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拉絲模具的幾種內部結構討論

近年來,隨著改革、開放的深入進行,國內相繼引進了工業發達國家制造的拉絲模具及相應的模孔檢測儀器。通過對國外拉絲模孔型的剖析,使我們了解到現代拉絲模孔型的設計思想,為提高我國拉絲模的設計水平提供了借鑒。
  拉絲模內孔結構
  拉絲模芯的結構按工作性質可分為“入口區、潤滑區、工作區、定徑區、出口區”五個區間。拉絲模的內徑輪廓很重要,它決定著壓縮線材所需的拉力,并影響拉拔后線材中的殘余應力。模芯各區的作用分別是:入口區,方便穿線及防止鋼絲從入口方向擦傷拉絲模;潤滑區,通過它使鋼絲易于帶入潤滑劑;工作區,是模孔的主要部分,鋼絲的變形過程在這里進行,即將原始截面減小到所要求的截面尺寸。在拉拔圓錐面金屬時,工作區內金屬的體積所占的空間是一個圓臺,該空間稱為變形區。工作區內的圓錐半角α(又稱為模孔半角)主要用于確定拉拔力的大小;定徑區的作用在于取得被拉拔鋼絲的準確尺寸;出口區是用于防止鋼絲出口不平穩而刮傷鋼絲表面。
  “直線型”與“弧線型”模的討論
  隨著拉絲速度的提高,拉絲模的使用壽命成為突出的問題。美國人T Maxwall和E G Kennth提出了適應高速拉絲的新拉絲模孔型理論,即“直線型”理論。根據該理論制作的拉絲模具有下列特點:
  ①入口區、潤滑區合二為一,具有使潤滑角減小的趨勢,使潤滑劑進入工作區前就受到一定壓力,從而起到更好的潤滑效果。
  ②入口區和工作區加長,以建立較好的潤滑壓力,其角度按拉絲材質和每道次壓縮率分別進行優選。
  ③定徑區須***平直且長度合理。
  ④各部分縱面線都須***是平直的。
  近年來,國內拉絲行業對“直線型”和“弧線型”拉絲模進行了廣泛的討論,其中爭議較大的是工作區的形狀和工作區與定徑區交界處的形狀。不少人對“直線型”模持肯定態度。但筆者認為兩種類型的拉絲模均有著各自的特點及所適用的場合,不加分析地作出結論,末免有失偏頗。
   而采用“弧線型”工作區時,金屬在內孔中的變形可隨其加工硬化程度的增加而逐漸減小,內孔壁上的壓力分布和磨損都比較均勻,故“弧線型”工作區耐磨性好。特別是當道次壓縮率較小時(小于10%),采用“弧線型”工作區,可在工作區圓錐半角α較小的情況下獲得足夠長的變形區。加之“弧線型”工作區具有適應能力強的特點,故在道次壓縮率較大(大于35%)或較小(小于10%)及拉拔鋼絲時,還是應該采用“弧線型”模。
        模芯工作區呈“弧線型”,會使金屬在變形區內的流動更加曲折,導致附加剪切變形及多余變形功的增大,繼而使拉拔應力增大(一般較“直線型”模增大10~30%)。而“直線型”模工作區輪廓線上各點的斜率相同,這樣當我們確定了***佳工作區圓錐半角α時,便可在***小的應力狀態下拉拔金屬;而“弧線型”模由于其輪廓線上各點的曲率不同,故無法使整個工作區存在這樣一個***佳工作區圓錐半角α。從有利于金屬的流動和減小拉拔應力的角度出發,目前國外在道次壓縮率為10~35%

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