斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料的塑性加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的冷拉拔金屬型材生產(chǎn)大多直接采用拉拔模拉拔，拉拔過程中由于金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)大，相應(yīng)阻力也大，因此所需的拉拔力大，拉拔道次也多，而且模具易磨損，壽命低，同時(shí)拉拔后的金屬型材表面存在劃痕和微觀裂紋；目前也有少部分廠家在冷拉拔金屬型材生產(chǎn)過程中對(duì)拉拔模采用水平超聲振動(dòng)激勵(lì)，即通過對(duì)拉拔模采用水平超聲振動(dòng)激勵(lì)來降低金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)，但由于拉拔模拉拔金屬型材時(shí)只產(chǎn)生沿金屬型材水平方向的振動(dòng)，金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)仍然較大，拉拔后的金屬型材表面依然存在微觀表面缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，在拉拔過程中，通過斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置對(duì)拉拔模產(chǎn)生沿金屬型材水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)來降低金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)。
[0005]拉拔模與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座之間采用彈性連接，拉拔模通過六個(gè)彈性連接裝置與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座連接。
[0006]復(fù)合高頻振動(dòng)裝置通過安裝板固定在拉拔機(jī)床上，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置中的二級(jí)變幅桿與拉拔模上的拉拔模模座的端面緊固連接，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置的軸線與拉拔模軸線之間的夾角a為5?15度，由復(fù)合高頻振動(dòng)裝置中的壓電陶瓷換能器產(chǎn)生高頻激勵(lì)頻率驅(qū)動(dòng)一級(jí)變幅桿進(jìn)行高頻振動(dòng)，再由一級(jí)變幅桿驅(qū)動(dòng)二級(jí)變幅桿進(jìn)行高頻振動(dòng)，從而帶動(dòng)拉拔模進(jìn)行水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)，通過拉拔模水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)來降低金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)。
[0007]所述斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置包括壓電陶瓷換能器、一級(jí)變幅桿及二級(jí)變幅桿，壓電陶瓷換能器與一級(jí)變幅桿連接，一級(jí)變幅桿連接的另一端與二級(jí)變幅桿連接。
[0008]所述壓電陶瓷換能器的高頻激勵(lì)頻率為20kHz，經(jīng)一級(jí)變幅桿和二級(jí)變幅桿放大后的振幅為50?100 μ m，拉拔速度為150?200mm/s。
[0009]所述拉拔模包括拉拔模模座、內(nèi)模及壓板，拔模模座設(shè)有六個(gè)螺栓孔，六個(gè)螺栓孔均勻分布在拔模模座的圓盤上，內(nèi)模通過壓板及螺釘固定在拉拔模模座的內(nèi)?？變?nèi)。
[0010]所述彈性連接裝置包括雙頭螺柱、第一串聯(lián)碟簧、第二串聯(lián)碟簧、碟簧墊圈、平墊圈及螺母，第一串聯(lián)碟簧為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座與機(jī)座模座之間，第二串聯(lián)碟簧為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座與碟簧墊圈之間。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):
本發(fā)明通過斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置使拉拔模產(chǎn)生水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)，大大降低了拉拔力的能耗，減少了拉拔道次，同時(shí)提高了拉拔模的壽命和使用效率，拉拔后的型材微觀表面形貌幾乎無缺陷。
[0012]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。
【附圖說明】
[0013]附圖1為采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的示意圖；
附圖2為復(fù)合高頻振動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為拉拔模的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為附圖3中的左視圖；
