JP3420644B2 - Metal wire drawing equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、細径金属線例えばゴム
補強用金属線の伸線装置に関するものであり、更に詳し
くは、高強度かつ高延性の金属線を長手方向の品質のば
らつきを生じることなく、生産性よく製造することがで
きる伸線装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】多段コーンを備えたスリップ型湿式伸線
装置及びこの伸線装置を用いて金属線を縮径する方法は
広く知られており、伸線装置の機構が簡単で、かつ小型
であることから、設備投資に多額の費用を要しないこと
により広く用いられている。
【０００３】特開平５−２３７２９号公報では、ダイス
個数３５〜５０個、最終ダイスから数えて少なくとも１
０ダイス目までの伸線用ダイスをダイスホルダー内に特
定の振動数比を有するばね材を用いて固定し、ワイヤー
への張力変動・振動を防止しつつ高速で伸線する方法が
提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、実用に供さ
れている多段コーンによるスリップ型の湿式伸線方法で
は、ダイスの個数は精々２０個程度であり、上記の提案
のようにダイス個数を増やすと設備が大きくなり、スリ
ップ型湿式伸線装置の特徴である小型による設備投資の
節減という利点が損なわれてしまう。又、最終ダイス付
近のダイスをばね材で固定しても、必ずしも振動の防止
に対して完全な対策ではないことが判明している。本発
明は、スリップ型湿式の伸線装置の小型という特徴を維
持しながら、伸線時の金属線の張力変動を抑制すること
ができる伸線装置について鋭意検討した結果到達したも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、多段コーンを
備えたスリップ型湿式伸線装置において、最終ダイスの
下流側に一定の周速度で回転し金属線を駆動する引き抜
きキャプスタンを配置し、該引き抜きキャプスタンの周
上の少なくとも一ケ所に金属線のスリップを防止するた
めの圧着ローラーを設け、引き抜きキャプスタンの下流
側に位置する巻取り装置はキャプスタンの回転数に応じ
て巻取り速度を制御することを特徴とする金属線の伸線
装置に係るものである。
【０００６】
【作用】最終ダイスからの引き抜きが、引き抜きキャプ
スタンによって行われるスリップ型湿式伸線装置におい
て、引き抜き力は、強制回転するキャプスタンとその周
上に巻き付けられた金属線との摩擦力によって供給され
るが、キャプスタン周上に位置する金属線の張力がある
程度低下した場合には、キャプスタンと金属線との間に
は金属線を引き抜くに十分な摩擦力が発生せずキャプス
タンは空転して金属線の振動や更なる張力変動の原因と
なる。特に高速で伸線する場合にはキャプスタンの瞬間
的な空転が多発し、金属線の急激な速度変化によりダイ
スの摩耗が増大したり、発熱量の増加による金属線の延
性低下の原因となる。
【０００７】この機構を推定すると、金属線の急激な速
度変化によりダイスと金属線との間の界面における潤滑
膜が破壊されたためと思われる。このキャプスタンの空
転を防止するため、キャプスタンと巻取り機との位置す
る金属線の張力を高めると、案内ローラーによる曲げ擦
れにより金属線表面に傷を発生させたり巻取りスプール
の損傷を起こす。
【０００８】本発明はこれらの事実に鑑みて発明された
ものであり、キャプスタンの軸方向の力を作用させるた
めのローラーを設けることによって空転を防止すること
ができたものである。そして、引き抜きキャプスタンの
みに金属線を圧着するローラーを設けた理由は、該部分
での摩擦力変動が最も大きく、金属線の延性低下やダイ
スの摩耗に大きな影響を与えるからである。
【０００９】かかる圧着ローラーは、キャプスタンとキ
ャプスタン上の金属線との摩擦力を保ち、金属線の張力
が変動してもキャプスタンの空転を起こすことなく一定
の速度で最終ダイスから引き抜きを行うので、ダイスの
寿命の向上や金属線の延性向上が図れることとなった。
更に、巻取り側の金属線の張力が低張力で変動してもキ
ャプスタンの空転を生じないので、巻取りの張力を低く
でき金属線の表面傷やスプールの損傷を低減できるもの
である。
【００１０】
【実施例】以下、図面をもって本発明を更に詳細に説明
する。図１はこの発明による伸線装置の要部概念図を示
し、図２は比較例としての伸線装置の要部概念図を示
す。図１及び図２において、１はスリップ型湿式伸線装
置であり、２及び３は多段コーンを示し、２はダイスで
縮径された伸線材Ｗをより細径のダイスに案内するコー
ンであり、３は強制駆動されているコーンであり、伸線
材Ｗをダイスから引き抜く力をスリップによって伸線材
Ｗに伝達している。伸線材Ｗは複数のダイス群４によっ
て順次縮径されながら多段コーンの太径面に巻き回され
最終ダイス５に至る。最終ダイス５から仕上げ線Ｗを引
き抜くのは引き抜きキャプスタン６によって行われ、キ
ャプスタン６を通過した仕上げ線Ｗは巻取り機（図示せ
ず）で巻取られる。尚、多段コーン２及び３と複数ダイ
ス群４は潤滑液中に浸漬されている。
【００１１】この発明による伸線装置では、図１に示す
ように引き抜きキャップスタン６の金属線巻き付け面に
金属線Ｗに対し、キャプスタン６の回転軸方向に金属線
Ｗを押し付けるローラー７が配置されている。ローラー
７の押し付け力の付与はデッドウエイト方式、ばね、油
圧、電磁力等適用し易いものを選択すればよい。このロ
ーラー７の個数は１個で十分であるが、特別な伸線条件
の際には複数個のローラーを用いてもよい。
【００１２】図１に示した本発明による伸線装置により
伸線したとき、及び図２に示した比較例の伸線装置によ
り伸線したときの、最終ダイス５と引き抜きキャップス
タン６との間の仕上げ線Ｗの速度ＶW と、引き抜きキャ
プスタン６の周速ＶC の関係を、引き抜きキャップスタ
ン６と巻取り機の間に位置する仕上げ線Ｗの張力Ｔに対
して図示した。図３は本発明の、図４は比較例のグラフ
である。
【００１３】図３はこの発明による、仕上げ線の張力に
対しキャプスタンの周速及び仕上げ線の速度がどのよう
に変化するのかを説明するための図である。図３で示す
ように、この発明の伸線装置では張力Ｔに対して線速Ｖ
W とキャプスタンの周速ＶCとは、同一であり差は認め
られないが、比較例の伸線装置では図４に示すように一
定以上の張力を加えないと仕上げ線Ｗの速度ＶW は殆ど
零になってしまった。即ち、本発明にあっては、巻取り
機と引き抜きキャプスタンとの間の仕上げ線の張力が変
動しても、仕上げ線Ｗの線速ＶW は変動しないが、比較
例の装置では、仕上げ線Ｗの線速ＶW が変動することが
分かる。
【００１４】以下、本発明の装置による伸線方法と比較
例の装置による伸線方法とにおけるダイスの寿命及び仕
上げ線の延性を比較する。即ち、ダイスの寿命指数は、
比較例の方法を１００とすると、本発明の方法は１３７
であった。ダイスの寿命指数は大きいほど良好であるこ
とを示す。
【００１５】又、両発明によって得られた仕上げ線の引
掛け強度保持率（％）を比較した。引掛け強度保持率
（％）は有機繊維で用いられている引掛け試験に準じて
行い、数値が大きいほど延性が高いことを示す。比較例
にあっては８７％であったが、本発明の方法によるもの
にあっては、９５％であった。金属線の延性を評価する
手段としてこの試験法を用いた理由は、試験作業に手間
がかからないので試料数を多くすることができ、金属線
の長さ方向の延性の変動を知ることができるからであ
る。発明の方法と比較例の方法とで、引掛け強度保持率
のばらつきを比較すると発明の方法では約半分以下であ
った。
【００１６】
【発明の効果】本発明では仕上げ線の巻取り張力が変動
しても、仕上げ線の速度は変動しないようにしたのでダ
イスの寿命及び仕上げ線の延性は大幅に向上し、金属線
の品質向上と伸線工程での生産性向上という従来の伸線
技術では背反することを両立させた。このため、本発明
