权利要求
1.一种金属
铜丝加工设备，其特征在于：包括机架和阻尼组件，所述阻尼组件设置于所述机架上模具的前端，所述阻尼组件包括缓冲机构和张紧机构，所述缓冲机构和张紧机构相互连接，所述张紧机构拉伸张紧塔轮和模具之间的金属铜丝并驱动所述缓冲机构随金属铜丝振动而水平移动用于缓冲减震。
2.根据权利要求1所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述张紧机构和缓冲机构之间设置有同步套筒，所述同步套筒转动设置于所述机架上，所述张紧机构和缓冲机构均连接于所述同步套筒上，所述张紧机构和缓冲机构通过同步套筒进行同步张合动作用于辅助张紧和缓冲。
3.根据权利要求2所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述张紧机构包括张紧轮和摆杆，所述张紧轮转动设置于所述摆杆上，所述摆杆转动设置于所述同步套筒与所述机架的转动轴上，所述摆杆上设置有第一弹簧，所述第一弹簧连接于所述机架上，所述第一弹簧驱动所述摆杆对金属铜丝的张紧。
4.根据权利要求3所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述缓冲机构包括滑杆和缓冲轮，所述缓冲轮转动设置于所述滑杆上，所述滑杆滑动设置于所述同步套筒上，所述滑杆和摆杆相互连接，所述滑杆随所述摆杆转动而在所述同步套筒上伸缩移动。
5.根据权利要求4所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述滑杆和所述摆杆在所述同步套筒上呈直角设置，且所述摆杆上设置有同步齿轮并与所述滑杆侧面的齿牙啮合。
6.根据权利要求4所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述滑杆为弹力伸缩杆，所述缓冲轮伸缩设置于所述弹力伸缩杆上。
7.根据权利要求3所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述第一弹簧和所述机架之间设置有调节杆，所述调节杆用于伸缩调节所述第一弹簧与所述机架之间的距离。
8.根据权利要求4所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述机架上基于模具的模孔高度水平设置有滑槽，所述缓冲轮滑动设置于所述滑槽上，所述滑槽两端分别设置有左侧弹簧和右侧弹簧，所述左侧弹簧和右侧弹簧分别交替与所述缓冲轮动态连接并用于缓冲轮的缓冲减震。
9.根据权利要求8所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：所述左侧弹簧和右侧弹簧末端分别对应设置有左侧滑块和右侧滑块，所述左侧滑块和右侧滑块上设置有扣合孔，所述缓冲轮外侧同心设置有弧形扣合杆，所述弧形扣合杆随所述缓冲轮的转动而转动并交替与所述左侧滑块或右侧滑块扣合连接。
10.一种金属铜丝加工方法，其适用于如权利要求1-9中任意一项所述的一种金属铜丝加工设备，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将金属铜丝依次绕过张紧轮和缓冲轮后穿过模具模孔，使张紧轮和缓冲轮对金属铜丝进行预张紧;
S2：通过两个塔轮转动驱动金属铜丝穿过模具模孔进行拉丝，金属铜丝产生的高频振动通过缓冲轮上交替连接的左侧弹簧和右侧弹簧进行减震缓冲，并通过滑槽维持金属铜丝在模具模孔上零角度穿孔拉丝;
S3：两个塔轮切换拉丝速度产生的金属铜丝前端松动通过张紧轮和缓冲轮的同步动态张合动作进行调节松紧，使金属铜丝维持均匀张紧力。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种金属铜丝加工设备及方法。
背景技术
[0002]在铜丝拉丝加工中，线材直径通过模孔被逐渐缩减，此过程伴随着剧烈的塑性变形。这一过程的核心挑战在于如何维持线材张力的绝对稳定，任何张力的波动都会直接导致产品质量问题，其中最典型的就是“竹节丝”缺陷，该问题的产生源于一个复杂的动态过程。