附圖5為彈性連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，在拉拔過程中，通過斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I對(duì)拉拔模產(chǎn)3生沿金屬型材6水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)來降低金屬型材6與拉拔模3之間的摩擦系數(shù)。
[0015]拉拔模3與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座4之間采用彈性連接，拉拔模3通過六個(gè)彈性連接裝置2與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座4連接。
[0016]復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I通過安裝板5固定在拉拔機(jī)上，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I中的二級(jí)變幅桿3-3與拉拔模3上的拉拔模模座3-3的端面緊固連接，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I的軸線與拉拔模3軸線之間的夾角a為5?15度，由復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I中的壓電陶瓷換能器1-1產(chǎn)生高頻激勵(lì)頻率驅(qū)動(dòng)一級(jí)變幅桿1-2進(jìn)行高頻振動(dòng)，再由一級(jí)變幅桿1-2驅(qū)動(dòng)二級(jí)變幅桿1-3進(jìn)行高頻振動(dòng)，從而帶動(dòng)拉拔模3進(jìn)行水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)，通過拉拔模3水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)來降低金屬型材6與拉拔模3之間的摩擦系數(shù)。
[0017]所述斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I包括壓電陶瓷換能器1-1、一級(jí)變幅桿1-2及二級(jí)變幅桿1-3，壓電陶瓷換能器1-1與一級(jí)變幅桿1-2連接，一級(jí)變幅桿1-2連接的另一端與二級(jí)變幅桿1-3連接。
[0018]所述壓電陶瓷換能器1-1的高頻激勵(lì)頻率為20kHz，經(jīng)一級(jí)變幅桿1_2和二級(jí)變幅桿1-3放大后的振幅為50?100 μ m，拉拔速度為150?200mm/s。
[0019]所述拉拔模3包括拉拔模模座3-1、內(nèi)模3-2及壓板3_3，拔模模座3_1設(shè)有六個(gè)螺栓孔3-1-1，六個(gè)螺栓孔3-1-1均勻分布在拔模模座3-1的圓盤上，內(nèi)模3-2通過壓板3_3及螺釘固定在拉拔模模座3-1的內(nèi)?？變?nèi)。
[0020]所述彈性連接裝置2包括雙頭螺柱2-1、第一串聯(lián)碟簧2-2、第二串聯(lián)碟簧2_3、碟簧墊圈2-4、平墊圈2-5及螺母2-6，第一串聯(lián)碟簧2-2為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座3_1與機(jī)座模座4之間，第二串聯(lián)碟簧2-3為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座3-1與碟簧墊圈2-4之間。
[0021]拉拔過程中，金屬型材6末端軋扁形成夾頭6-1，通過拉拔機(jī)夾持器夾緊夾頭6-1進(jìn)行拉拔，由于復(fù)合高頻振動(dòng)裝置I與拉拔模3呈一定斜角，拉拔模3出現(xiàn)復(fù)合振動(dòng)形式，在對(duì)金屬型材6的拉拔過程中，拉拔模3同時(shí)具有水平高頻振動(dòng)和垂直高頻振動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，其拉拔力大大減小，金屬型材6與拉拔模3的摩擦系數(shù)明顯下降，還提高了模具的壽命和使用效率，減少了拉拔道次，同時(shí)拉拔后金屬型材6微觀表面形貌幾乎無缺陷。
[0022]本實(shí)施例選用兩種規(guī)格型號(hào)的鋼材進(jìn)行拉拔:
一、拉拔直徑20mm的lCrl8Ni9Ti圓鋼，拉拔模3定徑尺寸為15.8mm，拉拔速度為150mm/s，壓電陶瓷換能器1-1的高頻激勵(lì)頻率為20kHz，經(jīng)兩級(jí)變幅后振幅為70?100 μπι，拉拔力為72000Ν。
[0023]經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試，拉拔力為無高頻振動(dòng)激勵(lì)的常規(guī)拉拔力的60%左右，水平高頻振動(dòng)激勵(lì)拉拔力的78%左右，垂直高頻振動(dòng)激勵(lì)拉拔力的68%左右，拉拔后直徑公差在0.02mm以內(nèi)。
[0024]二、拉拔直徑20mm的45#圓鋼，拉拔模3定徑尺寸為15.8mm，拉拔速度為200 mm/s，壓電陶瓷換能器1-1的高頻激勵(lì)頻率為20kHz，經(jīng)兩級(jí)變幅后振幅為50?70 μ m，拉拔力為 63000N。
