專利名稱：拉線機鼓輪圈及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電線電纜制造設(shè)備及其制造工藝，具體地說，是一種用于拉線機的鼓輪圈 及其制造工藝。
背景技術(shù)：
電線電纜制造過程，是將銅、鋁、鋁合金等圓形金屬桿材通過拉線機采用拉拔方式制 成各種規(guī)格的裸導(dǎo)線，巻繞到線盤上，以便下道工序的絞制?，F(xiàn)有拉線機一般采用拉線模 經(jīng)過8至13道拉拔后導(dǎo)線達到設(shè)計的規(guī)格，拉力由主電機通過齒輪分配傳遞到每道拉線模 后面的鼓輪上，導(dǎo)線緊緊纏繞在鼓輪上，鼓輪旋轉(zhuǎn)，帶動導(dǎo)線拉過模具，線徑逐級變細。 拉拔過程中，導(dǎo)線在鼓輪上發(fā)生兩種運動， 一種是纏繞運動，導(dǎo)線須在鼓輪上纏緊，有足 夠的靜摩擦力，不會周向打滑，才能拉動導(dǎo)線，因此，導(dǎo)線須在鼓輪上纏繞至少3圈。但 是，根據(jù)導(dǎo)線生產(chǎn)工藝，在拉拔過程中導(dǎo)線的張力要發(fā)生變化，需要設(shè)計適當(dāng)?shù)幕瑒酉?數(shù)，因而允許導(dǎo)線和鼓輪圈之間產(chǎn)生圓周方向滑動。另一種是軸向滑動，即纏繞在鼓輪上 的導(dǎo)線，整圈在鼓輪工作面上軸向滑動，這又要求導(dǎo)線與鼓輪的動摩擦盡量小，鼓輪圈工 作面必須有很高的硬度，不易被導(dǎo)線纏繞勒出溝槽，否則，導(dǎo)線圈軸向滑動時將被溝槽劃 傷。
鼓輪是拉線機用量最多、更換最勤的易損件之一，盡管將鼓輪設(shè)計成鼓輪圈與輪轂的 組合結(jié)構(gòu)，只須更換鼓輪圈，可以降低一些成本，但鼓輪圈自身的使用壽命，直接關(guān)系到 導(dǎo)線生產(chǎn)線的連續(xù)工作周期，鼓輪圈維修、更換頻繁，對企業(yè)的經(jīng)濟效益影響很大。
為了解決上述問題，目前是在鼓輪圈工作面噴焊一層鎳基碳化鴿，但碳化鉤是貴金 屬，材料價格很高，且須采用等離子噴焊技術(shù)，工藝復(fù)雜，加工成本高。
另外，現(xiàn)有的鼓輪圈，其外圓工作面設(shè)計為直線形，即鼓輪圈輪槽是平底槽，槽底面 是圓柱面，不利于導(dǎo)線圈軸向滑動，當(dāng)滑動不暢時，導(dǎo)線可能重疊纏繞，需要操作人員及時發(fā)現(xiàn)并迅速處理，否則將導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。并且，導(dǎo)線纏繞時，總是偏向輪槽的一側(cè)，只 占據(jù)輪槽的一半，另一半是空閑的，當(dāng)使用的一半被磨損后即被更換，也是一種浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為拉線機提供一種制造成本較低并且能夠滿足拉線技術(shù)性能要求的 鼓輪圈以及這種鼓輪圈的制造工藝，以保證線纜產(chǎn)品質(zhì)量和大幅度地降低制造成本。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種拉線機鼓輪圈，該鼓輪圈的外圓工作面具有硬化表層，該硬化表層是滲氮層。
所述滲氮層深度O. 5 0. 6毫米。 所述鼓輪圈用38CrMoAl A合金制成。
所述鼓輪圈的外圓工作面呈"V"形，由兩個對稱布置的相向斜面構(gòu)成。
上述拉線機鼓輪圈的制造工藝，包括如下步驟
a. 將合金鋼材料鋸切為滿足鍛造比要求長度的料坯；
b. 將料坯加熱后沖孔、擴孔和滾鍛，制成鼓輪圈的毛坯；
c. 正火處理，將毛坯加熱到金屬材料的相變溫度，并保溫后出爐，在空氣中冷卻到 室溫，使金屬材料的晶粒細化；
d. 退火處理，將毛坯再次加熱，進行球化退火，使金屬材料片狀珠光體中的滲碳體 球化，組織均勻，減少了淬火時的變形開裂傾向，為調(diào)質(zhì)熱處理作好準(zhǔn)備，同時降低硬 度，便于機械切削加工；
e. 將鼓輪圈毛坯粗車，留出加工余量；
f. 將調(diào)質(zhì)處理，粗車后的鼓輪圈再次加熱到金屬材料的相變溫度，保溫后出爐，進 行淬火和高溫回火，使金屬材料的組織為回火索氏體；
