本發(fā)明涉及金屬纖維切削制造，尤其是涉及基于金屬線材的金屬纖維切削制造的裝置及方法。

背景技術(shù)：

金屬纖維是20世紀(jì)70年代后期先進工業(yè)國家研制開發(fā)的一種優(yōu)質(zhì)高效的新型功能材料，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、高彈性、高強度以及良好的燒結(jié)性，同時還具有非金屬纖維的柔軟和可紡性等特性，不僅廣泛應(yīng)用于化工、機械、冶金、建筑和紡織等一般工業(yè)部門，而且在航空航天、核工業(yè)、電子及軍事等高新技術(shù)領(lǐng)域都有著重要的用途。金屬纖維制造技術(shù)難度大、工藝復(fù)雜，目前比利時、美國、日本、中國在金屬纖維的規(guī)?；a(chǎn)方面已走在世界前列。近年來，由于對金屬纖維的物理力學(xué)性能要求越來越高，金屬纖維作為一種優(yōu)質(zhì)的新型功能材料，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、高彈性、高強度以及良好的燒結(jié)性。同時，還具有非金屬纖維的柔軟和可紡性等特性。金屬纖維不僅廣泛應(yīng)用于化工、機械、冶金、建筑和紡織等一般工業(yè)部門，而且在航空航天、核工業(yè)、電子及軍事等高新技術(shù)領(lǐng)域都有著重要的用途。

目前大多數(shù)金屬纖維的加工都是拉拔法、熔抽法以及金屬棒料車削加工法，對金屬線材車削加工制造金屬纖維的研究幾乎空白，熔抽法既可制取短纖維也可制取長纖維，纖維當(dāng)量直徑最小達(dá)25μm，但工藝和技術(shù)要求高，熔融的金屬液表面張力很大、粘度小、擠出的金屬流線很容易形成液滴，故成絲過程比較困難。加工設(shè)備較復(fù)雜，抗拉強度低，一般只有380mpa。單絲拉拔法可以獲得直徑在2μm以下的纖維，表面光滑、尺寸精確，但效率低拉伸工藝，潤滑，模具，原材料等都會影響拉伸質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供可實現(xiàn)簡單裝置低成本、快速、大批量持續(xù)生產(chǎn)的金屬纖維切削制造的裝置及方法。

所述金屬纖維切削制造的裝置設(shè)有動力裝置、傳動裝置、張緊裝置、支承裝置、切削裝置和收集裝置；動力裝置用于為金屬線材傳動提供動力；所述傳動裝置用于金屬線材的傳遞；所述張緊裝置用于提供張緊力；所述支承裝置用于支承金屬線材的切削制造；所述切削裝置用于切削制造金屬纖維，所述收集裝置用于自動收集切削制造后的金屬纖維；

所述動力裝置設(shè)有電機和卷線輥，動力裝置通過牽引卷拉線材為金屬線材提供金屬線材做進給運動的動力；

所述張緊裝置設(shè)有三處轉(zhuǎn)向?qū)л啠瑥埦o裝置依靠金屬線材自身剛性及摩擦作用，使被切削線材處于繃緊狀態(tài)，實現(xiàn)金屬線材的預(yù)緊，達(dá)到方便切削制造金屬纖維的目的；

所述支承裝置設(shè)有2個帶有多條線槽的導(dǎo)輪，支承裝置使金屬線材可以往復(fù)纏繞及規(guī)則鋪展，方便刀具切削加工，還具有固定金屬線材的功能；

所述切削裝置設(shè)有刀架和多齒刀具，切削裝置的后刀面上設(shè)有陣列式鋸齒狀刀齒，切削裝置具有同時連續(xù)切削多根金屬線材的功能，所述刀架可上下移動調(diào)節(jié)多齒刀具的切削深度，實現(xiàn)切削裝置能夠同時分批連續(xù)切削多根金屬線材的功能；所述多齒刀具的刀具材料根據(jù)被切削線材材質(zhì)的不同分可為高速鋼、鎢鋼等；所述多齒刀具的刀齒齒寬可為0.2～0.4mm，齒高可為0.2～0.4mm。

所述收集機構(gòu)設(shè)有同步帶輪和收絲輥，收集機構(gòu)通過同步帶傳動使收絲輥與動力機構(gòu)相關(guān)聯(lián)，統(tǒng)一由動力機構(gòu)的電機提供動力，從而保證切削速度與收絲速度相匹配。

所述金屬線材可采用普通金屬絲，具有良好的延展性和塑性，直徑可為ф3～ф5mm；所述金屬絲可采用銅線、鋁線、低碳鋼線等中的一種，可采用拉拔工藝制得。

所述金屬纖維切削制造方法采用所述金屬纖維切削制造的裝置，包括以下步驟：

1)金屬線材的安裝

在金屬線材切削開始前，通過人工牽引線材依次穿過張緊裝置，在支撐機構(gòu)上多次纏繞后固定在動力機構(gòu)的卷線輥上完成金屬線材的安裝；

2)金屬纖維切削深度的調(diào)整

啟動電機，調(diào)整電機參數(shù)，使金屬線材在電機的卷拉作用下平穩(wěn)運動，調(diào)節(jié)刀架位置以選擇適當(dāng)?shù)那邢魃疃冗M行后續(xù)切削；

