鋼格柵板的連接桿我們通常稱為麻花鋼，實際上麻花鋼還有一個學(xué)名那就是“扭絞方鋼”。不管是不銹鋼還是碳鋼扭絞方鋼我們都能通過采用扭絞方鋼制作機(jī)械來實現(xiàn)，扭絞方鋼的調(diào)直以及制作有一套嚴(yán)格的實際操作規(guī)范。我們先來說一下不銹鋼扭絞方鋼的新的制作方法和規(guī)范吧。
不銹鋼鋼格柵板廣泛應(yīng)用于電力、輕工、造酒、卷煙等行業(yè)中。不銹鋼扭絞方鋼用于制造不銹鋼鋼格柵板的橫桿，是不銹鋼鋼格柵板的重要原料之一。不銹鋼扭絞方鋼的材質(zhì)通常是0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等牌號的不銹鋼。目前，我國的生產(chǎn)廠家通常采用的不銹鋼扭絞方鋼的生產(chǎn)工藝有2個工藝過程：1）不銹鋼方鋼卷→冷扭→扭絞方鋼→收卷；2）不銹鋼扭絞方鋼卷→開卷→矯直→定尺切斷。現(xiàn)在全新的生產(chǎn)工藝，連續(xù)生產(chǎn)出定尺不銹鋼扭絞方鋼，即不銹鋼盤圓→冷拔、扭轉(zhuǎn)復(fù)合工藝→扭絞方鋼→矯直→定尺切斷。該工藝技術(shù)使用的原材料為不銹鋼盤圓，因為不銹鋼盤圓在市場上比不銹鋼方鋼更容易采購，并且價格更低，所以有更大的原料優(yōu)勢。采用圓截面不銹鋼盤圓冷拔扭轉(zhuǎn)的復(fù)合工藝不是簡單的拉拔、扭轉(zhuǎn)組合。如果簡單地將拉拔、冷扭組合，也就是先將盤圓拉拔成方形，再扭轉(zhuǎn)成扭絞方鋼，由于第一道的拉拔冷變形造成的加工硬化會導(dǎo)致不銹鋼方鋼內(nèi)部組織的不均勻，在下一道的扭轉(zhuǎn)過程中勢必產(chǎn)生不均勻的扭絞螺旋線，所以簡單組合的工藝不能生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品。為了減少收卷、開卷工序，使整個生產(chǎn)過程流暢、便捷，將原來2個工藝過程合成1個，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
冷拔與扭轉(zhuǎn)在同一道工序中實現(xiàn)
1 冷拔冷扭復(fù)合模具設(shè)計
冷拔扭轉(zhuǎn)復(fù)合工藝的核心技術(shù)是冷拔與冷扭在一道工序的中實現(xiàn)。采用硬質(zhì)合金方形孔模具加上機(jī)械動力扭轉(zhuǎn)的設(shè)計，冷拔扭轉(zhuǎn)復(fù)合模具外部使用過盈配合熱裝模套，模套上裝有齒輪，用馬達(dá)驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。
模具孔型分為4段：導(dǎo)入段、變形段、整理段和出模段。導(dǎo)入段的直徑以大于進(jìn)口盤圓4～5 mm為宜，導(dǎo)入段的作用一方面是為了讓盤圓正確進(jìn)入模具，另一方面使進(jìn)入模具的不銹鋼盤圓上粘上潤滑劑。變形段是模具主要的部分，在這一段將圓形截面變成方形。整理段的作用是將變形后的表面修整得更規(guī)整，并提高變形表面的光滑程度。出模段的作用是確保變形后的扭絞方鋼順利出模，并促進(jìn)潤滑劑順利從扭絞方鋼上脫落。
2 冷拔扭轉(zhuǎn)組合拔制力的控制
生產(chǎn)中為了確定拔制時拉拔的力量和拔制應(yīng)力的大小，以判斷是否存在拔斷的危險，須計算拔制力。拔制力P主要由3種力構(gòu)成：單純消耗于形狀和尺寸變化所需要的力P 1 ；克服摩擦所需要的力P 2 ；消耗于不均勻變形所需要的力P 3 。P=P 1 +P 2 +P 3 。凡是與上述3種力有關(guān)的因素都會影響拔制力，其中摩擦條件和磨具形狀與拔制力的大小密切相關(guān)。
