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拉拨用拉丝模具的工作原理
 

  拉拨用拉丝模具的工作原理

  我国是线材生产大国,产量居世界前列。线材被广泛应用于通讯、建筑、电力等部门。在线材生产中,拉拔加工是最常用的一种加工方式。拉拔加工的适用范围十分广泛,主要运用于拉拔棒材、线材等直线材料。拉拔生产解决了车削等方法难以加工的线材问题,其加工精度比较高,而且其加工速度快,对毛坯的浪费程度低,利用率高。拉丝模具是各种金属线材拉拔生产中一种非常重要的易消耗性模具,拉丝模具的费用占拉拔费用的50%以上。目前普遍采用的拉丝模具有合金钢模、硬质合金模和金刚石模具,各种拉丝模具在使用过程有着各自的优缺点。现在就拉丝模具的工作时原理及常用拉丝模具的材料,拉丝模具磨损分类以及拉拔加工的影响因素作以下阐述。

  拉丝模具的基本结构,拉丝模具的主要工作区域是内孔,内孔结构按工作性质可分为入口区、、润滑区、定径区、出口区五个区间以及遵循“圆滑过渡”理论,即拉丝模孔内各区交界处必须为较小的圆角过渡。被拉拔线材从入口处进入拉丝模具,在拉拔力i的作用下通过拉丝模,并且在拉丝模具工作区的锥面上发生剧烈摩擦,从出口处拉出,得到较小的线材。

  拉丝模各区域尺寸选择

  1、入口区

  拉丝模具内孔的入口处角度是重要的参数之一,必须保证线材进入模具时的接触点是发生在拉丝模具减缩区内同一高度位置上,且要有利于线材的入。拉丝模具入口区提了通向润滑区和变形区的平滑外形,使得润滑剂能够到达拉丝模具的工作表面。

  2、润滑区

  润滑区的作用在于贮存润滑剂,并将其输入工作区。根据润滑剂粘度的不同、线材直径的不同及润滑区的长度,润滑区锥角有所不同,为使液体润滑剂能顺利地进入工作区,润滑区锥角一般要选择较大值。过小则润滑剂不宜进入,且润滑剂流动不,甚至形成楔形堵塞,润滑区锥角过大则不易形成流体动压效应。润滑区长度的长短也将影响润滑效果,一般来说,不论是何种润滑方式,润滑区越长,润滑效果越好。

  3、工作区

  工作区是线材产生塑性变形的区域,其尺寸参数有工作区锥角a及工作锥长度h2。工作锥角a是拉丝模的参数,工作区锥角a的大小对作用在拉丝模内孔上压力的大小及其分布规律,拉拔应力的大小及被拉拔线材机械性能的好坏起着决定性作用。对应拉拔应力最低的工作区锥角随拉拔环境的不同而有所不同,存在着一个最佳工作区锥角范围。拉拔时很难保证线材轴线与拉丝模内孔轴线同心,加之之前拉拔时拉丝模内孔磨损过大而导致进入内孔线材直径的增大,两者均会引起线材在变形区以外变形,所以工作区的长度应大于实际变形区的长度。

  4、定径区

  定径区直径尺寸根据线材允许公差及线材在拉拔时产生的弹性变形来确定,并兼顾模具的使用寿命,通常选择线材负公差尺寸。

  确定定径区长度时应满足下列要求:足够的耐磨性、拉拔时消耗的能量以及减少拉断线材的可能性。定径区过长虽可提高拉丝模的寿命,但同时也会造成摩擦、发热量及能耗的增大,且易引起线材直径的缩减或拉断线材。如定径区过短,则会造成拉拔时线材摇晃及产生竹节形,还会使拉丝模内孔很快地磨损导致尺寸超差。一般情况下,拉拔线材的直径越大,其定径区长度相应偏短。

  5、出口区

  出口区在拉丝模形成90度的夹角。这样的角度便于具体较宽的出口,从而使得拉丝模具能多次恢复到原来尺寸而不需要再加工。出口区往往被认为是不重要的。但是假如拉丝模没有出口区,则定径带的后缘就会开裂或剥落,导致拉丝模损坏。

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