[0003]首先，竹节丝的产生是一个由多重振动源触发的恶性循环。其主要诱因有两个方面：一是过程固有振动，即线材在强行穿过模孔时，与模具内壁产生剧烈的摩擦和持续挤压，这会激发一种持续的高频振动。这种振动会沿着线材向前传递，导致位于拉丝前端、尚未经过模孔的线材发生谐振，破坏了其进给的平稳性，使得瞬间进入模孔的线材体积流量发生波动，从而引发局部直径变化，形成最初的竹节纹路。二是操作瞬态振动，当设备在进行速度切换时，驱动系统的瞬时响应会在线材上产生一个张力冲击，这个瞬间的扰动同样会造成线材松动，破坏拉丝过程的稳定性。一旦初始的竹节纹路形成，其本身的不规则几何形状会进一步干扰张力的均匀分布，使得松动现象加剧，从而形成一个自我强化的恶性循环，最终导致拉丝后的线材直径不均、表面质量差，机械性能大幅下降。
[0004]其次，现有的张力控制系统存在难以调和的结构性矛盾。拉丝设备通常通过在两个塔轮上往复缠绕多圈线材来积累拉拔力。然而，这种设计导致所有缠绕在同一塔轮上的线材段构成一个强耦合的张力系统。若简单地通过调节一个塔轮的位置来试图张紧其中一段松动的线材，会不可避免地导致所有在塔轮上其他缠绕圈数的张力发生改变，无法实现精准的局部张力调控。
[0005]为解决此问题，现有技术一般是在两个塔轮之间设置中间张紧机构。但传统的张紧机构(如压线辊或滑轮)普遍采用“按压”或“弯曲”线材路径的方式，通过改变线材的高度位置来调节其有效长度，从而实现张紧。这种方法改变了线材进入下一个模孔的“接近角”，使其无法以理想的零角度水平对中穿模。一旦线材以一定角度进入模孔，就会导致模孔出现单侧不均匀磨损，极大缩短模具寿命。同时，线材在模孔内的塑性变形不再对称，会直接造成产品圆度恶化、表面刮伤，并在内部产生不均匀的残余应力，严重影响其后续加工性能和使用寿命。因此，为了在金属铜丝拉丝时维持张紧度的同时保证金属铜丝进入模具模孔的角度，提出了一种金属铜丝加工设备及方法。
发明内容
[0006]为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种金属铜丝加工设备及方法。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明的一种金属铜丝加工设备，包括机架和阻尼组件，所述阻尼组件设置于所述机架上模具的前端，所述阻尼组件包括缓冲机构和张紧机构，所述缓冲机构和张紧机构相互连接，所述张紧机构拉伸张紧塔轮和模具之间的金属铜丝并驱动所述缓冲机构随金属铜丝振动而水平移动用于缓冲减震。
[0008]作为本发明的进一步方案，所述张紧机构和缓冲机构之间设置有同步套筒，所述同步套筒转动设置于所述机架上，所述张紧机构和缓冲机构均连接于所述同步套筒上，所述张紧机构和缓冲机构通过同步套筒进行同步张合动作用于辅助张紧和缓冲。
[0009]作为本发明的进一步方案，所述张紧机构包括张紧轮和摆杆，所述张紧轮转动设置于所述摆杆上，所述摆杆转动设置于所述同步套筒与所述机架的转动轴上，所述摆杆上设置有第一弹簧，所述第一弹簧连接于所述机架上，所述第一弹簧驱动所述摆杆对金属铜丝的张紧。
[0010]作为本发明的进一步方案，所述缓冲机构包括滑杆和缓冲轮，所述缓冲轮转动设置于所述滑杆上，所述滑杆滑动设置于所述同步套筒上，所述滑杆和摆杆相互连接，所述滑杆随所述摆杆转动而在所述同步套筒上伸缩移动。
[0011]作为本发明的进一步方案，所述滑杆和所述摆杆在所述同步套筒上呈直角设置，且所述摆杆上设置有同步齿轮并与所述滑杆侧面的齿牙啮合。
[0012]作为本发明的进一步方案，所述滑杆为弹力伸缩杆，所述缓冲轮伸缩设置于所述弹力伸缩杆上。
[0013]作为本发明的进一步方案，所述第一弹簧和所述机架之间设置有调节杆，所述调节杆用于伸缩调节所述第一弹簧与所述机架之间的距离。
[0014]作为本发明的进一步方案，所述机架上基于模具的模孔高度水平设置有滑槽，所述缓冲轮滑动设置于所述滑槽上，所述滑槽两端分别设置有左侧弹簧和右侧弹簧，所述左侧弹簧和右侧弹簧分别交替与所述缓冲轮动态连接并用于缓冲轮的缓冲减震。