1）摩擦條件。冷拔冷扭用于克服摩擦力，約占拔制力的40%～60%，這部分力在拔制時做功發(fā)熱，使模具和材料溫度上升。
2）模具形狀。實踐證明，對于不同的變形條件，都有不同的錐角范圍，在錐角范圍生產(chǎn)，拔制力最小，超出這個范圍時，拔制力變大。因為錐角對拔制力的影響與兩個作用相反的因素有關(guān)。隨著錐角的增加，一方面變形區(qū)的長度減小，這樣摩擦面減小，正壓力及相應(yīng)的摩擦力減?。涣硪环矫?，正壓力的水平分量增加，彎曲等附加變形的程度增加，使拔制力增加。實踐表明，模具變形段的角度α＜40°、出模段的角度β=60°，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量較好。
3 模具變形段和整理段的光滑程度
模具變形段和整理段的光滑程度和尺寸精度直接影響拉拔和冷扭的實現(xiàn)和不銹鋼扭絞鋼的產(chǎn)品質(zhì)量，由于電火花加工后的模具內(nèi)孔表面不平整，如果直接使用，拉斷的可能性很大。經(jīng)研磨拋光后，變形段和整理段的表面粗糙度可達(dá)0.025，并且使用了牛油—石灰潤滑工藝，使冷拔和扭轉(zhuǎn)變形得以實現(xiàn)。
4 冷拔扭轉(zhuǎn)特性及改善方法
1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼固溶后的抗拉強(qiáng)度≥520 MPa，屈服強(qiáng)度≥206 MPa，硬度≤HB187［1］ 。在進(jìn)行冷變形時加工硬化性很高，經(jīng)冷變形后抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度會大大增加，當(dāng)減面率為58%～66%時，其抗拉強(qiáng)度提高到1 185 MPa，屈服強(qiáng)度提高到880～930 MPa，由于加工硬化性大，增加了繼續(xù)冷變形的抗力。加工硬化性高的原因在于冷變形使奧氏體組織部分地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。原材料硬度較大，輕則會造成麻花間距不均勻，重則造成拉扭過程中拉斷。要達(dá)到冷拔和冷扭變形的要求，實際生產(chǎn)中對采購的原材料（不銹鋼盤圓）進(jìn)行固溶處理，使鋼中的碳化物溶解在奧氏體中，形成單一的奧氏體組織。
采用跟蹤飛剪定尺切斷
采用飛剪定尺切斷，剪切長度精度可達(dá)±0.5mm。目前通常采取2個工藝過程的原因是冷扭速度和定尺切斷不能同步，所以只好采用將方鋼冷扭和矯直切斷分別在2個過程中完成。采用跟蹤飛剪定尺切斷，解決了使用靜止剪切機(jī)剪切的停頓，避免了分開矯直切斷對扭絞方鋼的磨損；采用跟蹤飛剪定尺切斷，實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，減少了1道收卷、開卷工序及操作人員，提高了生產(chǎn)效率。用不銹鋼盤圓制造定尺不銹鋼扭絞方鋼的連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)可以采用2種飛剪機(jī)：機(jī)械擋塊定位加氣動離合器的飛剪；電子測長裝置的滾筒式飛剪。
