一种提高筋接头抗变形螺纹制作方法及加工装置

申请号 CN200810146881.2 申请日 2008-08-27 公开(公告)号 CN101554697A 公开(公告)日 2009-10-14
申请人 建研科技股份有限公司; 发明人 吴晓星; 徐瑞榕;
摘要 一种提高 钢 筋接头抗 变形 能 力 的 螺纹 制作方法及加工装置,改善了目前 钢筋 螺纹滚轧加工方法中,钢筋端头出现凹陷的 缺陷 。它分别由 倒 角 、剥肋装置和螺纹滚轧装置组成,各机构是延回转中 心轴 线依次排列,其特征在于设计为至少二次涨刀的钢筋加工装置,通过固定在动力源上臂式涨刀楔 块 机构,与固定在 机体 的 导轨 上的角涨刀限位机构、剥肋涨刀限位机构,实现倒角、剥肋及螺纹滚轧顺序进行,其独特的多 定位 面刀架和多切削刃的组合刀具,使该装置可以实现多工位的顺序转换。且具有结构简单、操作方便、故障率低、维修方便的特点。
权利要求

1.一种提高筋接头抗变形螺纹制作方法,其特征在于:对钢筋端头的连接螺纹进行, 、剥肋和螺纹滚轧的加工方法。
2.一种实施权利要求1钢筋连接螺纹的加工方法的钢筋螺纹加工装置,其特征在于:此装置 设计为多次涨刀机构,它主要是由倒角剥肋滚丝器、涨刀限位机构、臂式涨刀楔机构、 多定位面刀架组成。臂式涨刀楔块机构固定安装在动力源上,并通过移动使该机构上的楔 块与涨刀限位机构接触实现多级涨刀。
3.根据权利要求2所述的钢筋螺纹加工装置,其特征在于:臂式涨刀楔块机构上至少设置有 两个限位楔块,两楔形块中心的连线可以与轴线平行,也可以与轴线呈0°~90°的夹角。
4.根据权利要求2所述的钢筋螺纹加工装置,其特征在于:该装置至少设置两个涨刀限位机 构和一个复位限制机构,两个涨刀限位机构可以平行于螺纹加工机构的回转轴心线,也可 以呈0°~90°的夹角。
5.根据权利要求2所述的钢筋螺纹加工装置,其特征在于:多定位面刀架至少四个为一组, 每个多定位面刀架至少有三个定位面,各定位面间有过度斜面过度,过度下面的斜角角度 为15°~75°。
6.根据权利要求2所述的钢筋螺纹加工装置,其特征在于:多切削刃组合刀具上至少有两个 切削刃,即倒角切削刃和剥肋切削刃,两个切削刃的夹角为15°~75°。刀具还可以设置 为三个切削刃,即倒角切削刃、过渡切削刃和剥肋切削刃,其中倒角切削刃与剥肋切削刃 夹角为15°~75°,过渡切削刃与剥肋切削刃夹角为3°~30°。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种建筑领域筋连接方法及加工装置,特别是涉及一种适用于提高钢筋接 头抗变形的方法及为实现此种方法所采用的加工装置。

背景技术

目前,国内及国际建筑施工中钢筋连接大多采用机械连接方法,尤其滚轧直螺纹钢筋连 接技术,已经成为建筑施工中主要的钢筋连接方法。钢筋接头是由两根端头带螺纹的钢筋(以 下简称:丝头)和相应的连接套筒(以下简称:套筒)组成,是通过将两根端头带螺纹的钢 筋,旋入带内螺纹的套筒,实现钢筋连接,达到两根钢筋力的有效传递。对于钢筋接头的连 接性能而言,既要保持被连接钢筋力的无损失传递,保证连接强度,又要有一定的连接刚性, 使接头区段的抗变形性能尽可能的与整根钢筋等同,避免造成由于接头区段的变形过大对建 筑结构安全造成的隐患。
由于滚轧直螺纹固有的特性,经滚轧加工后的螺纹端面,由于金属的流动,将产生端面 凹陷现象,而这种螺纹的端面凹陷,将影响丝头在套筒中的对顶效果,很难消除丝头与套筒 间的螺纹间隙,当接头区段承受外力时造成该区段的变形过大,使接头区段的变形模量降低, 影响接头的抗变形能力。

发明内容