[0015]作为本发明的进一步方案，所述左侧弹簧和右侧弹簧末端分别对应设置有左侧滑块和右侧滑块，所述左侧滑块和右侧滑块上设置有扣合孔，所述缓冲轮外侧同心设置有弧形扣合杆，所述弧形扣合杆随所述缓冲轮的转动而转动并交替与所述左侧滑块或右侧滑块扣合连接。
[0016]一种金属铜丝加工方法，其适用于如一种金属铜丝加工设备，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将金属铜丝依次绕过张紧轮和缓冲轮后穿过模具模孔，使张紧轮和缓冲轮对金属铜丝进行预张紧;
S2：通过两个塔轮转动驱动金属铜丝穿过模具模孔进行拉丝，金属铜丝产生的高频振动通过缓冲轮上交替连接的左侧弹簧和右侧弹簧进行减震缓冲，并通过滑槽维持金属铜丝在模具模孔上零角度穿孔拉丝;
S3：两个塔轮切换拉丝速度产生的金属铜丝前端松动通过张紧轮和缓冲轮的同步动态张合动作进行调节松紧，使金属铜丝维持均匀张紧力。
[0017]本发明的有益效果为：缓冲机构用于吸收并减
小金属铜丝在拉丝过程中的振动，而张紧机构则根据金属铜丝的松紧度自动调节张紧度。缓冲组件不仅用于缓冲减震，还能用于作为引导金属铜丝进入模具模孔内的引导机构，并且缓冲机构和张紧机构动态调节松紧度的动作过程中缓冲机构始终维持水平移动，而不产生高度的变化，使初始状态下就与模具模孔保持相同高度的缓冲组件能够持续将金属铜丝引导至模具模孔内，避免因调节金属铜丝松紧度造成金属铜丝接近角的变化。通过缓冲机构和张紧机构在动态调节松紧度时使缓冲机构保持水平移动，可以提高金属铜丝的拉丝质量，还能避免模具产生较大的磨损。
附图说明
[0018]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0019]图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的阻尼组件的结构示意图;
图3为本发明的滑槽外侧的结构示意图;
图4为本发明的滑槽位置的俯视结构示意图。
[0020]附图标记说明：1、塔轮;2、阻尼组件;3、模具;4、张紧轮;5、摆杆;6、调节杆;7、第一弹簧;8、滑杆;9、同步套筒;10、缓冲轮;11、滑槽;12、左侧滑块;13、右侧滑块;14、弧形扣合杆;15、轨道轮。
具体实施方式
[0021]为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
[0022]如图1-图4所示，本发明的一种金属铜丝加工设备，包括机架和阻尼组件2，阻尼组件2设置于机架上模具3的前端，阻尼组件2包括缓冲机构和张紧机构，缓冲机构和张紧机构相互连接，张紧机构拉伸张紧塔轮1和模具3之间的金属铜丝并驱动缓冲机构随金属铜丝振动而水平移动用于缓冲减震。
[0023]为了在金属铜丝拉丝时维持张紧度的同时保证金属铜丝进入模具3模孔的角度，通过在两个塔轮1之间设置模具3，并且在模具3的前端设置阻尼组件2，阻尼组件2上的缓冲机构和张紧机构分别用于金属铜丝拉丝时的缓冲和张紧，由于金属铜丝在拉丝过程中的摩擦挤压的作用和拉丝速度变化的作用会产生松动，因此缓冲机构用于吸收并减小金属铜丝在拉丝过程中的振动，而张紧机构则根据金属铜丝的松紧度自动调节张紧度。缓冲组件不仅用于缓冲减震，还能用于作为引导金属铜丝进入模具3模孔内的引导机构，并且缓冲机构和张紧机构动态调节松紧度的动作过程中缓冲机构始终维持水平移动，而不产生高度的变化，使初始状态下就与模具3模孔保持相同高度的缓冲组件能够持续将金属铜丝引导至模具3模孔内，避免因调节金属铜丝松紧度造成金属铜丝接近角的变化。通过缓冲机构和张紧机构在动态调节松紧度时使缓冲机构保持水平移动，可以提高金属铜丝的拉丝质量，还能避免模具3产生较大的磨损。
