分析拉絲模具尺寸波動原因

拉絲模具的尺寸原因分析
1.1模具加工制作水平
模具加工制作水平對模具質(zhì)量的影響，主要體現(xiàn)在兩個方面；一是拉絲模的孔型尺寸，二是模孔內(nèi)表面光潔度。
國外拉絲模具的研磨工藝普遍采用高速機(jī)械研磨機(jī)，以及表面鍍以金剛石的金屬磨針，該設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，磨針的規(guī)格及使用規(guī)范化，產(chǎn)品精度高。模子的孔型尺寸利用輪廓記錄儀及孔徑測量儀來檢測，并用檢查拉線模**的顯微鏡來檢查表面光潔度。
而國內(nèi)許多廠家還在采用落后的設(shè)備，使用手工操作來研磨孔型，因此，存在著以下問題：孔型參數(shù)波動較大，難以加工出平直的工作錐；定徑區(qū)與工作，縮短區(qū)交接處易研磨出過渡角，使線材在定徑區(qū)中產(chǎn)生二次壓縮，增加外摩擦力，減短了定徑區(qū)長度模具的使用壽命；磨損的磨針修復(fù)頻度因人而異，使用不規(guī)范，造成孔型的一致性差。檢測手段也落后，只能依靠目測或者放大鏡、顯微鏡等簡單工具檢測，而且注重的是模內(nèi)表面光潔度，對孔型尺寸不能有效檢測，較談不上控制了。所以模具的加工制作水平是影響模具尺寸的一個原因。
1.2拉絲模在拉絲過程中使用不當(dāng)因素
(1)拉絲面縮率過大，導(dǎo)致模具產(chǎn)生裂痕或破碎。裂痕或斷裂紋絕大部分是內(nèi)應(yīng)力釋放所產(chǎn)生。在任何物料結(jié)構(gòu)中，存在內(nèi)應(yīng)力是必然的，拉拔線材時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力本來可以增強(qiáng)金剛石微晶結(jié)構(gòu)，但當(dāng)拉絲面縮率過大、無法及時潤滑從而溫升過高就會導(dǎo)致金剛石模具表明部分物料被移走，微晶結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力就大大增加，使其較容易產(chǎn)生裂痕或破碎。
(2)線材的拉伸軸線與模孔中心線不對稱，致使對線材和拉線模產(chǎn)生應(yīng)力作用不均勻，而機(jī)械振動產(chǎn)生的沖擊也會對線材和拉線模造成很高的應(yīng)力峰值，兩者都將加速模子的磨損。
(3)因退火不均勻而造成的線材硬度不均勻等因素容易造成金剛石拉絲模具過早產(chǎn)生疲勞損傷，形成環(huán)形溝槽，加劇模孔磨損。
(4)線材表面粗糙，表面粘附氧化層、砂土或其他雜質(zhì)等會使模具過快磨損。當(dāng)線材通過模孔時，硬、脆的氧化層及其他粘附雜質(zhì)會象磨料一樣地造成拉線模模孔很快磨損及擦傷線材表面。
(5)潤滑不暢或拉絲粉含有金屬碎屑雜質(zhì)導(dǎo)致模具磨損。潤滑不暢會使拉絲時金剛石模孔表面溫度升高過快，金剛石晶粒脫落，導(dǎo)致模具損傷。當(dāng)潤滑油不潔凈，尤其含有拉拔時脫落的金屬碎屑時，較容易劃傷模具和線材表面。
（6）在拉線過程中頻繁地停車也將增大模具的磨損，這是因為拉拔起步時的拉應(yīng)力造成的摩擦比正常拉拔時的摩擦要大得多的緣故。
2.有效減少拉絲模具在使用過程中尺寸波動的方法
2.1盡量選用模具加工技術(shù)生產(chǎn)的高品質(zhì)的拉絲模
2.2選擇良好孔型設(shè)計的拉絲模具
拉絲模孔型一般分為曲線(即r型系列)和直線型(即錐型系列)。
拉線模孔型的種類
從線材在拉線模內(nèi)變形均勻的角度分析，似乎曲線型較直線型好，這種孔型是在“圓滑過渡”的理論指導(dǎo)下設(shè)計出來的，其孔型結(jié)構(gòu)按工作性質(zhì)可分為“人口區(qū)”、“潤滑區(qū)”、“工作區(qū)”、“定徑區(qū)”、“出日區(qū)”五個部分，各部交界處要求“倒棱”，圓滑過渡，把整個孔型研磨成一個很大的、具有不同曲率的孤面這種孔型的模子在當(dāng)時的拉拔速度條件下，還是可以適用的。到上世紀(jì)70年代末至80年代初，隨著拉線速度的提高，拉線模的使用壽命就成了**問題。為了適應(yīng)高速拉線的要求，美國的t.maxwall和e.g.kennth提出了“直線型”理論。該理論著重考慮了拉拔過程中的潤滑作用和磨損因素，指出經(jīng)改進(jìn)后的直線型拉線模孔型應(yīng)具有以下幾個特點：
