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拉絲模結(jié)構(gòu)

　　�オソ�年來，國內(nèi)相繼引進(jìn)了工業(yè)發(fā)達(dá)國家制造的拉絲模及相應(yīng)的�？讬z測儀器。通過對國外拉絲�？仔偷钠饰�，使我們了解到現(xiàn)代拉絲�？仔偷脑O(shè)計思想，為提高我國拉絲模的設(shè)計水平提供了借鑒。

　　�オ�1. 拉絲模內(nèi)孔結(jié)構(gòu)

　　�オダ�絲模芯的結(jié)構(gòu)按工作性質(zhì)可分為“入口區(qū)、潤滑區(qū)、工作區(qū)、定徑區(qū)、出口區(qū)”五個區(qū)間。拉絲模的內(nèi)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(yīng)力。模芯各區(qū)的作用分別是：入口區(qū)，方便穿線及防止鋼絲從入口方向擦傷拉絲模；潤滑區(qū)，通過它使鋼絲易于帶入潤滑劑；工作區(qū)，是�？椎闹饕�部分，鋼絲的變形過程在這里進(jìn)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(qū)內(nèi)金屬的體積所占的空間是一個圓臺，該空間稱為變形區(qū)。工作區(qū)內(nèi)的圓錐半角α（又稱為模孔半角）主要用于確定拉拔力的大��；定徑區(qū)的作用在于取得被拉拔鋼絲的準(zhǔn)確尺寸；出口區(qū)是用于防止鋼絲出口不平穩(wěn)而刮傷鋼絲表面。

　　�オ�2 “直線型”與“弧線型”模的討論

　　�オルS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(yīng)高速拉絲的新拉絲�？仔屠碚�，即“直線型”理論。根據(jù)該理論制作的拉絲模具有下列特點：

　　�オア偃肟趨^(qū)、潤滑區(qū)合二為一，具有使?jié)櫥�角減小的趨勢，使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入工作區(qū)前就受到一定壓力，從而起到更好的潤滑效果。

　　�オア谌肟趨^(qū)和工作區(qū)加長，以建立較好的潤滑壓力，其角度按拉絲材質(zhì)和每道次壓縮率分別進(jìn)行優(yōu)選。

　　�オア鄱◤絽^(qū)必須平直且長度合理。

　　�オア芨鞑糠挚v面線都必須是平直的。

　　�オソ�年來，國內(nèi)拉絲行業(yè)對“直線型”和“弧線型”拉絲模進(jìn)行了廣泛的討論，其中爭議較大的是工作區(qū)的形狀和工作區(qū)與定徑區(qū)交界處的形狀。不少人對“直線型”模持肯定態(tài)度。但筆者認(rèn)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(jié)論，末免有失偏頗。

 　�オツＰ竟ぷ鲄^(qū)呈“弧線型”，會使金屬在變形區(qū)內(nèi)的流動更加曲折，導(dǎo)致附加剪切變形及多余變形功的增大，繼而使拉拔應(yīng)力增大（一般較“直線型”模增大10～30%）。而“直線型”模工作區(qū)輪廓線上各點的斜率相同，這樣當(dāng)我們確定了最佳工作區(qū)圓錐半角α?xí)r，便可在最小的應(yīng)力狀態(tài)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(qū)存在這樣一個最佳工作區(qū)圓錐半角α。從有利于金屬的流動和減小拉拔應(yīng)力的角度出發(fā)，目前國外在道次壓縮率為10～35%（大多數(shù)金屬絲的變形均在此范圍內(nèi)）及拉拔中、粗規(guī)格的金屬絲時，一般均采用“直線型”工作區(qū)。