[0025]經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試，拉拔力為無高頻振動(dòng)激勵(lì)的常規(guī)拉拔力的65%左右，水平高頻振動(dòng)激勵(lì)拉拔力的78%左右，垂直高頻振動(dòng)激勵(lì)拉拔力的68%左右，拉拔后直徑公差在0.0Imm以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，其特征是:在拉拔過程中，通過斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置對(duì)拉拔模產(chǎn)生沿金屬型材水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)來降低金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，其特征是:拉拔模與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座之間采用彈性連接，拉拔模通過六個(gè)彈性連接裝置與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座連接； 復(fù)合高頻振動(dòng)裝置通過安裝板固定在拉拔機(jī)床上，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置中的二級(jí)變幅桿與拉拔模上的拉拔模模座的端面緊固連接，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置的軸線與拉拔模軸線之間的夾角a為5?15度，由復(fù)合高頻振動(dòng)裝置中的壓電陶瓷換能器產(chǎn)生高頻激勵(lì)頻率驅(qū)動(dòng)一級(jí)變幅桿進(jìn)行高頻振動(dòng)，再由一級(jí)變幅桿驅(qū)動(dòng)二級(jí)變幅桿進(jìn)行高頻振動(dòng)，從而帶動(dòng)拉拔模進(jìn)行水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，其特征是:所述壓電陶瓷換能器的高頻激勵(lì)頻率為20kHz，經(jīng)一級(jí)變幅桿和二級(jí)變幅桿放大后的振幅為50?100 μ m，拉拔速度為150?200mm/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，其特征是:所述斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置包括壓電陶瓷換能器、一級(jí)變幅桿及二級(jí)變幅桿，壓電陶瓷換能器與一級(jí)變幅桿連接，一級(jí)變幅桿連接的另一端與二級(jí)變幅桿連接； 所述拉拔模包括拉拔模模座、內(nèi)模及壓板，拔模模座設(shè)有六個(gè)螺栓孔，六個(gè)螺栓孔均勻分布在拔模模座的圓盤上，內(nèi)模通過壓板及螺釘固定在拉拔模模座的內(nèi)?？變?nèi)； 所述彈性連接裝置包括雙頭螺柱、第一串聯(lián)碟簧、第二串聯(lián)碟簧、碟簧墊圈、平墊圈及螺母，第一串聯(lián)碟簧為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座與機(jī)座模座之間，第二串聯(lián)碟簧為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座與碟簧墊圈之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，其特征是:所述斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置包括壓電陶瓷換能器、一級(jí)變幅桿及二級(jí)變幅桿，壓電陶瓷換能器與一級(jí)變幅桿連接，一級(jí)變幅桿連接的另一端與二級(jí)變幅桿連接； 所述拉拔模包括拉拔模模座、內(nèi)模及壓板，拔模模座設(shè)有六個(gè)螺栓孔，六個(gè)螺栓孔均勻分布在拔模模座的圓盤上，內(nèi)模通過壓板及螺釘固定在拉拔模模座的內(nèi)?？變?nèi)； 所述彈性連接裝置包括雙頭螺柱、第一串聯(lián)碟簧、第二串聯(lián)碟簧、碟簧墊圈、平墊圈及螺母，第一串聯(lián)碟簧為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座與機(jī)座模座之間，第二串聯(lián)碟簧為兩個(gè)碟簧，安裝在拉拔模模座與碟簧墊圈之間。
【專利摘要】一種采用斜向復(fù)合高頻振動(dòng)拉拔金屬型材的方法，在拉拔過程中，通過斜向復(fù)合高頻振動(dòng)裝置對(duì)拉拔模產(chǎn)生沿金屬型材水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)來降低金屬型材與拉拔模之間的摩擦系數(shù)。拉拔模與拉拔機(jī)上的機(jī)座模座之間采用彈性連接，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置通過安裝板固定在拉拔機(jī)床上，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置中的二級(jí)變幅桿與拉拔模上的拉拔模模座的端面緊固連接，復(fù)合高頻振動(dòng)裝置的軸線與拉拔模軸線之間的夾角a為5～15度，由復(fù)合高頻振動(dòng)裝置中的壓電陶瓷換能器產(chǎn)生高頻激勵(lì)頻率驅(qū)動(dòng)一級(jí)變幅桿進(jìn)行高頻振動(dòng)，再由一級(jí)變幅桿驅(qū)動(dòng)二級(jí)變幅桿進(jìn)行高頻振動(dòng)，從而帶動(dòng)拉拔模進(jìn)行水平方向和垂直方向的復(fù)合高頻振動(dòng)。
【IPC分類】B21C1-02, B06B1-06
【公開號(hào)】CN104772354
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510198595
【發(fā)明人】周炬, 蘇金英, 胡良斌, 焦鉻
【申請(qǐng)人】南華大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日