は産業上極めて貢献度の大きいものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for drawing a thin metal wire, for example, a metal wire for reinforcing rubber, and more particularly, to a high strength and high ductility metal wire. The present invention relates to a wire drawing apparatus capable of manufacturing a metal wire with high productivity without causing variation in quality in a longitudinal direction. 2. Description of the Related Art A slip-type wet drawing apparatus having a multi-stage cone and a method of reducing the diameter of a metal wire using the drawing apparatus are widely known, and the mechanism of the drawing apparatus is simple. Because of their small size, they are widely used because they do not require a large amount of capital investment. In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-23729, the number of dies is 35 to 50, and at least 1
A method has been proposed in which a wire drawing die up to the 0th die is fixed in a die holder using a spring material having a specific frequency ratio, and wire drawing is performed at high speed while preventing tension fluctuation and vibration to the wire. I have. [0004] However, in a slip-type wet drawing method using a multi-stage cone, which is practically used, the number of dies is at most about 20 and the number of dies is as described in the above proposal. Increasing the number increases the size of the equipment, thereby impairing the advantage of reducing the investment in equipment due to the small size, which is a feature of the slip-type wet drawing apparatus. It has also been found that fixing a die near the last die with a spring material is not necessarily a complete measure for preventing vibration. The present invention has been achieved as a result of earnestly studying a wire drawing apparatus capable of suppressing a variation in tension of a metal wire at the time of wire drawing while maintaining the feature of the small size of the slip type wet drawing apparatus. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a slip type wet drawing apparatus provided with a multi-stage cone, a drawing capstan which rotates at a constant peripheral speed downstream of a final die and drives a metal wire. And a pressure roller for preventing slippage of the metal wire is provided at at least one position on the circumference of the drawing capstan, and a winding device located downstream of the drawing capstan is arranged in accordance with the rotation speed of the capstan. The present invention relates to a metal wire drawing apparatus characterized in that a winding speed is controlled by a metal wire. In the slip-type wet drawing apparatus in which the drawing from the final die is performed by the drawing capstan, the drawing force is the frictional force between the forcibly rotating capstan and the metal wire wound around its periphery. However, if the tension of the metal wire located on the capstan circumference decreases to some extent, there is no sufficient frictional force between the capstan and the metal wire to pull out the metal wire and the capstan Causes idling and causes vibration of the metal wire and further fluctuation in tension. Especially when drawing at high speed, instantaneous idle rotation of the capstan frequently occurs, abrupt changes in the speed of the metal wire increase wear on the dies, and cause an increase in the amount of heat generated, which lowers the ductility of the metal wire. . This mechanism is presumed to be due to the fact that the lubricating film at the interface between the die and the metal wire was destroyed by the rapid change in the speed of the metal wire. If the tension of the metal wire located between the capstan and the winder is increased to prevent the capstan from spinning, bending and rubbing by the guide roller may cause scratches on the metal wire surface or damage the winding spool. . The present invention