮二203开始转动，并且方向相反，通过曲轴一208连接次驱动锥齿轮一202的运动转轴一206和上摆动捻盘3的定轴一301、以及通过曲轴二209连接次驱动锥齿轮二203的运动转轴二207和下摆动捻盘4的定轴二401，促使上摆动捻盘3和下摆动捻盘4前后运动；

在成形过程中，曲轴一208推动上摆动捻盘3在动支座6上做前后运动，且曲轴一208可以沿运动转轴一206轴线滑动，曲轴二209推动下摆动捻盘4在固定支架5的滚轴503上做前后运动，同时转动两个螺纹杆602推动支座6向下移动，带动上摆动捻盘3压迫金属细丝8产生塑性变形，且金属细丝8在上摆动捻盘和下摆动捻盘的前后运动作用下，周向全部均匀产生塑性变形，进而促使金属细丝8直径逐渐变细。

以上结合具体实施方式对本实用新型进行了详细描述。相位差搓捻成形金属超细丝的装置只需要驱动电机就可以实现金属丝的前后滚动塑性变形。该实用新型装置比目前的挤压和拉丝更实用超细丝的生产和加工，更加有利于超细丝塑性变形。

很明显，以上描述以及附图中所示的内容均应被理解为是示例性的，而非意味着对本实用新型的限制。对于本领域的技术人员来讲，显然可以在本实用新型的基础上对其进行各种变形或修改。尽管说明书中采用锥齿轮作为驱动系统，但如前所述，本领域的技术人员可以根据实际需要自由选择连杆、凸轮等形式，显然，这些变形或修改均应包含在本实用新型的范围内。

设计图

一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置论文和设计

一种相位差动搓捻成形金属超细丝的装置论文和设计-胡志清

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