鉴于上述现有滚轧直螺纹钢筋连接技术存在的缺陷,本发明人根据多年的实践经验,经 过不断的研究和大量的试验数据验证,创设此发明。
本发明的主要目的在于,改善目前钢筋螺纹滚轧加工方法中,钢筋端头出现凹陷的缺陷, 提供一种新的钢筋螺纹滚轧加工方法。其特征在于:在钢筋螺纹滚轧加工前,对钢筋端头进 行加工,使滚轧后的螺纹端头平整。
本发明的另一个主要目的在于,为改善目前钢筋螺纹滚轧加工方法中,钢筋端头出现凹 陷的缺陷,提供一种新型的钢筋螺纹滚轧加工装置。使倒角、剥肋及螺纹滚轧在同一台加工 装置上,一次装夹完成所用制作。
本发明提出的提高接头抗变形能力的滚轧加工方法,其特征在于其主要包括以下技术方 案及加工步骤:
1.本钢筋螺纹滚轧设备,主要设有动力源及输出机构、螺纹加工机构、自动涨刀机构、 钢筋固定机构、进给机构和机体构成。动力源通过输出机构带动螺纹加工机构旋转,并通过 进给机构使之延机体上的导杠进行轴向移动。
2.在螺纹加工机构上设置有倒角、剥肋一体刀架;在刀架上安装有倒角、剥肋组合刀具。
3.在机体导杠上分别设置有复位收刀限位机构、倒角涨刀限位机构、剥肋涨刀限位机构。
4.在动力输出机构上设置有臂式涨刀楔机构。
5.加工步骤:
1)先将钢筋固定在钢筋固定机构上,开启电源使动力源通过输出机构带动螺纹加工机构 旋转。扳动进给机构手柄,使螺纹加工机构和臂式涨刀楔块机构延机身上的导杠向钢筋方向 移动。
2)在螺纹加工装置上的倒角、剥肋组合刀具与钢筋接触时,开始进行钢筋端面倒角加工。 当此加工到规定尺寸时,安装在臂式涨刀楔块机构上的涨刀楔块与倒角涨刀限位机构上的限 位轴接触,将该限位装置上的涨刀轮推出,通过涨刀轮与螺纹加工机构上的压刀环的前端面 接触,阻止该环的轴向移动,并使压刀环与螺纹加工机构上的机头产生相对移动,实现倒角 涨刀。
3)倒角加工后继续扳动进给手柄,进行剥肋加工,当此加工到规定尺寸时,安装在臂式 涨刀楔块机构上的涨刀楔块与剥肋涨刀限位机构上的限位轴接触,将该限位装置上的涨刀轮 推出,通过涨刀轮与螺纹加工机构上的压刀环的前端面接触,阻止该环的轴向移动,并使压 刀环与螺纹加工机构上的机头产生相对移动,实现剥肋涨刀。
4)继续进给扳动手柄,进行螺纹滚轧加工。
5)当螺纹加工到规定长度时,动力源自动反转,使加工好的钢筋与螺纹加工机构脱离。 反向扳动进给手柄,使螺纹加工机构延导杠退回,退至压刀环后端面与复位收刀限位机构上 的限位轮接触,使压刀环与机头产生相对移动,通过压刀环的相对移动压缩螺纹加工机构上 的刀架至原始位置,该钢筋螺纹加工完毕。
本发明的目的还可以有以下的技术方案实施。
前述的钢筋螺纹加工方法,其中所述的螺纹加工机构,它分别由倒角、剥肋装置和螺纹 滚轧装置组成,各机构是延回转中心轴线依次排列,从而实现倒角、剥肋、滚制螺纹工序的 顺序完成。
前述的钢筋螺纹加工方法,其中所述的复位收刀限位机构、倒角涨刀限位机构、剥肋涨 刀限位机构,分别固定安装在机体导杠上,各机构是延螺纹加工机构回转中心轴线依次排列, 以保证倒角、剥肋、复位的顺序实现。倒角涨刀轮与剥肋涨刀轮轴心的连线,可以平行于螺 纹加工机构的回转轴心线,也可以呈0°~90°的夹角。
前述的钢筋螺纹加工方法,其中所述的臂式涨刀楔块机构,固定安装在动力输出机构上。 该机构上的楔块可以设置为单楔块,由一个楔块实现对倒角涨刀限位机构、剥肋涨刀限位机 构的控制。该机构上的楔块也可以设置为双楔块,分别由两个楔块独立实现对倒角涨刀限位 机构、剥肋涨刀限位机构的控制,两楔块对称中心的连线,可以平行于螺纹加工机构的回转 轴心线,也可以呈0°~90°的夹角。
本发明的目的还可以通过以下的技术方案进一步实施实施。依照本发明提出的钢筋螺纹 滚轧加工装置,其特征在于设计为至少二次涨刀的钢筋加工装置,其主要由压刀环、刀架、 刀具组成。其中:
