专利名称：纤维的制造方法及其装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及利用切削金属材料等来制得细纤维的纤维的制造方法及其装置。
迄今，在金属纤维的制造方法中，线切削法已被公知。这种线切削法就是将直径为3毫米左右的金属长丝从卷绕该金属丝的一端的卷线轴拉出，在具有导向槽的一对线辊上卷绕几十圈后，再卷绕到另一端的卷线轴上。这样，几十根金属丝就能够以相同的速度在同一方向上在上述那对线辊间移动。用刀具接触并切削由这几十根金属丝所组成的面，就由这些金属丝制得细的金属纤维。
然而，现有的制造方法存在以下问题因为是沿着在一个方向上移动的金属长丝来切削这些金属丝而制得金属纤维，因此，该方法对低强度材料就不适用;另外，用作原材料的金属丝的表面一旦有所损伤，金属丝的该部分就会因应力集中而被切断;再有，因为加工时产生振动等原因，吃刀深度就容易发生变化，很难制得粗细均匀的质量好的纤维。特别是由于不能将全部金属丝都用来作为制造纤维的材料，故生产效率低而生产成本高。
本发明的第一个目的在于提供一种方法，它能够以高的效率和低的成本来制造质量良好的金属等纤维。
为了实现这第一个目的，本发明的方法是将带状的薄板材料在用轴承支承的、可以自由转动的主轴的园筒状外表面上卷绕若干圈并将材料端部固定，该主轴以一定的速度在上述卷绕方向的反方向上旋转，同时将刀刃的延长线同上述主轴的轴线垂直，而其前角在21°～37°范围内选定的切刀，以一定的速度平行于主轴的轴线对着上述材料板的端面进给，以该切刀切削材料板的端面而制得金属等纤维。
若使用本发明，能够以同材料板的卷绕圈数及切刀的进给量大致成比例的高效率制得纤维，而且可以丝毫不剩地充分利用卷绕在卷绕段上的材料板作为制造纤维的材料。另外，可以使切刀以适当的方向、角度同材料的端面接触并进行切削，可以在不产生质量缺陷的情况下制得富有柔软性的长纤维。从而，可以高效率、低成本地制造质量好的纤维。
本发明的第二个目的在于提供一种方法，它能够以低成本大量地制造更细的纤维。
为了实现这第二个目的，本发明的方法是将几张材质相同或材质不同的带状薄材料叠合，再轧制该叠层板而制得材料板;随后，将该材料板在主轴的园筒状外表面上卷绕若干圈并将材料端部固定，使该主轴以一定速度在上述卷绕方向的反方向上旋转，同时将刀刃的延长线同上述主轴的轴线垂直，而其前角在21°～37°范围内选定的切刀，以一定速度平行于主轴的轴线地对着上述卷绕好的材料板的端面进给，以该切刀切削材料板的端面而制得更细的纤维。
若使用本发明，由于将几张材质相同或材质不同的带状薄板材料叠合并轧制该叠层板而制得材料板，就能够以叠层状态制得每一张板厚都极薄的板材;又由于使用轧制叠层板作为材料板，就可以制得更细的纤维。另外，将不同材质的板材叠层轧制时，就可以在切削时很容易地制得材质不同的纤维的混合物。
另外，由于将以一定的进给量进给的切刀同在匀速转动主轴上卷绕若干圈的卷绕好的材料板的端面接触并切削，加之可以同时切削卷绕成同心状的材料板的各层而连续制得大量的纤维，就能够以同材料板的卷绕圈数及切刀的进给量大致成比例的高效率制得金属等纤维，而且能够将卷绕好的金属板丝毫不剩地作为制作纤维的材料充分地利用。
本发明的第三个目的在于提供一种制造装置，它可以最佳地实现上述各种方法而且结构简单。
为了实现这第三个目的，本发明的装置(第二个发明)由以下几部分构成用轴承支承在床身上且可以自由转动的主轴，将转动动力源的转动传送到上述主轴的第一转动传送装置，设置在上述主轴上、具有同主轴相同轴线的园柱形外表面而且可以在该外表面上将带状薄板材料卷绕若干圈并将材料端部固定的卷贫危诟镁砣贫蔚耐獗砻嫔暇砣迫舾扇Σ⒔瞬抗潭ǖ拇幢“宀牧希坝星械肚铱梢云叫杏谥髦岬闹嵯咭贫牡都埽ü跛倨鹘鲜鲋髦岬淖偷浇扛艿牡诙妥爸茫潭ㄔ谏鲜龅都苌锨彝鲜鼋扛苣龊系慕菽福洳贾檬沟们械兜牡度械难映は咄髦岬闹嵯叽怪保淝敖窃 1°～37°范围内，以便于该切刀同卷绕在上述卷绕段上的材料板的端面接触并进行切削。