g. 將調(diào)質(zhì)后的鼓輪圈精車，預(yù)留余量0.3毫米，再進行粗磨；
h. 將粗磨后的鼓輪圈入爐加熱退火，消除在機械切削加工工序中所產(chǎn)生的應(yīng)力；
i. 將鼓輪圈的所有表面精磨到設(shè)計要求的尺寸；j.將精磨后的鼓輪圈清洗干凈后裝入滲氮爐內(nèi)，采用等溫氮化或分階段氮化工藝對 零件進行表面氮化處理，氮化層深度O. 5 0. 6毫米；
k.將氮化處理后的鼓輪圈以端面定位，并以氮化后的外圓表面找正，保證外圓與磨 床主軸的同軸度符合要求，完成內(nèi)孔終磨。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果
1)鼓輪圈采用38CrMoAlA或者其他具有優(yōu)良氮化性能的合金鋼材料制造，通過最終氮 化處理后，工作面形成強度很高的硬化層，表面硬度可以達到HvllOO-1200 (相當(dāng)于 服C67-72)，耐磨性能好，使用壽命長，與表面噴涂碳化鎢的鼓輪圈相當(dāng)，而制造成本僅 為它的二分之一，降低了線纜生產(chǎn)企業(yè)的成本，經(jīng)濟效益顯著。
2)鼓輪圈工作面設(shè)計為雙向傾斜結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)線軸向滑動，生產(chǎn)過程更加流暢、 穩(wěn)定；且可以兩面使用，當(dāng)一個斜面磨損后，將鼓輪圈卸下，翻面安裝，可繼續(xù)使用，使 用壽命相當(dāng)于現(xiàn)有鼓輪圈的2倍，可進一步生產(chǎn)成本降低。
下面結(jié)合實例詳細說明本發(fā)明。


圖l是本發(fā)明的鼓輪圈制造工藝過程示意圖
圖2是本發(fā)明的鼓輪圈結(jié)構(gòu)圖
圖3是圖2的剖視圖
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本鼓輪圈的結(jié)構(gòu)參見圖2、圖3:圖中標(biāo)號l、 2為鼓輪圈外圓的工作面結(jié)構(gòu)，槽底工作 面設(shè)計成呈"V"形，由兩個對稱布置的相向斜面構(gòu)成，由兩個端面沿軸線方向向中間傾 斜的結(jié)構(gòu)形成了l、 2兩個工作面，不僅有利于拉線時導(dǎo)線的滑動，減小了導(dǎo)線對工作面的 摩擦和磨損，延長使用壽命；而且當(dāng)工作面l經(jīng)過一定的使用周期被磨損后，鼓輪圈可以 從鼓輪座上拆下并翻面安裝使用工作面2，使用壽命提高一倍以上。鼓輪圈采用38CrMoAlA這種氮化性能極佳的合金鋼材料，經(jīng)過對整體進行調(diào)質(zhì)熱處理 后強度提高形成堅實的基底，并且對工作面進行氮化處理后形成O. 5 0. 6毫米厚度的滲氮 硬化層3。堅實的基底配合高硬度的工作面保證了鼓輪圈對耐磨、抗壓和疲勞極限高的技 術(shù)要求。
鼓輪圈可以采用各種氮化性能優(yōu)良的合金鋼材料制造。本例以38CrMoAlA合金鋼材料 鼓輪圈的制造說明其詳細的工藝過程，參見圖l，具體步驟如下
(1).將38CrMoAlA圓形合金鋼材料用鋸床通過下料工序l后鋸切為滿足鍛造比要求長
度的料坯；
(2) .鍛造工序2通過將料坯加熱后沖孔、擴孔和滾鍛的方式制成鼓輪圈的環(huán)形毛坯；
(3) .將毛坯加熱到金屬材料的相變溫度并保溫后出爐在空氣中冷卻到室溫進行正火 處理3，使金屬材料的晶粒細化；
(4) .將毛坯再次加熱進行球化退火熱處理4，使金屬材料片狀珠光體中的滲碳體球 化，并且組織均勻，減少了淬火時的變形開裂傾向，為調(diào)質(zhì)熱處理作好了組織準(zhǔn)備，同時 降低了硬度，便于機械切削加工；
(5) .將鼓輪圈毛坯按照最終尺寸單邊預(yù)留余量3毫米后進行機械切削加工，完成粗車 工藝5;
(6) .將粗車后的鼓輪圈再次加熱到金屬材料的相變溫度并保溫后出爐，進行淬火和 高溫回火，完成調(diào)質(zhì)熱處理工藝6，使金屬材料的組織為回火索氏體，獲得既有一定強 度、硬度，又有良好沖擊韌性的綜合機械性能，成為鼓輪圈的堅實基質(zhì)；
