高精度冷拔钢管内模设计.pdf

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1、第１１期总第２６９期农业科技与装备Ｎｏ.１１ＴｏｔａｌＮｏ．２６９２０１６年１１月ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＮｏｖ.２０１６高精度冷拔钢管内模设计孙磊厚（常州信息职业技术学院，江苏常州２１３１６４）摘要：介绍高精度冷拔钢管内模设计的材料选用，以及几何参数选取原则、方法。针对实际使用过程中常出现的模具失效情况，指出设计中需要引起重视的问题，为提高模具使用寿命及降低冷拔机组能耗提供技术参考。关键词：冷拔钢管；模具；设计；高精度中图分类号：ＴＧ３３５文献标识码：Ａ

2、文章编号：1674-1161（201６）１１-00５６-03１高精度冷拔厚壁钢管的工艺流程与加工原利用率。同时，由于材料的塑性变形，强度也得到了提理高。目前，国内常见的液压高精度冷拔机组额定拔制１．１工艺流程力在１０００～１５０００ｋＮ之间。钢管冷拔加工示意图见高精度冷拔厚壁钢管有２种：一种是冷拔加工一图１。次即为成品的钢管，另一种是冷拔加工多次才能成为成品的钢管。冷拔加工一次即为成品的钢管生产工艺流程为：１）加工钢管工艺端头→２）酸洗除锈除油污等→３）磷化表面、清洗→４）皂化表面→５）晾干表面→６）冷拔→７）制品

3、检验。冷拔加工多次才能成为成品的钢管生产工艺流程为：１）加工钢管工艺端头→２）酸洗除锈除油污等→３）磷化表面、清洗→４）皂化表面→５）晾干表面→６）冷拔→７）制品检验→８）钢管退火或回火处理去除材料塑性变形应力→２）酸洗除锈除油污等→１．内模组件；２．钢管；３．外模３）磷化表面、清洗→４）皂化表面→５）晾干表面→６）图１钢管冷拔示意图冷拔→７）制品检验。如此循环直至合格为止。Ｆｉｇｕｒｅ１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｌｄ－ｄｒａｗｉｎｇ１．２加工原理高精度冷拔厚壁钢管的加工原理是：通过

4、内、外２模具材料的选择及加工工艺模具限制材料的变形拉拔减小壁厚，达到高精度缸筒冷拔模具材料一般选用４５号优质碳素结构钢，管的几何尺寸要求。冷拔后的钢管内外表面粗糙度介Ｃｒ１２，Ｃｒ１２ＭｏＶ，Ｃｒ５Ｍｏ１Ｖ冷作模具钢或Ｔ７Ａ、Ｔ８Ａ等于Ｒａ０．８～１．６μｍ之间。模具正常使用情况下，冷拔碳素工具钢。后内径１００ｍｍ的２７ＳｉＭｎ钢管，如果以内模外径尺在冷拔过程中，虽然钢管毛坯经过磷化、皂化处寸为基本尺寸，其内径偏差在－０．１８ｍｍ～＋０．０３ｍｍ范理，在一定程度上减小了拔制时的摩擦力，但模具仍围内，与普通机械加工方

5、式相比，内孔的切削余量大要承受很大的挤压力和摩擦力。因此，不仅要求冷拔大减少，方便内孔采用精镗、滚压等工艺进行后续加模具有较高的机械强度、硬度和耐磨性能，还要具有工，并且由于冷拔后钢管壁厚减小，导致钢管长度比较长的使用寿命。合金工具钢Ｃｒ１２具有耐磨性高、淬冷拔前毛坯状态的长度有不同程度延长，提高材料的火变形小和淬透性高等特点，多年的实践表明，大截面模具制造材料推荐使用Ｃｒ１２。为消除材料内部缺陷和提高其组织致密性，模具收稿日期：２０１６－１０－２３钢棒材首先应经过合理锻造。譬如Ｃｒ１２冷作摸具钢作者简介：孙磊厚（

6、１９８４—），男，硕士，讲师，从事机电产品设计方面的研究。属莱氏体钢，碳含量高，钢中含有大量合金碳化物，经２０１６年第１１期孙磊厚：高精度冷拔钢管内模设计５７轧钢厂轧制后，碳化物即成带状分布，且轧制后的型材直径越大，碳化物越粗，带状分布越严重。在模具制造过程中，锻造工序对改善带状组织起决定性作用。对轧制原材料进行改锻，不仅可以得到所需形状尺寸、节约钢材，还能提高金属组织致密性，将气孔和疏松压实，焊合发裂部位，形成合理的纤维组织走向。同时，还能击碎共晶碳化物，提高钢材的强度、塑性、韧性，尤其是横向性能大幅度提高。Ｘ．

7、入口锥部分；Ｙ．定径带部分；Ｚ．出口锥部分；α．入口锥角；Ｒ．生产实践表明，Ｃｒ１２材料制成的内模的失效形出口圆角；１．内模；２．拉杆；３．固定螺钉式主要有局部崩裂、表面划伤及过度磨损尺寸超差图２内模组件等，其中局部崩裂的主要原因是锻造质量缺陷。对Ｆｉｇｕｒｅ２ＩｎｔｅｒｎａｌｍｏｌｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔＣｒ１２型模具钢材料进行改锻可大幅提高模具使用寿时，过盈量取０～０．０１ｍｍ；内模内孔直径为２５～５０ｍｍ命，具有显著的经济效益。Ｃｒ１２钢宜采用多向镦拔时，过盈量取０～０．０１５ｍｍ；内模内孔直径﹥５０ｍｍ法，总镦

8、拔次数应在６～８次，总锻造比不少于１５。模时，模具装夹工作量大，可采用过渡配合，内孔两端采具锻造、粗加工后经热处理再精磨到最终尺寸，保证取倒角处理，便于安装。达到设计要求的硬度、尺寸精度及粗糙度即可，表面定径带、入口锥、出口锥３部分的外圆过渡连接硬度应不小于５６ＨＲＣ。处必须有圆弧平滑过渡。以拔制３０号碳钢无缝钢管３内模形状几何参数的选取为例，用Ｃｒ１２材料