CN110238221A - 一体式压力模 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢丝拉拔技术领域，具体涉及一种一体式压力模，包括润滑模、拉丝模以及一体式模套，一体式模套内部设有装配润滑模和拉丝模的模腔，所述一体式模套的模腔内还设有限位拉丝模的拉丝模限位部；其中，所述润滑模、拉丝模通过热装装配在一体式模套的模腔内，所述润滑模和拉丝模同轴设置，且润滑模位于拉丝模的进线端，所述润滑模的出线端与所述拉丝模的进线端之间形成压力模腔。本装置采用一体式模套，能够避免模套渗水风险，且模套与润滑模和拉丝模采用热装，连接紧密，散热效果好，结构简单，方便拆卸清理，涂粉均匀且效率高。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝拉拔技术领域，具体涉及一种一体式压力模。
背景技术
拉拔工序是钢丝生产的重要环节,直接影响生产效率和钢丝的性能。钢丝的高速拉拔要求被拉拔钢丝的表面与拉丝模的工作表面均具备良好的润滑状态。这两个表面之间的摩擦力对拉丝过程有重要影响。由于摩擦力的影响,拉拔后钢丝截面上的应力呈不均匀分布状态,因而要获得优质钢丝产品所必须的力学性能、精确的尺寸及光滑的表面很困难。可见摩擦力是影响拉丝工艺的一个重要因素，减小拉拔时的摩擦力,便成为提高钢丝产品性能的途径之一。
钢丝的拉拔分粗拉、中拉和湿拉，在钢丝的中拉环节，钢丝的拉拔是在干粉拉丝设备中进行，干粉拉丝设备是拉丝设备中的一种，它采用干燥的润滑粉作为拉丝润滑材料，传统的干粉拉丝设备的钨钢模具为单模，拉丝过程中由循环冷却水对单模外部进行冷却，但产品在拉拔时润滑不够，造成拉丝后的成品质量不高。
实验研究表明:使用压力模(即润滑模和拉丝模组合使用)进行钢丝拉拔时,由于润滑剂在压力状态下润滑,因而与传统拉丝模拉拔相比，在使用同种润滑剂时摩擦因数减小，拉拔应力降低，拉拔后的钢丝力学性能也明显提高。目前现有技术中公开的压力模有多种形式，但均还存在一些缺陷，主要归纳如下：第一，现有的压力模有些是组合式的压力模具，虽一定程度上改善了钢丝拉拔润滑状况，但由于外部模套密封方式不可靠，容易发生渗水，车间在实际使用过程中，由于渗水会出现模具炸裂的情况发生，导致钢丝表面出现损伤，导致产品报废，造成生产线停工，影响企业的连续性生产，拉低了生产效率；第二，现有的压力模有些是采用模芯、隔套与模套安装的，但由于模具与隔套安装不紧密，散热困难，压力模腔中的拉丝粉会出现结焦；第三，现有的压力模有些结构比较复杂，拆装不方便，换模时劳动强度大且影响生产效率，另外模具清理也不方便；第四，现有的压力模的用于带粉的润滑模出口处没有设置喇叭口或喇叭口较小，使润滑模出口处和拉丝模入口处形成的压力模腔较小，一方面使钢丝表面被高温高压下处于流态的润滑粉润滑的时间短，另一方面在压力模腔中也很难形成冲刷钢丝的流动，不能使钢丝表面充分与处于流态的润滑粉接触，造成涂粉不全和效率低，最终的结果是导致钢丝表面的润滑不够充分。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种一体式压力模，其采用一体式模套，能够避免模套渗水风险，且模套与润滑模和拉丝模采用热装，连接紧密，散热效果好，结构简单，方便拆卸清理，涂粉均匀且效率高。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种一体式压力模，包括润滑模、拉丝模以及一体式模套，一体式模套内部设有装配润滑模和拉丝模的模腔，所述一体式模套的模腔内还设有限位拉丝模的拉丝模限位部；其中，所述润滑模、拉丝模通过热装装配在一体式模套的模腔内，所述润滑模和拉丝模同轴设置，且润滑模位于拉丝模的进线端，所述润滑模的出线端与所述拉丝模的进线端之间形成压力模腔。