上述的压刀环,设置在刀架外圈,限制四个刀架的径向位置。并通过螺钉与滑套相连。
上述的刀架,至少四个为一组,四个刀架呈90°分布,每一个刀架一端设有与压刀环内圈 直径相同的至少三个限位圆弧面,即倒角限位面、剥肋限位面和涨离限位面,三个圆弧面之 间由角度为15°~75°的斜圆弧过度面相连,另一端设有安装刀具的刀槽。
上述的刀具,至少四个为一组,分别安装在刀架的刀槽内,每一个刀具上至少有两个切 削刃,即倒角切削刃和剥肋切削刃,两个切削刃的夹角为15°~75°。刀具还可以设置为三个 切削刃,即倒角切削刃、过渡切削刃和剥肋切削刃,其中倒角切削刃与剥肋切削刃夹角为15 °~75°,过渡切削刃与剥肋切削刃夹角为3°~30°。
本发明的目的还可以通过以下的技术方案进一步实施实施。依照本发明提出的钢筋螺纹 滚轧加工装置,其特征在于设计为至少二次涨刀的钢筋加工装置,其主要由臂式涨刀楔块机 构、倒角涨刀限位机构、剥肋涨刀限位机构和复位收刀限位机构组成。其中:
上述臂式涨刀楔块机构一端固定在动力源上,并随动力源可做轴向移动,另一端设置有 两个可以沿轴向调节位置的楔形块,两个楔形块分别为倒角定位楔块和剥肋定位楔块,两楔 形块中心的连线可以与轴线平行,也可以与轴线呈0°~90°的夹角。
上述倒角涨刀限位机构固定在机体的导轨上,该机构可以安装在滚丝机构轴线一侧独个 使用,也可安装在滚丝机构轴线两侧成对使用。该机构上有一涨刀轴及安装在该轴上的可以 延涨刀轴轴心线旋转的涨刀轮,涨刀轴可以在该机构中延涨刀轴的轴线移动。
上述剥肋涨刀限位机构固定在机体的导轨上,该机构可以安装在滚丝机构轴线一侧独个 使用,也可安装在滚丝机构轴线两侧成对使用。该机构上有一涨刀轴及安装在该轴上的可以 延涨刀轴轴心线旋转的涨刀轮,涨刀轴可以在该机构中延涨刀轴的轴线移动
上述复位收刀限位机构固定在机体的导轨上,安装在滚丝机构轴线两侧成对使用,该机 构上有一固定轴及安装在该轴上的可以延该轴轴心线旋转的限位轮。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极的效果,由以上技术方案可知,本发明通 过在螺纹滚制前加入倒角工序,大大改善了钢筋接头的连接质量,解决了螺纹滚轧时出现的 端面凹陷现象,提高丝头在套筒中的对顶效果,提高了接头的抗变形能力。
本发明提高钢筋接头抗变形能力的加工装置,真正实现一台设备上一次完成倒角、剥肋 和螺纹滚轧三道工序,其独特的多定位面刀架和多切削刃的组合刀具,使该装置可以实现多 工位的转换。且具有结构简单、操作方便、故障率低、维修方便的特点。
综上所述,本发明不论在加工方法上、装置的结构上及功能上都有较大的改进,且在技 术上有较大的改进,产生良好的实用效果,具有广泛的使用价值,是一个新颖、进步、实用 的新设计。
附图说明
图1是本发明中倒角剥肋滚轧螺纹加工装置示意图
图2是本发明中螺纹加工机构正视示意图
图3是本发明中螺纹加工机构结构剖面图
图4是本发明中倒角工序涨刀机构示意图
图5是本发明中剥肋工序涨刀机构示意图
图6是本发明中螺纹加工机构复位示意图
图7是本发明中多定位面刀架示意图
图8是本发明中多切削刃组合刀具示意图
图9是本发明中工序限位组合示意图
图10是本发明中臂式涨刀楔块机构示意图
具体实施方法
参照图1所示,对本发明中提出的倒角剥肋螺纹滚轧方法及其加工装置的具体加工方法、 结构、特性及功效,结合附图进行以下详细说明。
本发明是一种适用于建筑工程中钢筋连接螺纹制作方法,其主要包括以下加工步骤:
