第三部分__金属拉拔

1、拉拔 一、拉拔的一般概念 1 拉拔的实质 对金属坯料施以拉力,使之通过模孔以获得与模孔截面尺 寸、形状相同的制品的塑性加工方法称为拉拔。 拉拔是管材、棒材、型材以及线材的主要生产方法之一。 2 拉拔分类 n实心拉拔：棒、线、型材 n空心拉拔：空拉、长芯杆拉 拔、固定芯头、游动芯头、 顶管、扩径 3 3 拉拔的特点拉拔的特点 拉拔制品的尺寸精确、表面光洁。 最适合于连续高速生产断面非常小的长的制品。 铜、铝线的直径最细可达10um,不锈钢丝最细0.5um。 管材的壁厚最薄0.5um。 拉拔生产的工具与设各简单,维护方便。在一台设 备上可以生产多种规格和品种的制品。 坯料拉拔道次变形量和两次退火间

2、的总变形量受 到拉应力的限制。 4 4 (2) 固定芯头拉拔 摩擦接触面大，道次加工率低，难 拉长管（难定位、芯杆弹性变形引 起“竹节”）。 特点： 芯头表面与管子内表面产生摩擦, 其摩擦力的方向与拉拔方向相反, 因而使轴向应力增加,拉拔力增大。 管子内部有芯头支撑,因而其内壁 上的径向应力不等于零，管子内层 与外层的径向应力差值小,变形比 较均匀。 （3）长芯杆拉拔 芯杆摩擦力方向与拉拔方向一致， 拉拔力降低1520%。道次延伸 系数可以较大。 （4）游动芯头拉拔 （5）扩径拉拔 4拉拔制品中的残余应力 1）残余应力的分布： 拉拔棒材： 整个截面变形： 若仅表面变形， 中心出现附加拉应力 空

3、拉拔管材： 2）残余应力消除 减小不均匀变形：摩擦、模角、坯料退火、衬拉等 矫直加工：辊式矫直 退火：低于再结晶温度去应力退火。 三 拉拔力 影响因素影响因素: :; ;被加工金属变形抗力；被加工金属变形抗力； 变形程度（断面收缩率）；变形程度（断面收缩率）； 模角；模角； 拉拔速度；（低、高速；启动瞬间冲击）拉拔速度；（低、高速；启动瞬间冲击） 摩擦、润滑（润滑剂、方式，模具材质）摩擦、润滑（润滑剂、方式，模具材质） 反拉力反拉力 振动（声波、超声波振动（声波、超声波） n拉拔力计算方法： 平均主应力法 滑移线法 上限法 有限元法 四、拉拔工具 n拉拔模、芯头 1 拉拔模 1）普通拉模： 弧

4、线形模：细线拉拔 锥形模：粗线、管、棒、型 2） 辊式拉模 拉拔力小,能耗少,工具寿命长。 可采用较大的变形量,道次压缩率可达30%40%。 拉拔速度较高。 在拉拔过程中能改变辊间的距离,从而获得变断 面型材。 3）旋转模 滚动代替滑动接触，减小摩擦，减小椭圆度 2 2 芯头 1）结构： 固定短芯头：一般为圆柱，直径 3060mm为中空，5mm为钢丝; 薄壁管芯头带锥度。 n游动芯头 两圆柱+锥体 实现稳定拉拔：摩擦角1 保证润滑： - 1=13，一般1=9，=12 小圆柱长度=模孔工作带长度+移动范围+25mm 常用游动芯头结构：a,b-直线拉拔；c、d、e-盘管拉拔 2）芯头材料 钢：中、

5、小芯头-35钢、T10A、30CrMnSi镀Cr 大芯头-T8、T10 硬质合金：中、小芯头-YG15 五、拉拔设备 n管棒型拉拔机 链式拉拔机：单链、双链 联合拉拔机：拉拔、矫直、切断、抛光、探伤等 圆盘拉拔机：小截面，最高2400m/min n拉线机： 单模拉线机 多模拉线机 六、拉拔工艺 1 拉拔配模 单模、多模拉拔配模 （1）配模原则： 最少拉拔道次、最佳质量（表面、尺寸、性 能）、与现有设备参数、设备能力适应。 （2）配模内容：坯料尺寸、退火次数、道次变形量 A: 坯料尺寸 v圆形制品坯料尺寸： 坯料尺寸 成品尺寸 总加工率确定： 产品性能：软态、硬态 操作要求：管材每道次必须有减壁和减径 减壁所须道次ns减径所须道次nD 保证产品表面质量：总变形量大有利；但控制空拉道次 和变形量；内表要求严格则衬拉。 总加工率总加工率 坯料制造条件及具体情况：挤、轧坯公差，管偏心（增 空拉纠偏） 在满足质量要求下，提高生产率，坯料截面尺寸尽量小； 长度根据设备能力尽可能长。 v异形管拉拔坯料 关键：确定过渡拉拔前圆管直径、壁厚； 一般加工率小，主要考虑成形 根据坯料与异形管外形轮廓长度来确定，坯料轮廓长 度大35%。 椭圆形： D0=(a+b)/2 六角形： D0=a/6=1.91a 正方形： D0= a/4=1.2