3)金屬纖維的收集

待連續(xù)型金屬纖維產(chǎn)生后，手工牽引并傳送到收絲滾輪上，調(diào)整收絲滾輪的轉(zhuǎn)速與金屬纖維產(chǎn)生的速率匹配，實現(xiàn)連續(xù)型金屬纖維的批量化制造和自動收集。

本發(fā)明公開一種以金屬線材為原材料切削制造金屬纖維的設(shè)備，可以滿足當(dāng)量直徑在100μm以下，具有粗糙表面形貌的金屬纖維的切削加工。同時具有操作簡單、加工過程連續(xù)、效率高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的金屬纖維切削制造裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的金屬纖維切削制造機床張緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的金屬纖維切削制造機床動力裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的金屬纖維切削制造機床的運作流程圖；

圖5是本發(fā)明的金屬纖維切削制造機床的切削機理示意圖。

具體實施方式

以下實施例將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

由圖1～3所示，一種金屬纖維切削制造的裝置包括：

1.張緊輪：由三處轉(zhuǎn)向?qū)л?a、1b、1c組成；

2.支承輪：由兩個帶有多條線槽的導(dǎo)輪2a、2b組成，槽的數(shù)量取決于切削金屬纖維的股數(shù)。

3.多齒刀具：切削加工的刀具為多齒刀具3a、3b，后刀面上設(shè)置有陣列式鋸齒狀刀齒，通過刀具多個微細(xì)齒刃對金屬線材的切削作用，可連續(xù)切削多根金屬線材。

4.刀架：刀架4a、4b可上下移動調(diào)節(jié)刀具的切削深度，實現(xiàn)裝置能夠同時分批連續(xù)切削多根金屬線材的功能。

5.電機5：由變頻器和三相異步電動機組成，可實現(xiàn)電機調(diào)速的功能。

6.收絲輥6：結(jié)構(gòu)兩邊帶有擋板的滾筒，實現(xiàn)金屬纖維的收集。

所述進線線材輥為滾筒式結(jié)構(gòu)，具有導(dǎo)向作用。

所述張緊輪1a、1b、1c為具有一個導(dǎo)向槽的輪狀結(jié)構(gòu)，通過三個輪的作用達(dá)到導(dǎo)向張緊的目的。

所述支承輪2a、2b具有多個導(dǎo)向槽，便于使線材并行排列成板狀結(jié)構(gòu)，利于多齒刀具的切削，具有導(dǎo)向支承的作用。

所述多齒刀具3a、3b具有多個微細(xì)齒刃，可連續(xù)切削并行排列成板狀結(jié)構(gòu)的線材，形成多股金屬纖維。

所述刀架4a、4b可上下移動調(diào)節(jié)刀具的切削深度，實現(xiàn)裝置能夠同時分批連續(xù)切削多根金屬線材的功能。

所述電機5為變頻器及380v三相異步電機連接而成，具有變速的功能，可以實現(xiàn)進線、切削兩種不同速度的要求。

所述收絲輥結(jié)構(gòu)為兩端帶有擋板的滾筒組成，可實現(xiàn)金屬纖維的收集，擋板具有防止收集的金屬纖維纏繞脫落的功能。

參見圖4，本發(fā)明的一種金屬纖維切削制造方法，包括以下步驟：

s01在切削開始前，需通過人工牽引線材依次穿過張緊輪1a、1b、1c，并將線材往復(fù)纏繞及規(guī)則鋪展在兩個支承輪2a、2b上，最終將線材引出固定在電機5所在的卷線輥上。

s02啟動電機5，調(diào)整電機參數(shù)，使金屬線材在電機的卷拉作用下平穩(wěn)運動。調(diào)節(jié)所述刀架4a、4b位置以選擇適當(dāng)?shù)那邢魃疃壤枚帻X刀具3a、3b進行后續(xù)切削。

s03待連續(xù)型金屬纖維產(chǎn)生后，可手工牽引并傳送到收絲滾輪6上，調(diào)整收絲滾輪的轉(zhuǎn)速與金屬纖維產(chǎn)生的速率匹配，便可實現(xiàn)連續(xù)型微細(xì)金屬纖維的批量化制造和自動收集。

由圖5所示，金屬線材9經(jīng)過在兩個支承輪2a、2b上的往復(fù)纏繞及規(guī)則鋪展，形成圖5所示的并排排列結(jié)構(gòu)，在電機5的帶動下經(jīng)過多齒刀具3a、3b的切削產(chǎn)生多股金屬纖維8，由收集裝置6完成金屬纖維的收集，切削后的金屬金屬線材9由動力裝置中的滾筒進行收集。

以切削制造金屬銅纖維為例，所用原材料為銅線，人工牽引銅線依次穿過所述張緊裝置，在所述支撐機構(gòu)上多次纏繞后固定在所述動力裝置的卷線輥上，將電機通電，啟動電機，使機構(gòu)運轉(zhuǎn)并調(diào)整電機參數(shù)，使金屬線材在電機的卷拉作用下平穩(wěn)運動。調(diào)節(jié)所述刀架位置以選擇適當(dāng)?shù)那邢魃疃冗M行后續(xù)切削，使刀具能順利切出適當(dāng)尺寸的銅纖維。待連續(xù)型金屬纖維產(chǎn)生后，可手工牽引并傳送到收絲滾輪上，調(diào)整收絲滾輪的轉(zhuǎn)速與金屬纖維產(chǎn)生的速率匹配，便可實現(xiàn)連續(xù)型微細(xì)金屬纖維的批量化制造和自動收集。