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电缆拉丝工艺技术知识

一、 线材拉伸的基本原理

  1.线材的拉伸

  线材的拉伸是指线坯在一定的拉力作用下,通过模孔发生塑性变形,使截面减小、长度增加的一种压力加工方法。

2.拉伸的特点

  (1) 拉伸的线材有较精确的尺寸,表面光洁,断面形状可以多样。

  (2) 能拉伸大长度和各种直径的线材。

  (3) 以冷加工为主,拉伸工艺、模具、设备简单,生产效率高。

  (4) 拉伸能耗较大,变形受一定的限制。

  3.拉伸的原理

  拉伸属于压力加工范围,拉伸过程中除了产生极少的粉屑外,体积变化甚微,因此拉伸前、后金属的体积基本相等。

  4.影响拉伸的因素

  (1) 铜、铝杆(线)材料。在其他条件相同时,拉铜线比拉铝线的拉伸力大,拉铝线容易断,所以拉铝线时应取较大的安全系数。

  (2) 材料的抗拉强度。材料的抗拉强度因素很多,如材料的化学成分,压延工艺等,抗拉强度高则拉伸力大。

  (3) 变形程度。变形程度越大,在模孔变形段长度越长,因而增加了模孔对线的正压力,摩擦力也随之增加,拉伸力也增加。

  (4) 线材与模孔间的摩擦系数。摩擦系数越大,拉伸力越大。摩擦系数由线材和模具材料光洁度、润滑液的成分和数量决定。

  (5) 线模模孔工作区和定径区的尺寸和形状。定径区越大,拉伸力也越大。

  (6) 线模的位置。线模安放不正或模座歪斜也会增加拉伸力。也是线径及表面质量不达标。

  (7) 外来因素。线材不直,拉线过程中线的抖动,放线阻力,都会增加拉伸力。

二、 拉丝设备

  1.拉丝机的分类

  按模具数量分:单模拉丝机和多模拉丝机。

  按工作特性分:滑动式拉丝机和非滑动式拉丝机。

  按鼓轮形状分:塔形鼓轮拉丝机、锥形鼓轮拉丝机及圆柱形鼓轮拉丝机。

  按润滑型式分:喷射式拉丝机和浸入式拉丝机。

  按拉制线径分:巨、大、中、小、细、微拉丝机。

  2.多模拉丝机的特点

  多模拉丝机是线材通过几个规格逐渐减小尺寸的模子和其后的拉线鼓轮,而实现拉伸的拉丝机。

  (1) 滑动式连续拉丝机

  滑动式连续拉丝机是拉丝鼓轮圆周速度大于线材拉伸速度,并以次而产生摩擦力。

  它的优点是总的延伸系数高,加工率大,拉伸速度高,产量大,易于实现自动化、机械化。

  它的缺点是在拉线过程中,为了克服线材所产生的摩擦力,要消耗很多的功;对鼓轮表面的磨损很大;对配模的要求严格。

  A.圆柱形鼓轮拉丝机

  这种拉丝机的特点是各个拉丝机鼓轮的直径相等,且呈直线排列,主要拖动形式为一个电动机带动各级鼓轮,它的优点是穿模方便,停车后可以测量各道次的线材直径,以便控制拉伸的过程。它的缺点是机身较长,而且模子的数量一般不多于9个。

  B.卧式塔形鼓轮拉丝机

  这种拉丝机应用最为广泛,塔形鼓轮结构,按其塔级多少,可分二级拉丝鼓轮和多级拉丝鼓轮。它的优点是拉丝道次多,设备紧凑,占地面积小

  (2)无滑动式连续拉丝机

  非滑动式拉丝机是线材与鼓轮之间没有相对的滑动,线材拉伸后缠绕在拉丝鼓轮上,因此中间的鼓轮有双重的作用,即起着拉伸鼓轮的作用,又起着储线为下道模子拉丝的放线作用。比较多的是8、10模拉丝机。

  它的优点是:鼓轮和线材表面不易磨损;适于抗张力不大,耐磨性差的铝(铝合金)线的拉制;机构简单,容易制造;由于中间鼓轮上有储存,当某个鼓轮停止转动时,其它鼓轮仍可在短时间内照常工作。

