拉线机鼓轮圈及其制造工艺制造技术

一种拉线机鼓轮圈，该鼓轮圈的外圆工作面具有渗氮硬化表层，表面硬度可以达到 Hv1100-1200，耐磨性能好，使用寿命长，与表面喷涂碳化钨的鼓轮圈相当，而制造成本 仅为它的二分之一；鼓轮圈的外圆工作面呈“V”形，由两个对称布置的相向斜面构成， 利于导线轴向滑动，并可翻面重复使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电线电缆制造设备及其制造工艺，具体地说，是一种用于拉线机的鼓轮圈 及其制造工艺。
技术介绍
电线电缆制造过程，是将铜、铝、铝合金等圆形金属杆材通过拉线机采用拉拔方式制 成各种规格的裸导线，巻绕到线盘上，以便下道工序的绞制。现有拉线机一般采用拉线模 经过8至13道拉拔后导线达到设计的规格，拉力由主电机通过齿轮分配传递到每道拉线模 后面的鼓轮上，导线紧紧缠绕在鼓轮上，鼓轮旋转，带动导线拉过模具，线径逐级变细。 拉拔过程中，导线在鼓轮上发生两种运动， 一种是缠绕运动，导线须在鼓轮上缠紧，有足 够的静摩擦力，不会周向打滑，才能拉动导线，因此，导线须在鼓轮上缠绕至少3圈。但 是，根据导线生产工艺，在拉拔过程中导线的张力要发生变化，需要设计适当的滑动系 数，因而允许导线和鼓轮圈之间产生圆周方向滑动。另一种是轴向滑动，即缠绕在鼓轮上 的导线，整圈在鼓轮工作面上轴向滑动，这又要求导线与鼓轮的动摩擦尽量小，鼓轮圈工 作面必须有很高的硬度，不易被导线缠绕勒出沟槽，否则，导线圈轴向滑动时将被沟槽划 伤。鼓轮是拉线机用量最多、更换最勤的易损件之一，尽管将鼓轮设计成鼓轮圈与轮毂的 组合结构，只须更换鼓轮圈，可以降低一些成本，但鼓轮圈自身的使用寿命，直接关系到 导线生产线的连续工作周期，鼓轮圈维修、更换频繁，对企业的经济效益影响很大。为了解决上述问题，目前是在鼓轮圈工作面喷焊一层镍基碳化鸽，但碳化钩是贵金 属，材料价格很高，且须采用等离子喷焊技术，工艺复杂，加工成本高。另外，现有的鼓轮圈，其外圆工作面设计为直线形，即鼓轮圈轮槽是平底槽，槽底面 是圆柱面，不利于导线圈轴向滑动，当滑动不畅时，导线可能重叠缠绕，需要操作人员及时发现并迅速处理，否则将导致生产中断。并且，导线缠绕时，总是偏向轮槽的一侧，只 占据轮槽的一半，另一半是空闲的，当使用的一半被磨损后即被更换，也是一种浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的，是为拉线机提供一种制造成本较低并且能够满足拉线技术性能要求的 鼓轮圈以及这种鼓轮圈的制造工艺，以保证线缆产品质量和大幅度地降低制造成本。 本专利技术的技术解决方案是一种拉线机鼓轮圈，该鼓轮圈的外圆工作面具有硬化表层，该硬化表层是渗氮层。所述渗氮层深度O. 5 0. 6毫米。 所述鼓轮圈用38CrMoAl A合金制成。所述鼓轮圈的外圆工作面呈"V"形，由两个对称布置的相向斜面构成。上述拉线机鼓轮圈的制造工艺，包括如下步骤a. 将合金钢材料锯切为满足锻造比要求长度的料坯；b. 将料坯加热后冲孔、扩孔和滚锻，制成鼓轮圈的毛坯；c. 正火处理，将毛坯加热到金属材料的相变温度，并保温后出炉，在空气中冷却到 室温，使金属材料的晶粒细化；d. 退火处理，将毛坯再次加热，进行球化退火，使金属材料片状珠光体中的渗碳体 球化，组织均匀，减少了淬火时的变形开裂倾向，为调质热处理作好准备，同时降低硬 度，便于机械切削加工；e. 将鼓轮圈毛坯粗车，留出加工余量；f. 将调质处理，粗车后的鼓轮圈再次加热到金属材料的相变温度，保温后出炉，进 行淬火和高温回火，使金属材料的组织为回火索氏体；g. 将调质后的鼓轮圈精车，预留余量0.3毫米，再进行粗磨；h. 将粗磨后的鼓轮圈入炉加热退火，消除在机械切削加工工序中所产生的应力；i. 将鼓轮圈的所有表面精磨到设计要求的尺寸；j.将精磨后的鼓轮圈清洗干净后装入渗氮炉内，采用等温氮化或分阶段氮化工艺对 零件进行表面氮化处理，氮化层深度O. 5 0. 6毫米；k.将氮化处理后的鼓轮圈以端面定位，并以氮化后的外圆表面找正，保证外圆与磨 床主轴的同轴度符合要求，完成内孔终磨。