has been made in view of these facts, and has been able to prevent idling by providing a roller for applying a force in the axial direction of the capstan. The reason why the roller for pressing the metal wire is provided only on the drawing capstan is that the frictional force at the portion has the largest fluctuation, which greatly affects the ductility of the metal wire and the abrasion of the die. Such a pressure roller maintains the frictional force between the capstan and the metal wire on the capstan, and pulls out the final die at a constant speed without causing the capstan to idle even if the tension of the metal wire fluctuates. As a result, the life of the die and the ductility of the metal wire can be improved.
Further, even if the tension of the metal wire on the winding side fluctuates at a low tension, the capstan does not idle, so that the winding tension can be reduced and the surface damage of the metal wire and the damage to the spool can be reduced. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a main part of a wire drawing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of a main part of a wire drawing apparatus as a comparative example. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a slip type wet drawing apparatus, reference numerals 2 and 3 denote multi-stage cones, and reference numeral 2 denotes a cone for guiding a drawn material W reduced in diameter to a smaller diameter die. Reference numeral 3 denotes a cone that is forcibly driven, and transmits a force for pulling the wire W from the die to the wire W by slipping. The drawn wire W is wound around the large-diameter surface of the multi-stage cone while being sequentially reduced in diameter by the plurality of die groups 4 and reaches the final die 5. The finishing wire W is pulled out from the final die 5 by a drawing capstan 6, and the finishing wire W that has passed through the capstan 6 is wound up by a winder (not shown). The multi-stage cones 2 and 3 and the plurality of dice groups 4 are immersed in a lubricating liquid. In the wire drawing apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 1, a roller 7 for pressing the metal wire W in the direction of the rotation axis of the capstan 6 against the metal wire W on the metal wire winding surface of the drawing cap stun 6 is arranged. Have been. The pressing force of the roller 7 may be applied by a material which is easily applied, such as a dead weight method, a spring, a hydraulic pressure, or an electromagnetic force. One roller 7 is sufficient, but a plurality of rollers may be used under special drawing conditions. When the wire is drawn by the wire drawing device according to the present invention shown in FIG. 1 and when drawn by the wire drawing device of the comparative example shown in FIG. The relationship between the speed V W of the finishing line W and the peripheral speed V C of the drawing capstan 6 is shown with respect to the tension T of the finishing line W located between the drawing capstan 6 and the winder. FIG. 3 is a graph of the present invention, and FIG. 4 is a graph of a comparative example. FIG. 3 is a diagram for explaining how the peripheral speed of the capstan and the speed of the finishing line change with respect to the tension of the finishing line according to the present invention. As shown in FIG. 3, in the wire drawing apparatus of the present invention, the linear velocity V