在螺纹加工设备上,分别设有钢筋夹紧钳1、臂式涨刀楔块机构2、涨刀限位机构3、倒 角剥肋滚丝器4、动力输出机构5、导杠6、进给机构7、机体8。其中机体8上设有滑动导 杠6,通过转动进给机构7上的手柄,使动力输出机构5、倒角剥肋滚丝器4及臂式涨刀楔块 机构延轴向在导杠6上滑行。在导杠6上还安装有涨刀限位机构3。
在倒角剥肋滚丝器4本体42的四个滑槽内设置有四个多定位面刀架43,多定位面刀架 43的刀槽434内,安装有多切削刃组合刀具44。多定位面刀架43的径向位置是由压刀限位 环41加以固定,压刀限位环通过环压多定位面刀架43上的倒角定位面431、剥肋定位面432 和滚丝定位面433,实现多定位面刀架43的径向位置控制。
臂式涨刀楔块机构2固定安装在动力输出机构5上,随动力输出机构5可做轴向移动。 其与固定在导杠6上的涨刀限位机构3配套使用,实现本发明涉及的倒角、剥肋及滚丝。
请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6所示,本发明所涉及的钢筋螺纹加工方法的加 工步骤如下:
1.先将钢筋(图中未示)夹紧固定在钢筋夹紧钳1上,开动动力输出机构5驱动倒角剥 肋滚丝器4旋转,扳动进给机构7手柄使动力输出机构5及倒角剥肋滚丝器4共同沿着导杠 6做进给和退出工作。
2.参照图4所示,将倒角剥肋滚丝器4推送到多切削刃组合刀具44与钢筋接触,并开始 倒角加工。倒角加工达到规定长度时,臂式涨刀楔块机构2与涨刀限位机构3接触,形成第 一次倒角涨刀,完成倒角工作。
3.参照图5所示,继续推送倒角剥肋滚丝器4到多切削刃组合刀具44上的过渡刃442及 剥肋切削刃443与钢筋接触,并开始剥肋加工。剥肋加工达到规定长度时,臂式涨刀楔块机 构2与涨刀限位机构3接触,形成第二次剥肋涨刀,完成剥肋加工工作。
4.参照图5所示,继续推送倒角剥肋滚丝器4,使钢筋进入螺纹滚轧加工,螺纹滚轧到规 定长度时,动力源自动向相反方向转动,倒角剥肋滚丝器4向后移动,向后推送倒角剥肋滚 丝器4,使复位限位装置33与压刀限位环41后侧面接触,实现刀具复位,全部加工结束。
由上述可知,本发明的螺纹加工方法,主要是通过螺纹加工前对钢筋端部进行适度的倒 角加工,使螺纹滚轧后多余的金属不会堆积在钢筋端部形成端部凹陷,这样可以大大提高接 头对顶效果,提高接头的抗变形能力。
参照图4、图5、图6所示,实现本发明螺纹滚轧装置,是实现本发明必不可少的加工装 置。其关键技术在于,设计有多次涨刀机构,本实例是以设有多次涨刀机构的加工装置进行 说明,其主要由臂式涨刀楔块机构2、涨刀限位机构3、倒角剥肋滚丝器4组成,其中:
上述的臂式涨刀楔块机构2,设有至少两组楔形块装置,楔形块21和楔形块22可各自在 导槽中23移动,并可由螺钉紧将其固定在某一个位置,臂式涨刀楔块机构2通过固定孔 24,用螺钉固定在动力输出机构5上。
上述的涨刀限位机构3,其固定在导杠6上,该机构设有涨刀轴311和涨刀轮312,涨刀 轮312安装在涨刀轴前端,并能围绕涨刀轴中心线旋转,涨刀轮圆周面是一与压刀限位环41 外圈前端面相同的角度的斜面。
上述的倒角剥肋滚丝器4上设有多定位面刀架43、多切削刃组合刀具44、压刀限位环41、 本体42、导向滑套45、螺纹滚丝器46。其中:螺纹滚丝器46一端与动力输出机构5连接, 另一端与本体42连接,在本体42上有四个互呈90°的滑槽,滑槽内分别装有多定位面刀架 43,多定位面刀架43的一侧有安装多切削刃组合刀具44的刀槽434,并可安装多切削刃组 合刀具44,另一端设有倒角定位面431、剥肋定位面432和滚丝定位面433,定位面为一圆 弧面,其圆弧半径与压刀限位环41内圈半径相同,各定位面有斜圆弧面435和436连接过度。 多定位面刀架43是由压刀限位环41内环外圈箍压定位,压刀限位环41可以分别箍压在多定 位面刀架43的倒角定位面431、剥肋定位面432和滚丝定位面433上,当压刀限位环41箍 压在不同的定位面时,安装在多定位面刀架43上的多切削刃组合刀具44切削刃所形成园的 直径不同。