根据本发明，可以使用一个转动动力源实现主轴、也就是材料板的转动以及与其联动的切刀的移动，从而使装置的结构简化。另外，由于将主轴的转动经减速后再传送到进给丝杠并通过进给丝杠的转动来进给刀架，可以使刀架、也就是切刀的进给量调整到极小，从而制得极细的纤维。
除上述发明的目的、构成、效果以外的其他方面，将通过以下的说明予以了解。
下面，对附图作简要说明。
图1至图6是表示本发明的第一个实施例的附图，图1为实现本发明的纤维制造方法的制造装置的侧视图，图2为图1的局部俯视图，图3为主轴的正视图，图4为图1的局部放大图，图5为图1的局部轴测图，图6为主轴的局部剖视的侧视图;图7为表示本发明的第二个实施例(叠层板轧制装置)的示意图。
下面对本发明予以详细说明。
在上述图1至6中，1为安装在地面上的长方形空心床身。在该床身1的上面、隔一定距离装有轴承座2和轴架3(其内部都装有轴承，图中未表示)，并使其各自的轴承位于同一轴线上。
10为作成阶梯状的主轴。该主轴10的一端(图中为右端)支承在上述轴架3的轴承中，而另一端(图中为左端)支承在上述轴承座2的轴承中并能自由转动。另外，在主轴10位于轴承座2和轴架3之间的部分，设置有卷绕段11和直径较大的轴肩段12。该卷绕段11具有园柱形外表面，其轴线与主轴10的轴线相同;而且在该外表面上还有一轴向沟槽11a。该轴肩段12位于该卷绕段11的靠轴承座2的这一端。在上述卷绕段11上将用作材料板的带状金属薄板20卷绕若干圈。
下面，参照附图3就上述金属板20的卷绕过程予以详细说明。金属板20为黄铜、铜等材料，预先加工成厚约0.1毫米，宽约100毫米的带材;上述卷绕段11的直径约为180毫米，其沟槽11a的宽度和深度使金属板20的端部可插入其中而且彼此相吻合。当卷绕金属板20时，首先将其端部插入沟槽11a中并予以折弯，然后使金属20的一边紧贴到轴肩段12的侧面，再按图3所示在顺时针方向上紧紧地卷绕若干圈。当绕到直径为200毫米左右时，切断金属板20，再将其端部固定在金属板卷料的表面上。为了固定该端部，除用粘接剂外，还可以采用点焊或激光焊等。
另外，在主轴10伸出轴承座2之外的那部分上固定两个彼此同心的直径不同的皮带轮13、14。
30是电动机，它装在床身内的下部。皮带轮32固定在电动机30的转轴31上。该皮带轮32经皮带33同上述主轴10的皮带轮13相连接，即上述主轴10通过电动机30带动旋转。
40是减速器，它装在床身1内的上部，而且其内部装有电磁离合器等连接装置(图中未表示)。皮带轮42固定在该减速器40的输入轴41上。该皮带轮42经皮带43同上述主轴10的皮带轮14相连接，即当主轴10旋转的同时，将其转动传送到减速器40的输入轴41。另外，在上述减速器40的输出端(图中未表示)上连接有同主轴10的轴线平行的进给丝杠44。
50是刀架，其上装有高速钢或硬质合金制的切刀51。该刀架50的下底面上开有导向槽52，该导向槽52同位于床身1的上面、与主轴10的轴线平行的导轨4相配合且可以自由滑动。另外，在刀架50的下底面上装有底板53，该底板53穿过上述导轨4的长槽4a伸在其下边;与前述进给丝杠44啮合的进给螺母54固定在该底板53上。也就是说，上述刀架50可以通过进给丝杠44的转动沿着导轨4在床身1的上面作平行于主轴10的轴线的滑动。