1）機(jī)械擋塊定位加氣動離合器的飛剪。工作過程：擋塊上安裝接近開關(guān)，當(dāng)經(jīng)過矯直的扭絞方鋼頂?shù)綋鯄K時，擋塊給接近開關(guān)信號，氣動離合器吸合，帶動剪刃閉合；同時，剪刃被沿拉拔方向的平臺帶動向前以與拉拔速度相同的速度前進(jìn)，完成一個定尺剪切動作。這種飛剪機(jī)動作迅速，剪切精度高，偏差一般在±0.2 mm，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，需要有氣源配合。
2）帶電子測長裝置的滾筒式飛剪。這種飛剪結(jié)構(gòu)相對簡單，只要有一對相對運動的滾筒加上1套交流變頻調(diào)速電機(jī)，通過裝在測長輥上的編碼器測量走過的長度，由PLC+變頻器控制切斷刀所在滾筒的轉(zhuǎn)動速度，根據(jù)編碼器測得的信號，不斷調(diào)整2個滾筒的線速度，使2個對應(yīng)的刀片正好在定尺長度上重合，從而將扭絞方鋼切斷為定尺長度。這種飛剪的精度在±0.5 mm，足以滿足生產(chǎn)不銹鋼扭絞方鋼的要求。
采用交流變頻調(diào)速
由于冷拔扭轉(zhuǎn)的牽引動力和進(jìn)入切斷機(jī)的牽引動力來自于2個交流電機(jī)，2個電機(jī)的速度須匹配才能確保扭絞方鋼運動線速度一致，不會產(chǎn)生堆積或拉斷。解決的方法是采用2個變頻器的同步功能。2個變頻器在PLC的協(xié)調(diào)下工作，確保2組動力的牽引線速度在整個生產(chǎn)線上一致。通過變頻調(diào)速，根據(jù)變形量大小控制生產(chǎn)速度，以適應(yīng)不同規(guī)格的扭絞方鋼生產(chǎn)。目前已經(jīng)生產(chǎn)的扭絞方鋼規(guī)格包括4 mm×4 mm、5 mm×5 mm、6 mm×6 mm、7 mm×7 mm、8 mm×8 mm、10 mm×10 mm。
扭絞方鋼調(diào)直后需切斷成客戶要求的長度。切斷過程由安裝在方鋼出口處的切斷機(jī)來完成 ,切斷機(jī)由偏心機(jī)構(gòu) 和切斷機(jī)構(gòu) 組成 。動力為切斷電機(jī) ,通過皮帶傳動使凸輪軸 1 旋轉(zhuǎn) ,而沖頭 6 在凸輪 2 的作用下作上下往復(fù)運動 。工作時 ,當(dāng)扭絞方鋼在達(dá)到定長時 , 即線材頂住定尺板 13 ,由于線材在輸送輥的作用下繼續(xù)前進(jìn) ,就將直線槍 14 向前推動 ,刀頭頂部的沖頭墊片 7 凸臺就會移動到?jīng)_頭 6 的工作行程內(nèi) ,此時通過沖頭墊片 7 沖擊刀頭 8 ,從而切斷到標(biāo)準(zhǔn)長度的扭絞方鋼 。當(dāng)方鋼自行落下后 , 在復(fù)位拉簧 11 的作用下使切斷機(jī)構(gòu)回復(fù)到初始狀態(tài) ,進(jìn)入下一個循環(huán) 。
采用上述調(diào)直方案和設(shè)計理論生產(chǎn)出來的扭絞方鋼,已經(jīng)在鋼格柵板實際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用 。而且通過實際生產(chǎn)表明 ,扭絞方鋼在調(diào)直后直線度誤差不大于 5mm /m , 方鋼的直線度得到顯著提高 。扭絞方鋼每條螺旋線間距也無明顯變化 ,方鋼表面粗糙度與調(diào)直前相比雖然有所下降 ,但扭絞方鋼均無任何形式的劃傷且圓弧角沒有被磨大 。通過多次的反復(fù)實踐證明 ,這種調(diào)直方式是行之有效的 , 能滿足鋼格柵板客戶對扭絞方鋼的高質(zhì)量要求。
本文由安平縣森馳
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