銅帶邊部精整處理裝備和技術(shù)的開發(fā)

陳國權(quán)

（浙江力博實業(yè)股份有限公司，浙江 紹興 312050）

1 銅帶邊部精整處理的現(xiàn)狀

銅帶邊部的橫截面理論上應(yīng)是矩形，如圖1中虛線所示。但是，銅帶在分切后的邊部實際形狀并不是理想的矩形，而是較復(fù)雜的形狀，如圖1中實線所示。在銅帶上表面邊部附近有因切削壓力超過銅帶屈服強(qiáng)度而形成的壓陷區(qū)；在切削面上部是光滑剪切區(qū)，在切削面下部因切削壓力超過剩余材料的抗拉強(qiáng)度形成的粗糙撕裂區(qū)，在銅帶邊部下側(cè)是銅帶在撕裂過程中產(chǎn)生的毛刺[1,2]。銅帶對邊部毛刺和邊部形狀的要求越來越高。應(yīng)用在干式變壓器繞組上的銅帶，要求邊部毛刺高度小于0.03mm。因此，需要對銅帶邊部精整處理，去除毛刺，進(jìn)行倒角，并修整成一定的形狀，如圖2所示。

圖1 剪切帶材邊部形狀

銅帶邊部精整處理常用的方式是滾壓法。滾壓法是將毛刺壓倒或壓入銅帶基體，使邊部發(fā)生微小的塑性變形，是變壓器用銅帶邊部處理較早采用的方法。傳統(tǒng)的滾壓裝置由一對平輥或略帶錐度的鋼輥組成，一般裝在圓盤剪的后部或變壓器用銅帶繞制裝置的前端；也可以獨立成線，對帶材邊部進(jìn)行滾壓[3]。輥子為隨動輥，可以根據(jù)帶材的厚度和狀態(tài)通過液壓缸調(diào)節(jié)其壓緊力。這種處理裝置結(jié)構(gòu)簡單、投資少、易于安裝、工具使用壽命長、維護(hù)費用低，且對銅帶板形的要求不高，省去了重新開卷和卷取工序，可減少擦劃傷和頭尾幾何廢品，同時還可以在氣墊爐、清洗線等設(shè)備上使用，滿足不同工藝流程的邊部處理要求[4]。其缺點是：不能完全消除銅帶邊部毛刺、尖角，無法實現(xiàn)理想的圓角、圓邊，滾壓后邊部會出現(xiàn)輕微硬化；控制精度低，容易造成邊部碎浪，且由于滾壓會產(chǎn)生一定的塑性變形，可能會因此產(chǎn)生寬度變化而造成超差；將毛刺壓倒或壓入帶材基體，在變壓器使用過程中由于振動、發(fā)熱毛刺會重新翹起，刺破絕緣層造成局部放電。因此，從根本上看，傳統(tǒng)的滾壓法無法生產(chǎn)出高精度的銅帶。

圖2 銅帶邊部精整處理后形狀

2 “五位一體”銅帶邊部精整處理裝置和技術(shù)

結(jié)合現(xiàn)有銅帶邊部精整處理技術(shù)的現(xiàn)狀，設(shè)計開發(fā)了“五位一體”銅帶邊部精整處理裝置和技術(shù)，該裝置和技術(shù)是結(jié)合銅帶邊部質(zhì)量的要求，在傳統(tǒng)滾壓法的基礎(chǔ)上開發(fā)了邊部精整處理裝置和技術(shù)。

“五位一體”銅帶邊部精整處理裝備和技術(shù)，主要采用定位、矯平、滾壓、擠壓、磨砂等五個單元有效結(jié)合的邊部精整處理裝備，將銅帶邊部的尖角、毛刺、翻邊等缺陷進(jìn)行去除，同時，還可以滿足銅帶對圓角、圓角邊等特殊邊部形狀的要求。

“五位一體”銅帶邊部處理精整處理裝備，主要包括支撐裝置、邊部定位裝置、矯平裝置、邊部滾壓裝置、邊部刮削裝置、支撐裝置、邊部擠壓裝置、支撐裝置、邊部磨砂裝置等單元組成。

支撐裝置的作用是對銅帶順利通過其他單元的支撐依托，保證銅帶在各單元的運行。

定位裝置的作用是通過一對隨動立輥，實現(xiàn)銅帶的對中及邊部的定位，并根據(jù)刮削刀具與立輥的相對位置，確保刮削刀具的進(jìn)刀量[5]。同時，定位裝置實現(xiàn)了矯平裝置、邊部滾壓裝置、邊部刮削裝置、支撐裝置、邊部擠壓裝置、支撐裝置、邊部磨砂裝置等單元的對中。

矯平裝置的作用是通過多組水平放置的輥子，將銅帶內(nèi)部的殘余應(yīng)力完全釋放，使銅帶處于完全水平的狀態(tài)，保證銅帶良好的板型狀態(tài)；實現(xiàn)了銅帶邊部滾壓、刮削、擠壓、磨砂等單元有效工作。

滾壓裝置是垂直于銅帶邊部設(shè)置一對上下可調(diào)的滾壓輪對剪切后的銅帶邊部進(jìn)行滾壓，消除分切毛刺，實現(xiàn)其邊部倒角。

刮削裝置設(shè)置在銅帶兩邊部水平位置，運動的銅帶邊部通過刮削刀具時，依靠銅帶的運動實現(xiàn)銅帶邊部刮削處理，刮削刀具可根據(jù)銅帶的寬度任意調(diào)整。所述的對銅帶邊部進(jìn)行刮削處理可以保證銅帶邊部處理的連續(xù)性，避免出現(xiàn)撕裂、拱曲等現(xiàn)象的發(fā)生[6]。通過刮削裝置的處理，使銅帶邊部達(dá)到了無尖角、無毛刺、無翻邊等缺陷，更進(jìn)一步其實現(xiàn)了銅帶圓邊或者圓角邊等。

銅帶邊部擠壓裝置對隨動帶有開口和圓弧槽的擠壓型輥，可以削減滾壓刮削銅帶邊部毛刺，擠壓成尖角或倒角，將邊部進(jìn)行修整，以實現(xiàn)對邊部精準(zhǔn)控制，確保倒角有一個圓滑的過渡。

邊部磨砂裝置采用不同目數(shù)的刷輥去除銅帶邊部殘余的尖角、毛刺，實現(xiàn)銅帶邊部的光滑。

3 結(jié)論

“五位一體”銅帶邊部精整處理裝置和技術(shù)，可以去除銅帶毛刺、尖角、翻邊等缺陷，同時也實現(xiàn)了銅帶邊部圓角邊或者圓邊的技術(shù)要求。“五位一體”銅帶邊部精整處理裝置和技術(shù)具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于維護(hù)的特點。