(1)孔型各部分的縱剖面線都必須是平直的，平直的工作錐面拉拔力小;
(2)模具各部位的交接部分必須明顯，這樣各部分可以充分發(fā)揮各自作用，避免了過渡角對定徑區(qū)實際長度的減小;
(3)延長入口區(qū)和工作區(qū)高度，使線材進(jìn)入模孔工作錐的中間段，利用入口錐角和工作錐角上半部分形成的楔形區(qū)，建立“楔形效應(yīng)”，在線材表面形成較致密牢固的潤滑膜，減少磨損，適合于高速拉拔;
(4)定徑區(qū)必須平直且長度合理。定徑區(qū)過長，拉線摩擦力增大，線材拉出模孔后易引起縮徑或斷線，定徑區(qū)過短，難以獲得形狀穩(wěn)定、尺寸精確和表面質(zhì)量良好的線材，同時模孔還會很快磨損差。
2.3拉絲機(jī)設(shè)備的安裝使用要合理
(1)拉絲機(jī)的安裝基礎(chǔ)需十分穩(wěn)固，避免振動現(xiàn)象;
(2)安裝時要通過調(diào)試使線材的拉伸軸線與模孔中心線對稱，使線材和拉線模應(yīng)力作用均勻;
(3)拉線過程中避免頻繁地啟動停車，因為拉拔起步時的拉應(yīng)力造成的摩擦比正常拉拔時的摩擦要大得多，這勢必將增大模具的磨損。
2.4用于拉拔的線材要經(jīng)過預(yù)處理
(1)表面預(yù)處理：對于表面臟污、粘附較多雜質(zhì)的線材，要先經(jīng)過清洗、烘干后再進(jìn)行拉拔;對于表面有較多氧化皮的線材，要先經(jīng)過酸細(xì)、烘干后再進(jìn)行拉拔;對于表面存在起皮、凹坑、重皮等現(xiàn)象的線材，還要通過磨光機(jī)進(jìn)行修磨后再進(jìn)行拉拔;
(2)熱處理：對于硬度過大或硬度不均勻的線材，要先通過退火或回火降低硬度，并使線材保持良好的硬度均一性再進(jìn)行拉拔。
2.5保持適宜的拉拔面縮率
拉絲模具本身具有硬、脆的特性，如果用于大面縮率的縮徑拉拔，很容易導(dǎo)致模具所能承受應(yīng)力而碎裂報廢，因此要根據(jù)線材機(jī)械性能的不同，選擇合適的面縮率進(jìn)行拉拔。
2.6定期保養(yǎng)修磨拉絲模具
拉絲模在長期使用過程中，模壁受到金屬線材強(qiáng)烈摩擦與沖刷作用，不可避免的會產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，常見的是在工作區(qū)線材入口處出現(xiàn)環(huán)形溝漕(凹痕)。拉線模環(huán)溝的出現(xiàn)，加劇了模孔的磨損，因為環(huán)溝上因松動而剝落的模芯材料小顆粒被金屬線帶入模孔工作區(qū)和定徑區(qū)，起著磨料的作用，而進(jìn)入模孔的線材則象磨針一樣加劇模孔的磨損。如不及時調(diào)換進(jìn)行修復(fù)，那么環(huán)溝將繼續(xù)加速擴(kuò)大，使修復(fù)增加困難，甚至有可能在環(huán)形溝槽較深處出現(xiàn)裂紋，使模具完全崩碎報廢。
制定出一套規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)日常保養(yǎng)，經(jīng)常對模子進(jìn)行檢修是非常經(jīng)濟(jì)合算的事情。一旦模子出現(xiàn)了任何輕微的磨損，及時進(jìn)行拋光，則使模子恢復(fù)到原始拋光狀態(tài)所花費(fèi)時間要短，而且模子的孔型尺寸無明顯變化。
因此，要保持在拉絲生產(chǎn)過程中避免拉絲模具的尺寸波動除選擇合適的模具材質(zhì)，設(shè)計合理的孔型尺寸，提高拉絲模的制造水平，使模孔表面光潔度達(dá)到工藝要求外，還必須確定合理的道次壓縮率，改善拉絲模的使用條件。在使用過程中注意模子的日常保養(yǎng)，應(yīng)勤洗勤換，并保證拉伸過程中具有良好的潤滑效果。
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