拉丝模抛光机反求创新设计.pdf

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1、第1章绪论1.1引言目前中国已经成为全球线材制品大国。线材行业中广泛使用的一种模具是拉丝模。拉丝模的内孔由圆柱面与圆锥面组成，。圆锥面为对线材（工件）的压缩区，圆柱面为拉丝模的定径区（抛光区），其直径大小与线材尺寸相对应。拉丝的质量直接影响线材的形状、尺寸、表面粗糙度及使用寿命。我国目前采用的拉丝模研磨工艺是五十年代初从苏联引进的针磨工艺。这种工艺的可靠性不高，且生产效率较低。拉丝模抛光机的反求创新设计正是为了提高拉丝模使用寿命、拉丝模内孔的抛光精度、抛光效率等而开发的。本课题设计的将是一种新型拉丝模线研磨抛光机，该机主要由

2、卡具旋转机构、丝架往复运动机构两部分组成。该机特点在于可将拉丝模的内孔一次研磨抛光成型，使生产效率大大提高。丝架往复运动机构，采用配重平衡，从而使丝架高、低速运行平稳，加工范围增宽，加工精度提高，使加工小孔径拉丝模具成为现实。而拉丝模抛光机的反求创新设计主要有两个方面：一是抛光丝往复运动系统设计；二是卡具放置机构设计。1.2课题研究的目的和意义1.2.1课题的来源及研究目前中国已经成为全球线材制品大国。但是从经济效益看，差距却很大。全行业各类产品基本生存在上下游企业的夹缝中，长期以来在微利和亏损的边缘徘徊。这些必须引起全行业

3、的高度关注。我国线材制品行业普遍面临成本压力，其根本出路还是加强科技进步和技术创新，增加高附加值产品的比重，同时进一步加强企业管理，节约资源，提高竞争力。预计2010年，国内中高碳线材制品的消费量将增长至865万吨（未包括净出口量）。“十一五”期间，我国中高碳线材制品消费量将持续增长，但增长率将有所下降。因为，中高碳线材（硬线）的制造成本与普通低碳钢线材的成本差距逐渐缩小，为进一步发展中高碳线材制品生产提供了条件。另外，随着中高碳线材制品生产成本的降低，特别是建筑行业用优质高强度钢丝及制品的价格与普通低碳钢丝的差距逐渐缩小，

4、为中高碳线材制品在建筑行业推广创造了条件，这将带动中高碳制品消费总量的持续增长。线材行1 业的不断发展对拉丝模提出了越来越多的要求，低成本高质量就要求拉丝模的使用寿命要更长，内孔精度要更高，总之就是要提高拉丝模的质量。拉丝模的内孔由圆柱面与圆锥面组成，见图1.1。圆锥面为对线材（工件）的压缩区，圆柱面为拉丝模的定径区（抛光区），其直径大小与线材尺寸相对应。拉丝模的质量直接辩证唯物线材的形状、尺寸、表面粗糙度及使用寿命。我国目前采用的拉丝模模孔研磨工艺是五十年代初从苏联引进的针磨工艺。它的工作原理是，模具旋转，针状磨头在磨孔内

5、做微移动或摆动，以达到加工模孔的目的，见图1.2。这种工艺的可靠性不高，且生产效率较低。针状磨头设计成锥状是为了使其在模也内穿进方便，同时在磨削过程中产生径向分力以提高磨削效果。但因此也带来很多弊端。首先，针状磨头的锥度使加工出来的模孔也具有锥度，使用有锥度的模孔拉丝时，起定径作用的仅仅是锥状模孔的小端（见图1.3）。定径区小，因而在抛光作业时的接触面积小，那么由于拉丝模工作过程中作用在磨擦表面微观体积上周期性的接触载荷或交变应力的存在，极易使表面或次表面形成裂纹。由此造成模孔剧烈磨损，线材抛光质量差。其次，针状磨头是手工修

6、制的，磨头形状极难呈现理想圆锥形。因此，在研磨过程中，由于针磨头呈锥面，径向分力存在，且几乎不可能完全平衡，由此而产生的偏心力使悬置的磨头呈现挠曲，从而加工出偏心的模孔。另一方面，由于模头的不规则，在磨削过程中出现高频交变应力，以致产生振动。对于一个“悬臂梁”结构，在加工过程中存在的振动，将对整个结构的寿命有所影响。图2.1拉丝模的拉拔过程从考核产品或设备可靠性的角度一看，主要指标是寿命和性能。显而易见，针磨工艺是比较落后的。所以就要求改进国内的拉丝模抛光技术，本课题就是在消化、吸收国外先进技术的基础上，研制出高速线抛光机。

7、1.2.2国内外拉丝模抛光机的发展现状我国拉丝模制造工业从八十年代起，发展较快，但总的来说与国外还有不小的差距，我国制模工业还比较落后，加强制模管理，提高拉丝模的质量水平，推动制模工艺技术的进步是当前的重要课题。八十年代以来，我国金属线材加工行业有好几十个厂家，先2 后引进了上百台高速拉线设备，在使用过程中，由于种种原因，普遍未达到设计水平已成为刻不容缓的重要任务。研磨工艺是拉丝模成型的主要工序。它分为三个步骤，粗磨、细磨(精磨)、抛光。加工方法基本相似，但使用磨料不一。据中国机床商业网报道，随着科学技术的不断发展，各种模具

8、的加工工艺要求越来越高。提高模具抛光的速度和质量使我国模具制造工艺达到世界先进水平，已成为刻不容缓的重要课题。目前，国外拉丝模抛光效果最好的是日本、美国，而意大利、瑞典、丹麦等国抛光质量次之。1.3课题研究内容与思路1.3.1课题的研究内容本课题在结合中国的传统生产工艺的基础上，结合生产实