　　�オザ�采用“弧線型”工作區(qū)時，金屬在內(nèi)孔中的變形可隨其加工硬化程度的增加而逐漸減小，內(nèi)孔壁上的壓力分布和磨損都比較均勻，故“弧線型”工作區(qū)耐磨性好。特別是當(dāng)?shù)来螇嚎s率較小時（小于10%），采用“弧線型”工作區(qū)，可在工作區(qū)圓錐半角α較小的情況下獲得足夠長的變形區(qū)。加之“弧線型”工作區(qū)具有適應(yīng)能力強(qiáng)的特點，故在道次壓縮率較大（大于35%）或較�。ㄐ∮�10%）及拉拔鋼絲時，還是應(yīng)該采用“弧線型”模。

　　��3 國內(nèi)外拉絲模孔形對比

　　�オヅc國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)拉絲模模坯存在以下明顯不足：

　　�オア偃肟诮切　Ｓ捎谠诶�拔過程中線材首先和模芯入口區(qū)接觸，入口區(qū)錐角小，不但增大了線材與內(nèi)孔的接觸面積，使摩擦力增大，而且妨礙潤滑劑的帶入，使拉絲過程中的潤滑效果變差，嚴(yán)重影響模具使用壽命。

　　�オザ鴩�外拉絲模產(chǎn)品的入口角增大，有效地避免了線材與拉絲模的擦傷，而且?guī)�入了更多的潤滑劑，增�?qiáng)了潤滑效果，減少了模芯磨損。這種改變提高了線材的表面質(zhì)量，同時也提高了拉絲模的使用壽命。②工作區(qū)短小。與國內(nèi)同種規(guī)格的拉絲模相比，國外拉絲模工作區(qū)的長度普遍要長許多。較長的工作區(qū)有利于線材在拉拔過程中摩擦力的減少與均勻分布，降低拉絲模內(nèi)孔的磨損，提高模具壽命。較長窄的工作區(qū)能減小線材和拉拔模的間隙，可在大的壓力下迫使較多的潤滑劑進(jìn)入線材與內(nèi)孔中間，從而造成更好的潤滑壓力。由內(nèi)孔出去的線材溫度較低，拉拔力減小，拉拔過程中金屬的流動較為均勻，有利于拉拔速度的提高和線材表面質(zhì)量的改善。此外，這種類型的工作區(qū)設(shè)計還能防止?jié)櫥瑒�從拉絲模的進(jìn)口端退出。

　  �ザ�我國模具由于工作區(qū)短小，造成孔內(nèi)有效使用面積較小，不僅增加了摩擦力，加劇磨損，而且浪費原材料，增大了成本投入。

　�オア鄱◤絽^(qū)不明顯。定徑區(qū)是線材確定最終尺寸的最后環(huán)節(jié)，定徑區(qū)的短小且不平直將直接影響到線材的最終質(zhì)量。短小的定徑帶容易造成產(chǎn)品尺寸超差，并使拉拔模很快磨損報廢。明顯且平直的定徑區(qū)能夠生產(chǎn)出高精度和高表面質(zhì)量的線材，而且有利于減小磨損，大大提高拉絲模的使用壽命。

　�オ�從德國產(chǎn)拉絲模與我國湘鋼產(chǎn)拉絲模的磨損曲線對比可知，兩種拉絲模在相同的拉拔條件下工作：工件材質(zhì)：65號鋼線材；拉拔速度：3.64m／s；拉拔用潤滑劑：肥皂粉；拉拔前表面涂層：硫酸酸洗、磷化、涂硼砂。測試結(jié)果表明，拉絲模的結(jié)構(gòu)對拉絲模的使用有很大的影響。德國產(chǎn)拉絲模的使用壽命比湘鋼產(chǎn)拉絲模的使用壽命高2.72倍。

　　�オド鲜霰容^分析證明：通過拉絲模內(nèi)孔的孔型優(yōu)化可以降低拉絲模的磨損率，延長拉絲模的使用壽命。因此，進(jìn)行拉絲模的孔型優(yōu)化，提高拉絲模的制造精度，可以節(jié)約生產(chǎn)成本，大幅度提高生產(chǎn)效率，對我國線材工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。