压刀限位环41前端面有一与涨刀轮312圆周面斜面角度相同的斜面,其后端面连接有导 向滑套45,导向滑套内圈与螺纹滚丝器46外圈有可使导向滑套自如滑动的间隙,可以使压 刀限位环41和导向滑套45沿螺纹滚丝器46外圈进行轴向滑动。
参照图4、图5、图6所示,以下将倒角、剥肋、滚丝工序的工作原理进行详细说明。
钢筋夹紧固定在钢筋夹紧钳1上,初始时压刀限位环41与多定位面刀架43的倒角定位 面431箍压,将倒角剥肋滚丝器4推送到多切削刃组合刀具44与钢筋接触,并开始倒角加工。 倒角加工达到规定长度时,臂式涨刀楔块机构2上的倒角限位楔形块21与涨刀限位机构3上 的倒角限位组件31中的限位轴311接触,同时由倒角限位楔形块21上的斜面推动限位轴311 沿着该轴自身的轴线移动,使安装在该轴上的倒角限位轮312与正在移动的倒角剥肋滚丝器 4上的压刀限位环41接触,并限制压刀限位环41的轴向移动,压刀限位环41与多定位面刀 架43产生轴向的相对移动,使限制压刀限位环41与多定位面刀架43的接触面,由倒角接触 面431通过过度斜面435滑移至剥肋接触面432,多定位面刀架43沿本体42的滑槽径向放 大。此时,安装在多定位面刀架43刀槽434内的多切削刃组合刀具44的倒角切削刃441与 钢筋脱离,完成在钢筋端面倒角工序。
继续推送倒角剥肋滚丝器4到多切削刃组合刀具44上的过渡刃442及剥肋切削刃443与 钢筋接触,并开始剥肋加工。剥肋加工达到规定长度时,臂式涨刀楔块机构2上的剥肋限位 楔形块22与涨刀限位机构3上的倒角限位组件32中的限位轴311接触,同时由倒角限位楔 形块22上的斜面推动限位轴311沿着该轴自身的轴线移动,使安装在该轴上的倒角限位轮 312与正在移动的倒角剥肋滚丝器4上的压刀限位环41接触,并限制压刀限位环41的轴向 移动,压刀限位环41与多定位面刀架43产生轴向的相对移动,使限制压刀限位环41与多定 位面刀架43的接触面,由倒角接触面431通过过度斜面436滑移至剥肋接触面432,多定位 面刀架43沿本体42的滑槽径向放大。此时,安装在多定位面刀架43刀槽434内的多切削刃 组合刀具44的剥肋切削刃443与钢筋脱离,完成在钢筋端面倒角工序。
继续推送倒角剥肋滚丝器4直至完成螺纹滚轧加工,倒角剥肋滚丝器4在动力源的作用 下,反向旋转,当钢筋与倒角剥肋滚丝器4完全脱离时,向后推送倒角剥肋滚丝器4,使复 位限位装置33与压刀限位环41后侧面接触,实现刀具复位,全部加工结束。
上述组合结构中,多定位面刀架43至少有三个定位面,各定位面间有过度斜面过度,斜 面角度为γ,γ应为15°~75°。
上述组合结构中,多切削刃组合刀具44至少有两个切削刃,分别担任不同的切削加工, 以本发明的三个切削刃为例,倒角切削刃441与剥肋切削刃443的夹角为β,且β应为15°~ 75°;过渡刃442与剥肋切削刃443的夹角为α,且α应为3°~30°。
以上所述,仅是本发明的较佳实例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡依据本发明 的技术使之对以上实例所作的简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围 内。
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