(7) .將調(diào)質(zhì)后的鼓輪圈進行機械切削加工精車7，并按照最終尺寸單邊預(yù)留余量0.3 毫米進行粗磨8;
(8) .粗磨后的鼓輪圈入爐加熱，采用消除內(nèi)應(yīng)力退火熱處理工藝9，達到完全消除在 前道機械切削加工工序中所產(chǎn)生的應(yīng)力和穩(wěn)定尺寸的目的，為最終的氮化處理減小變形趨 勢打下基礎(chǔ)；
(9) .精磨10是將消除內(nèi)應(yīng)力后鼓輪圈的所有表面磨削到圖紙所要求的尺寸，因鼓輪 圈是薄壁環(huán)形零件，氮化處理后有微量變形，在內(nèi)圓直徑上單邊預(yù)留終磨加工余量0.2毫 米。精磨10因磨削量很小，不可能對零件產(chǎn)生大量的機械切削加工應(yīng)力。(10) .將精磨后的鼓輪圈清洗干凈后裝入滲氮爐內(nèi)，采用等溫氮化或分階段氮化工藝 對零件進行表面氮化處理ll，鼓輪圈經(jīng)過氮化處理后表面硬度可以達到Hv1100-1200 (相 當(dāng)于冊c67-72),氮化層深度達到0.5 0.6毫米，具有很高的耐磨性能。
(11) .將氮化處理后的鼓輪圈以端面定位，并以氮化后的外圓表面找正，保證外圓與 磨床主軸的同軸度符合圖紙要求，完成終磨內(nèi)孔的工藝12。
鼓輪圈完成上述全部制造工藝過程后成為成品零件。
權(quán)利要求
1. 一種拉線機鼓輪圈，該鼓輪圈的外圓工作面具有硬化表層，其特征在于該硬化表層是滲氮層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線機鼓輪圈，其特征在于所述滲氮層深度0.5 0.6毫米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線機鼓輪圈，其特征在于所述鼓輪圈用38CrMoAlA合金鋼 制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線機鼓輪圈，其特征在于所述鼓輪圈的外圓工作面呈 "V"形，由兩個對稱布置的相向斜面構(gòu)成。
5. —種拉線機鼓輪圈的制造工藝，包括步驟a. 將合金鋼材料鋸切為滿足鍛造比要求長度的料坯；b. 將料坯加熱后沖孔、擴孔和滾鍛，制成鼓輪圈的毛坯；c. 正火處理，將毛坯加熱到金屬材料的相變溫度，并保溫后出爐，在空氣中冷卻到 室溫，使金屬材料的晶粒細化；d. 退火處理，將毛坯再次加熱，進行球化退火，使金屬材料片狀珠光體中的滲碳體 球化，組織均勻，減少了淬火時的變形開裂傾向，為調(diào)質(zhì)熱處理作好準(zhǔn)備，同時降低硬 度，便于機械切削加工；e. 將鼓輪圈毛坯粗車，留出加工余量；f. 將調(diào)質(zhì)處理，粗車后的鼓輪圈再次加熱到金屬材料的相變溫度，保溫后出爐，進 行淬火和高溫回火，使金屬材料的組織為回火索氏體；g. 將調(diào)質(zhì)后的鼓輪圈精車，預(yù)留余量0.3毫米，再進行粗磨；h. 將粗磨后的鼓輪圈入爐加熱退火，消除在機械切削加工工序中所產(chǎn)生的應(yīng)力；i. 將鼓輪圈的所有表面精磨到設(shè)計要求的尺寸；j.將精磨后的鼓輪圈清洗干凈后裝入滲氮爐內(nèi)，采用等溫氮化或分階段氮化工藝對 零件進行表面氮化處理，氮化層深度O. 5 0. 6毫米；k.將氮化處理后的鼓輪圈以端面定位，并以氮化后的外圓表面找正，保證外圓與磨 床主軸的同軸度符合要求，完成內(nèi)孔終磨。
全文摘要
一種拉線機鼓輪圈，該鼓輪圈的外圓工作面具有滲氮硬化表層，表面硬度可以達到Hv1100-1200，耐磨性能好，使用壽命長，與表面噴涂碳化鎢的鼓輪圈相當(dāng)，而制造成本僅為它的二分之一；鼓輪圈的外圓工作面呈“V”形，由兩個對稱布置的相向斜面構(gòu)成，利于導(dǎo)線軸向滑動，并可翻面重復(fù)使用。
文檔編號B32B9/04GK101507981SQ200910058740
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者家 莊, 云 肖, 镕 趙, 陳隆森 申請人:德陽東佳港機電設(shè)備有限公司