上述切刀51的刀刃51a，其延长线，如图4、图5所示，同主轴10的轴线10a垂直，而且刀刃本身处于卷绕好的金属板20的端面(切削面)20a在高度方向上的中心位置。另外，切刀51的前面51b和轴线10a所形成之角(前角)ν以在21°～37°范围内为宜，而切刀51的后面51c和金属板20的端面20a所形成之角(后角)α以10°左右为宜。
再有，在前述主轴10的内部，如图6所示，从固定皮带轮13、14的端部起至卷绕段11的整个长度上作成盲孔15，冷却用水管60水密地插入该盲孔15内。该冷却用水管60作成具有内外两根管子的套管式结构，以便用泵(图中未表示)将水从内管61打进盲孔15内，再吸入外管62形成水的循环。
上述冷却装置用来预防因在切削时所产生的热使切削条件发生变化，例如，由于金属板20所产生的热膨胀使进给量所产生的变化等。该冷却装置可以用来冷却主轴10，尤其是用来冷却卷绕着金属板20的卷绕段11。
下面，就使用上述装置来制造金属纤维的方法予以说明。
首先，开动电动机30，使主轴10以一定速度按图3所示的反时针方向、也就是沿金属板20的卷绕方向的反方向旋转。在这种情况下，如果将减速器40的输入轴41和输出轴相连接，由于同主轴10联动的进给丝杠44的转动，就可以使刀架50以一定速度沿导轨4对着金属板20的端面20a进给。因此，当切刀51接触金属板20a时，就通过切削从该端面20a得到细的金属纤维。若以具体的数值来说明，那就是在使用黄铜材料时，切削宽度为18毫米，切刀51的进给量为0.01毫米/转，切削速度为90米/分时，每小时可得到约7.5公斤的纤维。若将上述进给量提高一倍，每小时可以得到约15公斤的纤维。
另外，为了使上述切削作业能顺利地进行，必须适当选择前边说到的切刀51的前角ν。下面的表(1)和表(2)分别表示在下述具体条件下，制得纤维的质量状况以及主轴转速的降低随前角ν而变化的实验结果。条件是用作金属板20的材料是黄铜，将它卷绕在直径为150毫米的卷绕段11上一直绕到直径达180毫米左右，主轴10的转速为150转/分，切削宽度为13毫米，后角α取定值100，切刀51的进给量分别取0.01毫米/转(表1)和0.02毫米/转(表2)。
由此可见，当进给量为0.01毫米/转时，若前角ν在20°以下，由于切削阻力的增大和随之而产生的热，将生成彼此熔敷的卷曲状的短纤维，主轴10的转速也大幅度地降低了10转/分左右。另外，若前角ν在380以上，主轴10的转速不象其在200以下时那样大幅度地降低，但是由于切削时所产生的振动仍难制得长的纤维。当前角ν在210～370之间时，若角度较小，主轴10的转速有所降低，生成柔软性稍差的纤维，但可以得到质量大致良好的长纤维;尤其是当前角为350时，可以看到主轴10的转速降低既小所制得的纤维质量也最好。另一方面，即使将进给量提高到0.02毫米/转，虽然主轴10转速的降低与表(1)所列有所不同，但仍可以得到与表(1)大致相同的结果，即前角ν在210～370范围内可以得到质量较好的纤维;尤其是可以看到，前角ν为350的效果最佳。
如上所述，如果使用上述的制造方法，由于主轴10的旋转方向同金属板20的卷绕方向相反，因此，在主轴旋转时，被卷紧的金属板20不会变松。另外，由于通过将以一定进给量进给的切刀51同在均匀旋转的主轴10的卷绕段11上卷绕若干圈的金属板20的端面20a接触并进行切削来制得金属纤维，能够以同金属板20的卷绕圈数及切刀51的进给量大致成比例的高效率制得金属纤维;还可以将卷绕好的金属板20丝毫不剩地作为制造纤维的材料全部利用。再有，因为切刀51的前角ν在210～370范围内选定，可以在不产生质量缺陷的情况下制得富于柔软性的细长纤维。