[0024]由于金属铜丝在拉丝过程中持续进行，因拉丝时产生的振动和速度调节叠加产生的金属铜丝松动时，如果仅通过张紧机构单一设备进行调节，则调节的反应速度较慢，为了加快设备对于金属铜丝松动后的动态调节速度，因此作为本发明的进一步方案，张紧机构和缓冲机构之间设置有同步套筒9，同步套筒9转动设置于机架上，张紧机构和缓冲机构均连接于同步套筒9上，张紧机构和缓冲机构通过同步套筒9进行同步张合动作用于辅助张紧和缓冲。
[0025]由于缓冲机构在缓冲减震过程中也需进行动作，因此通过在缓冲机构和张紧机构之间设置同步套筒9，使缓冲机构和张紧机构在同步套筒9内相互连接，其中任意一个机构产生动作，则另一个机构也随之产生相应的动作，通过两个机构的联动动作以提高调节张紧度时的反应速度。其中，张紧机构处于金属铜丝上的前端位置，而缓冲机构处于金属铜丝上的后端位置，金属铜丝先通过张紧机构后再经过缓冲组件，在金属铜丝因拉丝过程中产生松紧度变化后缓冲组件首先产生动作，缓冲机构的动作会通过同步套筒9进一步驱动张紧机构随之动作，缓冲机构和张紧机构配合产生的开合动作能够将反应时间缩短至原本的一半。
[0026]具体的，张紧机构包括张紧轮4和摆杆5，张紧轮4转动设置于摆杆5上，摆杆5转动设置于同步套筒9与机架的转动轴上，摆杆5上设置有第一弹簧7，第一弹簧7连接于机架上，第一弹簧7驱动摆杆5对金属铜丝的张紧。缓冲机构包括滑杆8和缓冲轮10，缓冲轮10转动设置于滑杆8上，滑杆8滑动设置于同步套筒9上，滑杆8和摆杆5相互连接，滑杆8随摆杆5转动而在同步套筒9上伸缩移动。
[0027]张紧轮4按压在金属铜丝上，使金属铜丝绕过张紧轮4的底部，而第一弹簧7则对摆杆5提供向下的拉伸作用力，使张紧轮4对金属铜丝形成一定的压力，使金属铜丝实现张紧。当金属铜丝拉丝速度较快时，则金属铜丝对张紧轮4形成较大的向上的作用力，则张紧轮4和摆杆5会基于与同步套筒9的转动连接点而向上转动，由于金属铜丝对张紧轮4形成的向上作用力会导致金属铜丝上形成的拉力较大，容易造成金属铜丝断线，因此滑杆8在摆杆5向上转动后也会随之同步缩回，使缓冲轮10与张紧轮4同向移动形成相对靠近的动作，以减小金属铜丝上的拉力。而在金属铜丝拉丝速度由快变慢后，速度的变化会造成前端的金属铜丝松动，因此金属铜丝对张紧轮4的压力减小，则张紧轮4和摆杆5在第一弹簧7的作用下会被拉回，摆杆5的动作也会同步驱动滑杆8的伸出，并使缓冲轮10与张紧轮4反向移动形成相对远离的动作，以维持对金属铜丝的张紧力。
[0028]具体的，如图2所示，滑杆8和摆杆5在同步套筒9上呈直角设置，且摆杆5上设置有同步齿轮并与滑杆8侧面的齿牙啮合。当滑杆8上设置有齿牙，并且摆杆5上的同步齿轮与滑杆8上的齿牙啮合之后，由于同步套筒9转动设置在机架上，因此当摆杆5顺时针转动时，滑杆8会在同步齿轮的驱动下缩回同步套筒9方向，则张紧轮4和缓冲轮10相互靠近，而当摆杆5逆时针转动时，滑杆8会在同步齿轮的驱动下伸出套筒，则张紧轮4和缓冲轮10相互远离。
[0029]由于在上述过程中，缓冲轮10的缓冲作用主要通过金属铜丝的松紧状态在张紧轮4上的反馈后再传递至缓冲轮10上进行缓冲减震，缓冲过程相对滞后，为了能够使缓冲轮10实现对金属铜丝的同步反馈，因此在一实施例中，滑杆8为弹力伸缩杆，缓冲轮10伸缩设置于弹力伸缩杆上。由于金属铜丝产生的振动能够导致金属铜丝产生一定的松动，但是松动的幅度较小，因此滑杆8的弹力伸缩范围较小，使滑杆8处于吸收振动的最佳弹力范围内，而且还能避免因滑杆8本身产生的伸缩造成对张紧机构和缓冲机构同步配合调节松紧度的过程造成影响。
[0030]作为本发明的进一步方案，第一弹簧7和机架之间设置有调节杆6，调节杆6用于伸缩调节第一弹簧7与机架之间的距离。两个塔轮1上分别都连接有电机，电机通过控制装置进行控制，而调节杆6为电动调节杆6，可以根据塔轮1上的电机转速动态调节伸缩长度，以适应金属铜丝不同拉丝速度的变化。当金属铜丝拉丝速度较快时，则张紧轮4上受到的压力较大，因此通过伸长调节杆6，使第一弹簧7对摆杆5维持相同的弹力，避免对摆杆5得到弹力过大造成对金属铜丝的拉力较大，导致金属铜丝断线，而在金属铜丝的拉丝速度减慢时，则通过缩短调节杆6，使第一弹簧7维持对摆杆5和张紧轮4的弹力，避免弹力变化过大。