本专利技术的有益技术效果1)鼓轮圈采用38CrMoAlA或者其他具有优良氮化性能的合金钢材料制造，通过最终氮 化处理后，工作面形成强度很高的硬化层，表面硬度可以达到HvllOO-1200 (相当于 服C67-72)，耐磨性能好，使用寿命长，与表面喷涂碳化钨的鼓轮圈相当，而制造成本仅 为它的二分之一，降低了线缆生产企业的成本，经济效益显著。2)鼓轮圈工作面设计为双向倾斜结构，有利于导线轴向滑动，生产过程更加流畅、 稳定；且可以两面使用，当一个斜面磨损后，将鼓轮圈卸下，翻面安装，可继续使用，使 用寿命相当于现有鼓轮圈的2倍，可进一步生产成本降低。下面结合实例详细说明本专利技术。 附图说明图l是本专利技术的鼓轮圈制造工艺过程示意图图2是本专利技术的鼓轮圈结构图图3是图2的剖视图躺麯弒本鼓轮圈的结构参见图2、图3:图中标号l、 2为鼓轮圈外圆的工作面结构，槽底工作 面设计成呈"V"形，由两个对称布置的相向斜面构成，由两个端面沿轴线方向向中间倾 斜的结构形成了l、 2两个工作面，不仅有利于拉线时导线的滑动，减小了导线对工作面的 摩擦和磨损，延长使用寿命；而且当工作面l经过一定的使用周期被磨损后，鼓轮圈可以 从鼓轮座上拆下并翻面安装使用工作面2，使用寿命提高一倍以上。鼓轮圈采用38CrMoAlA这种氮化性能极佳的合金钢材料，经过对整体进行调质热处理 后强度提高形成坚实的基底，并且对工作面进行氮化处理后形成O. 5 0. 6毫米厚度的渗氮 硬化层3。坚实的基底配合高硬度的工作面保证了鼓轮圈对耐磨、抗压和疲劳极限高的技 术要求。鼓轮圈可以采用各种氮化性能优良的合金钢材料制造。本例以38CrMoAlA合金钢材料 鼓轮圈的制造说明其详细的工艺过程，参见图l，具体步骤如下(1).将38CrMoAlA圆形合金钢材料用锯床通过下料工序l后锯切为满足锻造比要求长度的料坯；(2) .锻造工序2通过将料坯加热后冲孔、扩孔和滚锻的方式制成鼓轮圈的环形毛坯；(3) .将毛坯加热到金属材料的相变温度并保温后出炉在空气中冷却到室温进行正火 处理3，使金属材料的晶粒细化；(4) .将毛坯再次加热进行球化退火热处理4，使金属材料片状珠光体中的渗碳体球 化，并且组织均匀，减少了淬火时的变形开裂倾向，为调质热处理作好了组织准备，同时 降低了硬度，便于机械切削加工；(5) .将鼓轮圈毛坯按照最终尺寸单边预留余量3毫米后进行机械切削加工，完成粗车 工艺5;(6) .将粗车后的鼓轮圈再次加热到金属材料的相变温度并保温后出炉，进行淬火和 高温回火，完成调质热处理工艺6，使金属材料的组织为回火索氏体，获得既有一定强 度、硬度，又有良好冲击韧性的综合机械性能，成为鼓轮圈的坚实基质；(7) .将调质后的鼓轮圈进行机械切削加工精车7，并按照最终尺寸单边预留余量0.3 毫米进行粗磨8;(8) .粗磨后的鼓轮圈入炉加热，采用消除内应力退火热处理工艺9，达到完全消除在 前道机械切削加工工序中所产生的应力和稳定尺寸的目的，为最终的氮化处理减小变形趋 势打下基础；(9) .精磨10是将消除内应力后鼓轮圈的所有表面磨削到图纸所要求的尺寸，因鼓轮 圈是薄壁环形零件，氮化处理后有微量变形，在内圆直径上单边预留终磨加工余量0.2毫 米。精磨10因磨削量很小，不可能对零件产生大量的机械切削加工应力。(10) .将精磨后的鼓轮圈清洗干净后装入渗氮炉内，采用等温氮化或分阶段氮化工艺 对零件进行表面氮化处理ll，鼓轮圈经过氮化处理后表面硬度可以达到Hv1100-1200 (相 当于冊c67-72),氮化层深度达到0.5 0.6毫米，具有很高的耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉线机鼓轮圈，该鼓轮圈的外圆工作面具有硬化表层，其特征在于：该硬化表层是渗氮层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵镕，庄家，陈隆森，肖云，
申请(专利权)人：赵镕，庄家，陈隆森，肖云，
类型：发明
国别省市：51