另外，如果使用实现上述制造方法的制造装置，因主轴10的转动皮带43传送到减速器40的输入端41，能够以一台电动机30带动主轴10和进给丝杠44同时转动，并使同主轴10的转动联动的刀架50移动。另外，因为是将主轴10的转动经减速后才传送到进给丝杠并通过进给丝杠的转动再使刀架50移动，可以将刀架50、也就是切刀51的进给量调整到极小的数值，从梢灾频眉傅慕鹗粝宋Ｔ儆校蛭梢允沟都 0沿导轨4平稳地移动，可以使切刀51经常以适当的方向、角度同金属板20的端面20a接触并进行切削。再有，因为在卷绕段11的外面开有可以将金属板20的端部插入其中的轴向沟槽11a，就可以在将金属板20的端部插入该沟槽11a后，很容易地将金属板20几乎无间隙地紧绕在卷绕段11上，从而可以预防因卷绕不好导致难于切削，保证能制得质量良好的金属纤维。
再有，为了进一步提高金属纤维的生产率，可以增大金属板的卷绕直径并在其径向安装几把切刀，并且还可以并排设置几套上述装置。另外，也可以不把金属板20直接卷绕在主轴10上，而是另外准备一个可与主轴10配合但无相对转动的园筒状卷轴，在该卷轴上卷绕金属板到规定直径后再将其装配到主轴10上。
然而，要用上述制造方法制得较细的纤维，必须使用一张薄的板材作为加工材料。但是，从薄板轨制技术角度来看，可以较容易地得到的板厚虽随材质的不同而有所不同，但其值一般在100微米左右。如果要轧制比100微米还薄的板材，由于制造上的困难，价格就变得极高。在这种情况下，下述实施例是有效的解决办法。
该实施例是将几张材质相同或材质不同的带状薄板材料叠合，通过轧制，以叠层状态制得每一张板的厚度都极薄的板材，然后以该轧制叠层板作为加工材料在前述装置的主轴的卷绕段上卷绕若干圈，再以上面所述的同样方法制得极细的金属纤维。
下面，结合附图对本发明的第二个实施例予以说明图7是制造上述轧制叠层板的叠层轧制装置的示意图。在该图中，101a、101b是一对园柱形的轧辊，其轴线相互平行地相对排列在上下方向并保持一定间隙S。另外，该对轧辊101a、101b用驱动电机(图中省略)驱动，使其以相同的转速在相反方向旋转。
下面，参照图7对板材的叠层轧制予以说明。板材的叠层轧制就是将几张板材叠合，然后再将该叠层板进行轧制。例如，将板厚约为100微米的四张材质为黄铜的带状薄板K叠合而组成叠层板KS1，然后将该叠层板KS1送到上述轧辊101a、101b间进行轧制。此时，如果将该轧辊101a、101b的工作间隙S预先调整到100微米，就可以通过轧制得到与该间隙相同的轧制叠层板KS2。因此，就能够以叠层状态同时得到四张每张板厚约为25微米的极薄的板材。
这样，将所得到的轧制叠层板作为材料板20，用同第一个实施例相同的方法将其卷绕在主轴的卷绕段11上并将材料端部固定，再让该制造装置同第一个实施例一样地工作，就能通过切削加工制得极细的纤维。
若要列举具体数值予以说明，那就是当用黄铜作为材料板20时，切削宽度为18毫米，切刀51的进给量为0.01毫米/转，切削速度为90米/分，每小时可以制得28微米左右的金属纤维约7.5公斤。当进给量加倍时，每小时可以制得约15公斤的金属纤维。
如果使用上述的制造方法，将四张带状薄板K叠合，然后将该叠层板KS1送到轧辊101a、101b间进行轧制;其结果是，能够以叠层状态制得每张板厚都极薄的板材，将该轧制叠层板KS2作为材料板20使用，就可以制得更细的纤维。另外，因为同时切削同心地卷绕成筒状的材料板20的各层，可以连续地制得大量的纤维。
