近年來,隨著改革、開放的深入進(jìn)行,國內(nèi)相繼引進(jìn)了工業(yè)發(fā)達(dá)國家制造的拉絲模具及相應(yīng)的模孔檢測儀器。通過對國外拉絲?仔偷钠饰,使我們了解到現(xiàn)代拉絲模孔型的設(shè)計(jì)思想,為提高我國拉絲模的設(shè)計(jì)水平提供了借鑒。
拉絲模內(nèi)孔結(jié)構(gòu)
拉絲模芯的結(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(gè)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?椎闹饕糠,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(shí),工作區(qū)內(nèi)金屬的體積所占的空間是一個(gè)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。
“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(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(diǎn):
①入口區(qū)、潤滑區(qū)合二為一,具有使?jié)櫥菧p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。
②入口區(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。
③定徑區(qū)必須平直且長度合理。
④各部分縱面線都必須是平直的。
近年來,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(diǎn)及所適用的場合,不加分析地作出結(jié)論,末免有失偏頗。
而采用“弧線型”工作區(qū)時(shí),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(shí)(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(diǎn),故在道次壓縮率較大(大于35%)或較小(小于10%)及拉拔鋼絲時(shí),還是應(yīng)該采用“弧線型”模。
模芯工作區(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(diǎn)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(diǎn)的曲率不同,故無法使整個(gè)工作區(qū)存在這樣一個(gè)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%