拉拔按制品形狀分為實心材拉拔和空心材拉拔兩類。
實心材拉拔
實心材拉拔包括棒、型線材的拉拔,它分為:
(1)單道次拉拔。它是指拉拔時工件只通過一個模機,只經(jīng)過一道次拉拔,一般用于棒型材和粗線材加工,如圖5-1所示。單道次拉拔道次加工率較大、操作簡單,但只能拉拔長度較短的制品,生產(chǎn)率低。
(2)多道次連續(xù)拉拔。它是指拉拔時工件同時通過兩個或兩個以上拉模的連續(xù)拉拔過程,即一臺拉拔機上同時通過多個道次拉拔,一般用于生產(chǎn)線材,如圖5-2所示。它的總加工率大,拉拔速度高,自動化程度高,生產(chǎn)率也高。
多道次拉拔又分為有滑動式、無滑動式和無滑動積蓄式三種形式。鈦線材常用帶滑動的多次拉拔工藝。
2 空心材拉拔
空心材拉拔即管材拉拔,管材常用的拉拔方法可分為帶芯頭拉拔和無芯頭拉拔兩大類。無芯頭拉拔稱為空拉,帶芯頭拉拔稱為襯拉。按照芯頭類型的不同,襯拉又分為短芯頭拉拔、長芯頭拉拔和擴徑拉拔。它們都是單道次拉拔。
A 無芯頭拉拔
無芯頭拉拔常稱為空拉,空拉包括減徑拉拔、整徑拉拔和成形拉拔。
(1)減徑拉拔。減徑的目的是減縮管材的直徑,但在減徑時管子的壁厚會略有變化。壁厚增減量的大小隨管材規(guī)格、減徑量的大小和合金不同而變化。
(2)整徑拉拔。就是最后一個拉拔道次拉拔,通過整徑使管材的外徑尺寸更精確,符合產(chǎn)品標準的要求。
(3)成形拉拔。成形拉拔是用圓形的管坯料,通過過渡模和成形模,使其形成所需的方形、矩形、六角形、橢圓形等異形斷面的管材。
當空拉大直徑薄壁管材時,如果道次減徑量過大,往往會出現(xiàn)縱向凹陷現(xiàn)象,即所謂失穩(wěn)或不穩(wěn)定。為了保證拉拔的穩(wěn)定性,當δ/D≤0.04時,空拉直徑變形量不得大于允許的臨界變形量。即:
ε>εd臨 (5-8)
式中
εd-管材直徑變形量,εd=D-d/Dx100%.
臨界變形量的計算公式為:![]()
式中
D-空拉前管材的外徑;
d-變形后管材的直徑;
δ-空拉前管材的壁厚。
比較簡單的計算方法是,當模角為10°~15°時,應滿足下式即為穩(wěn)定:
D-d<6δ (5-10)
空拉時管材壁厚的變化是由于金屬在變形時產(chǎn)生不同方向流動造成的。根據(jù)實際經(jīng)驗,可用值的大小予以考慮:D/δ=5~6時,管材壁厚增加D/δ≤5時,管材壁厚減小。
空拉時可減小管材壁厚不均的程度,當管材壁厚不均略微超標時,可利用空拉加以糾正。這是因為壁厚較薄的部分其橫向變形應力比較大,管壁增厚的趨勢較大。
無芯頭拉伸最主要的缺點是管材內(nèi)表面隨拉伸量的增加而變得粗糙無光,嚴重時會產(chǎn)生縱向皺紋。對于晶粒粗大的合金管材,其內(nèi)表面的粗糙程度尤為嚴重。因此,空拉多用于難以裝入芯頭的小直徑管材的拉拔、異形管的成形拉拔及冷軋后進行小量的減徑和整徑。
B 短芯頭拉拔
短芯頭拉拔是管材生產(chǎn)中最普遍的工藝方法。短芯頭拉拔是把固定在芯桿前端的短芯頭插入管坯內(nèi)孔,芯桿的后端固定在拉拔機后座上。拉拔時,芯頭被固定在與拉拔模定徑帶相對應的位置上,管坯通過模孔和芯頭所形成的環(huán)狀間隙,獲得與此間隙和尺寸相同的管材。這種拉拔過程是一種復合拉拔變形,剛開始時,屬于空拉階段,管材直徑變小,壁厚變化不大,當管材內(nèi)表面與芯頭工作帶接觸時,變?yōu)闇p徑和減壁階段,此時的主應力圖和主變形圖都是兩向壓縮、一向拉拔或伸長。也就是金屬沿軸向流動,管材直徑減小,壁厚變薄,長度增加。
短芯頭拉拔時,管材內(nèi)外表面同時與模子和芯頭發(fā)生滑動摩擦。因此,當潤滑條件不好時,很容易導致工具粘金屬,在管材外表面和內(nèi)表面上產(chǎn)生劃溝。所以,不斷改善潤滑條件是提高道次變形量和保證管材表面質量的重要環(huán)節(jié)。
用短芯頭拉拔的管材,其表面質量比空拉生產(chǎn)的好。與長芯頭拉拔和游動芯頭拉拔相比,工具設計和制造簡單,操作和更換規(guī)格也比較方便。
C 長芯桿拉拔
長芯桿拉拔是把管坯套在長芯桿上,使其與管坯一起拉過模孔,如圖5-1(c)所示。芯桿的直徑等于制品的內(nèi)徑,芯桿的長度一定要大于成品管材的長度。工作時,整根芯桿都是工作部分,所以其尺寸和表面粗糙度必須滿足質量要求。拉拔后從芯桿上取下管材要經(jīng)過脫管,從拉拔的相反方向拉出芯桿,脫管時要采用脫管模。為了順利脫管,經(jīng)常要在斜輥滾軋機上滾軋一次,使管材直徑擴大1~2mm,再拉出芯桿。長芯桿拉拔具有以下特點:
(1)和短芯頭拉拔一樣,也具有壓縮階段,在此階段實現(xiàn)管材減徑。
(2)在拉拔過程中,管子伸長并沿芯桿表面滑動,越靠近出口端滑動越小,在出口處滑動為零。
(3)長芯桿拉拔時,變形金屬向著與拉拔方向相反的方向滑動,管材內(nèi)表面與長芯桿之間摩擦力的方向與芯桿運動方向一致,因此,相應地減小了拉伸應力。所以可得到較大的道次加工率和總加工率。道次延伸系數(shù)可達2.2,而短芯頭拉拔時道次延伸系數(shù)不超過1.8.
(4)長芯桿拉拔需增加脫管工序及必要設備。
(5)需要的芯桿量大,芯桿制作難度較大,增加工具成本。長芯桿拉拔僅在拉拔大直徑且較薄的管材時采用。
D 擴徑拉拔
管材生產(chǎn)中很少使用擴徑拉拔的方法,但是為了解決品種問題或挽救管材尺寸超差,有時也采用擴徑拉拔的方法。擴徑的方法有兩種類型,即拉拔擴徑和壓入擴徑。
壓入擴徑法只適用于壁厚較厚和長度與直徑的比值小于10的管材,用這種方法擴徑后的管材基本上不產(chǎn)生幾何廢料。而用拉拔擴徑后的管材必須要切掉夾頭,但是拉拔擴徑可以生產(chǎn)壁厚較薄和較長的管材。
本公司產(chǎn)品分類:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標準件、鈦加工件
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