再有，虽然用叠层轧制法制得的板厚随板材K的张数及轧辊101a、101b间的工作间隙S的不同而有所不同，然而，当板材K的材质是黄铜、铜等比较软的金属材料时，可以得到的板厚为10微米左右。另外，作为板材也不局限于黄铜、铜等金属材料，还可以用铝、镍、钛、铁、不锈钢等其他金属材料以及可以切削的合成树脂、陶瓷、玻璃等非金属材料和如上这些材料的混合物等等。另外，根据材质的不同，在叠层轧制时，叠合的各板材由于热的影响或者杂质的混入以及材料缺陷等原因所产生的塑性变形而导致彼此紧贴或粘合，切削时可能出现纤维难于分离的情况。因此，可以在叠层轧制前预先在各板材之间涂上硅油等润滑剂以防止其彼此紧贴或粘合。再有，在上述实施例中，虽然表示的是将材质相同的材料经叠层轧制而制得的材料板20;但对于材质不同的材料板K，经轧制后在切削时，即可很容易地制得材质不同的纤维的混合物。
另外，用叠层轧制法得到的轧制叠层板KS2的四边，往往产生各板材的边缘不齐这种现象。当把材料板20卷绕在主轴卷绕段11上时，这种边缘不齐是导致出现卷绕缺陷的原因。因此，在卷绕工序前，用适当的剪切装置预先将四边剪齐即可。另外，当把材料板20卷绕在卷绕段11上时，为了防止在材料板20上产生折皱和裂纹，也可以在卷绕段11处安装能向中心施加一定推压力的加压辊，以便用该加压辊一边推压住材料板20，一边进行卷绕。
权利要求
1.一种纤维的制造方法，它由以下几个阶段组成在用轴承支承的可以自由转动的主轴的园筒状外表面上卷绕带状薄板材料若干圈并将材料端部固定，使该主轴以一定速度在卷绕方向的反方向上旋转，将刀刃的延长线同主轴的轴线垂直而其前角在21°～37°范围内选定的切刀以一定速度平行于主轴的轴线对着上述材料板的端面进给，用该切刀切削金属板的端面而制得纤维。
2.根据权利要求1所述的纤维的制造方法，其特征在于将几张材质相同或材质不同的带状薄板材料叠合，轧制该叠层板，将这样得到的轧制叠层板用作材料板。
3.根据权利要求1或2所述的纤维的制造方法，其特征在于材料板的材质为黄铜、铜、铝、镍、钛、铁、不锈钢等金属材料。
4.根据权利要求1或2所述的纤维的制造方法，其特征在于材料板的材质为可以切削的合成树脂，陶瓷，玻璃等非金属材料。
5.一种纤维的制造装置，其特征在于它由以下几部分构成用轴承支承在床身上的可以自由转动的主轴，将转动动力源的转动传送到上述主轴的第一转动传送装置，设置在上述主轴上、具有同主轴相同轴线的园柱形外表面、而且可以在该外表面上将带状薄板材料卷绕若干圈并将材料端部固定的卷绕段，装有切刀且可以平行于主轴轴线移动的刀架，通过减速器将上述主轴的转动传送到进给丝杠的第二转动传送装置，固定在上述刀架上且同上述进给丝杠啮合的进给螺母，其布置使上述切刀的刀刃的延长线同主轴的轴线垂直而其前角在21°～37°范围，以便于该切刀同卷绕在上述卷绕段的材料板接触并进行切削。
6.根据权利要求5所述的纤维的制造装置，其特征在于在上述卷绕段的外表面上，开有可以将上述材料板的端部插入其中的轴向沟槽。
7.根据权利要求5或6所述的纤维的制造装置，其特征在于在上述卷绕段中装有冷却装置。
8.根据权利要求5、6、7所述的纤维的制造装置，其特征在于上述切刀由在主轴的径向排列的几把切刀组成。
全文摘要
在用轴承支承的可以自由转动的主轴的圆筒状外表面上将带状薄板金属等材料卷绕若干圈并将材料端部固定，该主轴以一定速度在上述卷绕方向的反方向上旋转，同时将刀刃的延长线同上述主轴的轴线垂直且其前角在21°—37°范围内选定的切刀以一定速度平行于主轴的轴线进给，用该切刀切削材料板的端面而制得纤维。因此，可以用此法以高效率、低成本制造质量良好的富有柔软性的细长纤维。
文档编号B23P17/06GK1036352SQ8810925
公开日1989年10月18日 申请日期1988年12月9日 优先权日1987年12月9日
发明者柳沢章 申请人:尼巴克斯有限公司, 柳沢章