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线缆专业基础知识
一、 线材的拉伸原理及方法 二、 线材生产的工艺流程 三、 拉线配模 四、 连拉连退技术原理及技术参数五、 拉线润滑 六、 拉线模具 七、 拉线控制要点 八、 废品的分析和处理
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拉线工艺规程及工艺参数
第一节 线材的拉伸原理和方法 一、线材拉伸
线材拉伸是指线坯通过模孔在一定拉力作用下,发生塑力变形,使截面减小、长度增加的一种拉力加工方法。
拉伸过程如图所示。 二、拉伸的特点
(一) 拉伸的线材有较精确的尺寸,表面光洁,断面形状可以多样。 (二) 能拉伸大长度和各种形状的线材。
(三) 以冷压力加工为主的拉伸工艺,工具、设备简单,生产效率高。 (四) 拉伸耗能较大,变形体受一定限制。 三、实现拉伸过程的条件
为实现拉伸过程,拉伸应力应大于变形区中金属的变形抗力,同时小于模孔出口端被拉
金属的屈服极限,即: 式中
ζK<ζL<ζSK
ζK—变形区中金属变形抗力 ζL—拉伸应力
ζSK—被拉伸金属出口端的屈服极限。
由于金属拉伸硬化后的屈服极限ζSK值接近抗拉强度极限ζb,故实现拉伸过程的
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条件可以写成:
ζK<ζL<ζb。
线材拉伸时的塑性变形,主要是通过横断面由大逐渐变小的模孔实现的。所以金属在模孔的变形区中处于复杂的应力状态。如图3-2所示。
拉伸时,由于正反作用力的作用,被拉金属造成三向应力状态,即一个主拉应力及两个主压应力
ζ1
ζ2、ζ3。
拉伸应力ζL大于变形抗力ζK才能发生塑性变形。但是,拉伸应力ζL大于模孔出口端金属屈服极限ζSK时,就出现拉细或拉断现象。因此ζL<ζSK是实现正常拉伸的一个必要条件。通常以ζL与ζSK的比值大小表示拉伸能否正常拉伸,也即安全
系数。
Ks=ζSK/ζL
式中Ks—安全系数; ζSK模孔出口端屈服极限; ζL拉伸应力。
通常用抗拉强度ζb代替ζSK,因此安全系数为:
Ks=ζb/ζL
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在实际生产中,安全系数Ks=1.4~2.0,如Ks<1.4,则表示拉伸应力过大,可能出现拉细或拉断现象;Ks>2.0,则表示拉伸应力和延伸系数较小,金属塑性没有充分利用。 随着线径的减小,线材内部存在的缺陷,变形程度的加大,拉伸模角度、拉伸速度、金属温度等因素的变化,对建立正常拉伸过程都有一定影响。因此必须采用相应的安全系数,才能确保正常拉伸。一般安全系数与线径的关系如表所示。 线材直径 安全系数 型线粗线 ≥1.4 >1.0 ≥1.4 1.0~0.4 ≥1.5 0.1~0.1 ≥1.6 0.1~0.05 1.8 <0.05 ≥2.0 四、拉伸原理 拉伸属于压力加工范围。拉伸过程中产生极少粉屑,体积变化甚微,因此认为拉伸前、后金属的体积相等。即:
V0=VK
∴S0/SK=LK/L0=d0?/dk? 式中V0—拉伸前金属体积; Vk—拉伸后技术体积; S0—拉伸前断面面积; Sk—拉伸后断面面积; L0—拉伸前线材长度; Lk—拉伸后线材长度;
表示拉伸过程金属变形量的基本参数有:
(一) 相对延伸系数,简称延伸系数,它是拉伸后与拉伸前线材长度的比值
μ= LK/L0
(二)压缩率,是指线材拉伸前后断面面积之差与拉伸前断面面积的比值,一般用百分数表示:
δ=(S0- Sk)/ S0*100%
(三)延伸率:是线材拉伸后与拉伸前的长度之差与拉伸前长度的比值,一般用百
分数表示:
λ=(Lk- L0)/ L0*100%
(四)缩减系数,是线材拉伸后与拉伸前断面面积的比值: ε= Sk/ S0
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五、拉伸方法
(一) 线材的一次拉伸
一次拉伸一般都用于拉粗线。一次拉伸加工率较大,生产线坯较短,生产效率
低。
(二) 线材的多次拉伸
多次拉伸加工率大,拉伸速度快,自动化程度高。拉伸道次可根据被拉伸的金属所能允许的延伸系数、产品最终尺寸以及所要求的机械性能来确定。连续拉伸道次通常为2~25次。
(三) 滑动式连续多次拉伸
在滑动式连续多次拉伸机上生产线材时,各中间鼓轮均产生滑动,故鼓轮上一般绕1~4圈线材。在拉伸过程中鼓轮各级转数不能自动调整,只有在停车时才能进行调整,但不能改变各鼓轮的速比。
(四) 非滑动多次拉伸
非滑动拉伸主要使用非滑动积蓄式拉线机。
六、影响线材拉伸的因素
金属线材在拉伸时,受到四个外力,即出现端的拉伸力,模孔变形区对金属线材的正压力,模孔(变形区和订径区)与线径表面之间的摩擦力和线材后端的反拉力。 影响拉伸力的因素如下:
(一) 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安全系数。
(二) 材料的抗拉强度。影响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。
(三) 变形程度。变形程度越大,拉伸力也越大,因而增加了模孔对线的正压力,摩
擦力也随之增加,所以拉伸力也增加。
(四) 线材与模孔间的摩擦系数。摩擦系数越大,拉伸力也越大。摩擦系数由线材的
材料和模芯材料的光洁度、润滑剂的成分与数量决定,铜杆表面酸洗不彻底,表面有残存的氧化亚铜细粉,也使拉伸力增加。
(五) 线模模孔工作区和定径区的尺寸和形状。在线模中工作区圆锥角增加,有两个
因素影响着拉制力,一方面摩擦表面减少,摩擦力相应较小;另一方面金属在变形区的变形抗力随圆锥角的增大而增大,使拉伸力变大。线模中定径区越长,拉伸力也越大。在这个角度看,定径区应尽量短,但考虑模孔有一定寿命,所以定径区长度不能过短。
(六) 线模位置。线模安放不正或模座歪斜也会增加拉伸力,使线径及表面质量达不
到标准要求。
(七) 各种外来因素。如进线(杆)不直,放线时打结,拉线过程中线的抖动,都会
使拉伸力增大,严重时引起断线,尤其拉小线时更甚。
(八) 反拉力增大的因素。反拉力增大则拉伸力增加。如放线架制动过大,前一道离
开鼓轮线材的张力增加等会增加后一道的反拉力。
第二节 线材生产的工艺流程 1. 上引法 2. 连铸压轧法
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