W is a peripheral velocity V C of the capstan, but is difference identical not recognized, the speed V W of the finishing line W Without added above a certain tension as shown in FIG. 4 is a drawing device of the comparative example Is almost zero. That is, in the present invention, although the tension of the finishing line between the winding machine and the drawing capstan changes, the linear velocity V W of the finishing line W does not change. It can be seen that the linear velocity V W of the line W varies. Hereinafter, the life of the dies and the ductility of the finished wire are compared between the wire drawing method using the apparatus of the present invention and the wire drawing method using the apparatus of the comparative example. That is, the life index of the die is
Assuming that the method of the comparative example is 100, the method of the present invention is 137.
Met. The larger the life index of the die, the better. [0015] Further, the hooking strength retention (%) of the finished wires obtained by both inventions was compared. The hooking strength retention (%) is determined according to a hooking test used for organic fibers, and a larger value indicates higher ductility. In the comparative example, it was 87%, but in the method according to the present invention, it was 95%. The reason for using this test method as a means to evaluate the ductility of the metal wire is that the test work does not take much time, so the number of samples can be increased, and the change in ductility in the length direction of the metal wire can be known. It is. Comparison of the variation of the hooking strength retention between the method of the invention and the method of the comparative example showed that the method of the invention was less than about half. According to the present invention, even if the winding tension of the finished wire fluctuates, the speed of the finished wire is not fluctuated, so that the life of the die and the ductility of the finished wire are greatly improved, and the metal wire is improved. The conventional wire drawing technology of improving the quality of the wire and improving the productivity in the wire drawing process are compatible with each other. For this reason, the present invention greatly contributes industrially.
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明による伸線装置の要部概念図を
示す。
【図２】図２は比較例の伸線装置の要部概念図を示す。
【図３】図３は本発明による、仕上げ線の張力に対しキ
ャプスタンの周速及び仕上げ線の速度との関係を示すグ
ラフである。
【図４】図４は比較例による図３と同様の関係を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
１‥‥スリップ型湿式伸線装置、２‥‥案内コーン、３
‥‥駆動コーン、４‥‥ダイス群、５‥‥最終ダイス、
６‥‥引き抜きキャプスタン、７‥‥圧着ローラー。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram of a main part of a wire drawing apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of a main part of a wire drawing apparatus of a comparative example. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the peripheral speed of the capstan and the speed of the finishing line with respect to the tension of the finishing line according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing the same relationship as in FIG. 3 according to a comparative example. [Explanation of Signs] 1) Slip-type wet drawing machine, 2) Guide cone, 3)
‥‥ Drive cone, 4 ‥‥ Dice group, 5 ‥‥ Final die,
6mm pull capstan, 7mm pressure roller.
Claims (1)
装置において、最終ダイスの下流側に一定の周速度で回
転し金属線を駆動する引き抜きキャプスタンを配置し、
該引き抜きキャプスタンの周上の少なくとも一ケ所に金
属線のスリップを防止するための圧着ローラーを設け、
引き抜きキャプスタンの下流側に位置する巻取り装置は
キャプスタンの回転数に応じて巻取り速度を制御するこ
とを特徴とする金属線の伸線装置。(57) [Claim 1] In a slip type wet drawing apparatus provided with a multi-stage cone, a drawing capstan which rotates at a constant peripheral speed and drives a metal wire is arranged downstream of a final die. And
At least one place on the circumference of the drawing capstan is provided with a pressure roller for preventing the slip of the metal wire,
A winding device located downstream of the drawing capstan controls a winding speed according to the rotation speed of the capstan.
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