[0031]由于在金属铜丝拉丝速度较快时，金属铜丝作用力首先作用于缓冲轮10上并会造成缓冲轮10朝向金属铜丝拉丝方向移动，而在金属铜丝拉丝速度较慢时，则金属铜丝松动后张紧轮4下压将金属铜丝拉紧，同时会驱动缓冲轮10反向移动，在这个过程中均需要保证缓冲轮10的平顺移动。因此作为本发明的进一步方案，机架上基于模具3的模孔高度水平设置有滑槽11，缓冲轮10滑动设置于滑槽11上，滑槽11两端分别设置有左侧弹簧和右侧弹簧，左侧弹簧和右侧弹簧分别交替与缓冲轮10动态连接并用于缓冲轮10的缓冲减震。其中左侧弹簧和右侧弹簧末端分别对应设置有左侧滑块12和右侧滑块13，左侧滑块12和右侧滑块13上设置有扣合孔，缓冲轮10外侧同心设置有弧形扣合杆14，弧形扣合杆14随缓冲轮10的转动而转动并交替与左侧滑块12或右侧滑块13扣合连接。
[0032]如图3和图4所示，在缓冲轮10和弧形扣合杆14之间设置有轨道轮15，轨道轮15设置于滑槽11内，缓冲轮10、轨道轮15和弧形扣合杆14同轴连接，轨道轮15和弧形扣合杆14与转轴保持相对静止，能够随着转轴的转动而同步转动，而缓冲轮10能够与转轴形成相对转动，则如果金属铜丝对缓冲轮10保持相同的作用力，则缓冲轮10仅会随着金属铜丝的移动而转动，但并不会在滑槽11上水平移动，只有在金属铜丝对缓冲轮10的作用力产生变化后，如金属铜丝的拉丝速度变化以及产生了振动导致松动，在张紧轮4动作后驱动情况下缓冲轮10才会产生移动。
[0033]在初始状态下缓冲轮10、轨道轮15和弧形扣合杆14会处于滑槽11上的中心位置，而当缓冲轮10在滑槽11上水平移动后，会驱动轨道轮15和弧形扣合杆14转动，由于弧形扣合杆14为弧形结构，而左侧滑块12和右侧滑块13上设置有扣合孔，因此当弧形扣合杆14转动之后，会与其中一个滑块形成扣合，则仅有一个弹簧能够向弧形扣合杆14提供弹力，进而将弹力传递给缓冲轮10，为缓冲轮10提供弹力缓冲。通过将缓冲轮10设置在中间后再通过两侧的左侧弹簧和右侧弹簧分别提供弹力，这是为了避免仅设置单一方向上的弹簧后对缓冲轮10提供的弹力会因压缩或拉伸距离变化过大而产生较大的差别，而设置两个弹簧后会使弹力缓冲作用较为均匀。
[0034]当金属铜丝的拉丝速度较快时，会拉动缓冲轮10朝向金属铜丝移动方向一侧的弹簧移动并压缩，并使弧形扣合杆14与该侧的滑块连接;而当金属铜丝的拉丝速度由快变慢时，会导致金属铜丝松动，则张紧轮4会下压并与缓冲轮10形成张开的动作，则缓冲轮10会朝向金属铜丝移动方向的反向移动，则会朝向该侧移动并压缩该侧的弹簧，并使弧形扣合杆14与该侧的滑块连接，当弧形扣合杆14与左侧滑块12连接时，则弧形扣合杆14与右侧滑块13分离，而当弧形扣合杆14与右侧滑块13连接时，则弧形扣合杆14与左侧滑块12分离。弧形扣合杆14和轨道轮15表面材质为软质材料。滑槽11上和轨道轮15上可设置齿牙并相互啮合，使两者相对移动时能够避免产生打滑。
[0035]一种金属铜丝加工方法，其适用于如一种金属铜丝加工设备，包括以下步骤：
S1：将金属铜丝依次绕过张紧轮4和缓冲轮10后穿过模具3模孔，使张紧轮4和缓冲轮10对金属铜丝进行预张紧;
S2：通过两个塔轮1转动驱动金属铜丝穿过模具3模孔进行拉丝，金属铜丝产生的高频振动通过缓冲轮10上交替连接的左侧弹簧和右侧弹簧进行减震缓冲，并通过滑槽11维持金属铜丝在模具3模孔上零角度穿孔拉丝;
S3：两个塔轮1切换拉丝速度产生的金属铜丝前端松动通过张紧轮4和缓冲轮10的同步动态张合动作进行调节松紧，使金属铜丝维持均匀张紧力。
[0036]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
说明书附图(4)
声明：
“金属铜丝加工设备及方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：广东盈川金属材料有限公司
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