天长市振华拉丝模厂
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拉丝模的结构
拉丝模的结构

拉丝模结构


  近年来,国内相继引进了工业发达国家制造的拉丝模及相应的模孔检测仪器。通过对国外拉丝模孔型的剖析,使澳门萄京娱乐公司官网了解到现代拉丝模孔型的设计思想,为提高澳门萄京娱乐公司官网国拉丝模的设计水平提供了借鉴。

  1. 拉丝模内孔结构

  拉丝模芯的结构按工作性质可分为“入口区、润滑区、工作区、定径区、出口区”五个区间。拉丝模的内径轮廓很重要,它决定着压缩线材所需的拉力,并影响拉拔后线材中的残余应力。模芯各区的作用分别是:入口区,方便穿线及防止钢丝从入口方向擦伤拉丝模;润滑区,通过它使钢丝易于带入润滑剂;工作区,是模孔的主要部分,钢丝的变形过程在这里进行,即将原始截面减小到所要求的截面尺寸。在拉拔圆锥面金属时,工作区内金属的体积所占的空间是一个圆台,该空间称为变形区。工作区内的圆锥半角α(又称为模孔半角)主要用于确定拉拔力的大小;定径区的作用在于取得被拉拔钢丝的准确尺寸;出口区是用于防止钢丝出口不平稳而刮伤钢丝表面。

  2 “直线型”与“弧线型”模的讨论

  随着拉丝速度的提高,拉丝模的使用寿命成为突出的问题。美国人T Maxwall和E G Kennth提出了适应高速拉丝的新拉丝模孔型理论,即“直线型”理论。根据该理论制作的拉丝模具有下列特点:

  ①入口区、润滑区合二为一,具有使润滑角减小的趋势,使润滑剂进入工作区前就受到一定压力,从而起到更好的润滑效果。

  ②入口区和工作区加长,以建立较好的润滑压力,其角度按拉丝材质和每道次压缩率分别进行优选。

  ③定径区必须平直且长度合理。

  ④各部分纵面线都必须是平直的。

  近年来,国内拉丝行业对“直线型”和“弧线型”拉丝模进行了广泛的讨论,其中争议较大的是工作区的形状和工作区与定径区交界处的形状。不少人对“直线型”模持肯定态度。但笔者认为两种类型的拉丝模均有着各自的特点及所适用的场合,不加分析地作出结论,末免有失偏颇。

  模芯工作区呈“弧线型”,会使金属在变形区内的流动更加曲折,导致附加剪切变形及多余变形功的增大,继而使拉拔应力增大(一般较“直线型”模增大10~30%)。而“直线型”模工作区轮廓线上各点的斜率相同,这样当澳门萄京娱乐公司官网确定了最佳工作区圆锥半角α时,便可在最小的应力状态下拉拔金属;而“弧线型”模由于其轮廓线上各点的曲率不同,故无法使整个工作区存在这样一个最佳工作区圆锥半角α。从有利于金属的流动和减小拉拔应力的角度出发,目前国外在道次压缩率为10~35%(大多数金属丝的变形均在此范围内)及拉拔中、粗规格的金属丝时,一般均采用“直线型”工作区。

  而采用“弧线型”工作区时,金属在内孔中的变形可随其加工硬化程度的增加而逐渐减小,内孔壁上的压力分布和磨损都比较均匀,故“弧线型”工作区耐磨性好。特别是当道次压缩率较小时(小于10%),采用“弧线型”工作区,可在工作区圆锥半角α较小的情况下获得足够长的变形区。加之“弧线型”工作区具有适应能力强的特点,故在道次压缩率较大(大于35%)或较小(小于10%)及拉拔钢丝时,还是应该采用“弧线型”模。

  3 国内外拉丝模孔形对比

  与国外产品相比,国产拉丝模模坯存在以下明显不足:

  ①入口角小。由于在拉拔过程中线材首先和模芯入口区接触,入口区锥角小,不但增大了线材与内孔的接触面积,使摩擦力增大,而且妨碍润滑剂的带入,使拉丝过程中的润滑效果变差,严重影响模具使用寿命。

  而国外拉丝模产品的入口角增大,有效地避免了线材与拉丝模的擦伤,而且带入了更多的润滑剂,增强了润滑效果,减少了模芯磨损。这种改变提高了线材的表面质量,同时也提高了拉丝模的使用寿命。②工作区短小。与国内同种规格的拉丝模相比,国外拉丝模工作区的长度普遍要长许多。较长的工作区有利于线材在拉拔过程中摩擦力的减少与均匀分布,降低拉丝模内孔的磨损,提高模具寿命。较长窄的工作区能减小线材和拉拔模的间隙,可在大的压力下迫使较多的润滑剂进入线材与内孔中间,从而造成更好的润滑压力。由内孔出去的线材温度较低,拉拔力减小,拉拔过程中金属的流动较为均匀,有利于拉拔速度的提高和线材表面质量的改善。此外,这种类型的工作区设计还能防止润滑剂从拉丝模的进口端退出。

   而澳门萄京娱乐公司官网国模具由于工作区短小,造成孔内有效使用面积较小,不仅增加了摩擦力,加剧磨损,而且浪费原材料,增大了成本投入。

 ③定径区不明显。定径区是线材确定最终尺寸的最后环节,定径区的短小且不平直将直接影响到线材的最终质量。短小的定径带容易造成产品尺寸超差,并使拉拔模很快磨损报废。明显且平直的定径区能够生产出高精度和高表面质量的线材,而且有利于减小磨损,大大提高拉丝模的使用寿命。

 从德国产拉丝模与澳门萄京娱乐公司官网国湘钢产拉丝模的磨损曲线对比可知,两种拉丝模在相同的拉拔条件下工作:工件材质:65号钢线材;拉拔速度:3.64m/s;拉拔用润滑剂:肥皂粉;拉拔前表面涂层:硫酸酸洗、磷化、涂硼砂。测试结果表明,拉丝模的结构对拉丝模的使用有很大的影响。德国产拉丝模的使用寿命比湘钢产拉丝模的使用寿命高2.72倍。

  上述比较分析证明:通过拉丝模内孔的孔型优化可以降低拉丝模的磨损率,延长拉丝模的使用寿命。因此,进行拉丝模的孔型优化,提高拉丝模的制造精度,可以节约生产成本,大幅度提高生产效率,对澳门萄京娱乐公司官网国线材工业的发展具有重要意义。


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