  它的缺点是:不能高速拉伸,一般不超过12m/s;不适宜细线的拉伸。

  三、 拉丝的润滑

  1.润滑剂的作用

  (1)润滑作用。在变形的金属和模空之间,保持一层润滑膜,避免模具和线材直接接触和粘结,降低摩擦系数,从而减少能量消耗和加工道次,延长模具的使用寿命。

  (2)冷却作用。使用冷却的润滑液,可以降低线材和模孔的温度,防止线材温度过高而发生氧化变色,提高线速。

  (3)清洗作用。在拉制过程中,不断产生微细的金属粉尘,润滑液不断冲洗模孔,消除金属粉尘在模孔的作用。

  2.润滑剂对拉丝的影响因素

  (1)浓度。润滑剂的浓度大,提高了它的润滑作用,金属线材与模孔壁的摩擦系数小,相应的摩擦力也减小,拉伸力随之下降。但是,浓度太大,润滑剂的粘度也随之上升,它的冲洗作用也减小,模孔的金属屑不易带走,造成线材表面质量差。浓度太大,金属屑不会沉淀,悬浮在润滑剂中,反而影响润滑效果。

  (2)温度。润滑液的温度过高,失去了它的冷却作用,使金属线材及模具的温度升高,线材氧化变色、模具寿命减低,也影响油脂润滑膜的强度,润滑效果下降。温度过高,润滑剂粘度上升,不利于拉伸。

  (3)清洁度。润滑剂中混入酸类物质,会造成润滑剂分层,失去润滑效果。润滑剂中含碱量增加,对拉伸后的金属线材产生腐蚀的危害。润滑剂中有固体杂质,影响设备的润滑系统,造成润滑液供应不足,减小了润滑剂起到的作用。

  3.对润滑剂的基本要求

  (1)粘附性好,润滑剂能有效地粘附在拉制线材的表面上。

  (2)能承受线材与模具之间的高压,热稳定性好。

  (3)没有腐蚀作用。

  (4)冷却效果好。

  (5)没有刺激的气味。

  (6)拉制后易于除去。

  4.拉丝润滑方式

  (1)单个模槽分散润滑

  主要用于一次拉丝机或无滑动的积储式多模拉丝机,它对润滑剂的形态无限制。通过模槽内的循环水起到冷却的作用。由于模槽是敞开式的,可以直接观察润滑剂情况,便于调整。但是容易弄脏设备和场地。

  (2)浸入式润滑

  采用乳液壮和液体油状的润滑剂,适用于滑动式连续拉丝机。润滑剂盛装在拉丝机的专用槽内,鼓轮、线段、模具都浸入在润滑剂中,结构简单,能保证模具、鼓轮、线材的连续润滑和冷却。

  它的缺点是:拉丝过程中产生的金属屑没有沉淀的可能,不断被带进模孔和鼓轮上,影响模具和鼓轮的寿命,也影响线材表面的质量。润滑掖槽需要有冷却装置,防止润滑液温度过高。

  (3) 循环式润滑系统

  在滑动式连续拉丝机上,保证润滑液有固定的成分和一定的温度,可以单机使用,也可以数台拉丝机集中使用。它的优点是润滑液里的金属屑可以得到充分的沉淀,定期的清理,能保证润滑液的清洁度。它的缺点是要不定期对润滑液进行分析,适时补充润滑剂。

  四.拉丝模具

  1. 模具的种类和应用

  (1)硬质合金模,它的优点是:耐磨性好;粘附性小;抛光性好;摩擦系数小;抗腐蚀性高。

  (2)钻石模,由于天然钻石模价格昂贵,非常脆弱,主要用于细微线的拉制。

  (3)聚晶模(人造钻石),与天然钻石一样的高硬度和高耐磨性,主要用于小拉丝机的中间模。

  (4)钢模,修制容易,价格低廉,但硬度和耐磨性比较差,寿命低,主要用于生产量小,拉大截面的型线。

  2.模具的结构尺寸

  拉丝模具的模孔,有四个部分组成:

  (1)入口润滑区:带有圆弧,便于线材进入工作区。

  (2)工作区:金属拉伸时产生塑性变形,线材截面压缩减小。

  (3)定径区:保证线材尺寸与形状精确和均一,延长模具的使用寿命.

  (4)出口区:出线端,防止停车时出现竹节刮伤和定径区出口处的崩

  3.拉丝对模具的要求

  (1) 模孔的各个区域应该光滑,不得有裂纹和凹坑的存在。

  (2) 模孔的中心线要垂直于模具的端面。

  (3) 工作区、定径区在修磨后必须要抛光。

 

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