根据所述的一体式压力模，所述拉丝模限位部为设置在所述一体式模套内侧的凸缘。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的出线端端面与所述拉丝模的进线端端面接触，且所述拉丝模的进线端端面用于限制所述润滑模的轴向位置。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的内孔直径大于进线直径0.3mm～0.7mm。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的出线端与拉丝模的进线端之间形成一个整体呈菱形的压力模腔，当所述一体式压力模处在工作状态，所述压力模腔内的高温高压下呈流态的拉丝粉沿压力模腔的侧壁能形成冲刷钢丝的流动。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的出线端设置为渐扩孔，所述拉丝模的进线端起始位置设置为台阶孔，所述润滑模出线端的渐扩孔的最下端的切线延长线与所述台阶孔的大孔的环形底面相交，所述台阶孔的环形底面为流态的拉丝粉提供横向的导流面以使其形成冲刷钢丝的流动。
根据所述的一体式压力模，所述台阶孔的小孔与其后端渐缩的喇叭状孔过渡连接。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的渐扩孔端口直径与拉丝模的进渐缩的拉拔状孔端口直径相等。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的出线端设置为渐扩的锥形孔，其进线端设置为渐缩的喇叭状孔。
根据所述的一体式压力模，所述润滑模的出口锥角度控制在60-90度，出口锥高度7-8mm。
本发明的一体式压力模的有益效果：
本发明的一体式压力模采用一体式模套，拉丝模和润滑模依次热装到模腔中，润滑模和拉丝模完全被一体式模套包裹，压力模的冷却是在一体式模套的外侧通入循环冷却水，由于一体式模套为一体设置，其不存在漏水风险，使压力模的工作安全性更高，能够避免炸模事故的发生；另外由于拉丝模和润滑模都是采用热装的方式装入一体式模套内，润滑模和拉丝模与一体式模套接触紧密，能够使拉丝模和润滑模内产生的热量及时被传导，避免热量在压力模腔内积聚，造成拉丝粉结焦影响产品质量；
本发明的润滑模的内孔直径大于进线直径0.3mm～0.7mm，即润滑模的最小内孔直径大于钢丝进线直径0.3mm～0.7mm，在这个范围内，钢丝在润滑模内产生的热量少，且能方便地将模盒前端的适量的拉丝粉带入到压力模腔内，使钢丝达到较好的涂粉量和涂粉效率；
本发明的一体式压力模，当一体式压力模处在工作状态，压力模腔内的高温高压下呈流态的拉丝粉沿压力模腔的侧壁能形成冲刷钢丝的流动，且能够使流态的拉丝粉在压力模腔形成涡流流动，能够使钢丝表面被均匀涂粉，从车间现场的试验可以看出，从拉丝模的出线端的带出的拉丝粉的状态，从原先的絮状变为粉状，钢丝的色泽由原来的发亮变为灰色，说明钢丝的润滑状况得到明显改善；
本发明的一体式压力模具在试验跟踪结果来看，本压力模具的使用可以延长模具使用寿命，单规格模耗下降60％，在提升强制润滑条件下，产品质量也得到保证，成品钢丝色泽也好于单模形式的钨钢模具和组合式模具。
附图说明
图1是本发明的一体式压力模的结构示意图。
图2是本发明的一体式压力模与传统单模形式的钨钢模具的模耗对比图。
图3是本发明的一体式压力模与传统单模形式的钨钢模具生产出的钢丝色泽对比图。
图中：1-一体式模套，2-拉丝模限位部，3-润滑模，4-拉丝模，5-压力模腔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的双侧拓展可移动办公的法院车做更加详细的描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1-图3，本实施例公开了一种一体式压力模，包括润滑模、拉丝模4以及一体式模套1，一体式模套1内部设有装配润滑模3和拉丝模4的模腔，在本实施例中润滑模3和拉丝模4设置为外径相同的圆柱形，模腔为圆柱孔，一体式模套1的形状简单，方便加工制造，且其尺寸和公差也较好控制，拉丝模4、润滑模3依次装入模腔内，润滑模3的出线端端面与拉丝模4的进线端端面接触，且拉丝模4的进线端端面用于限制润滑模3的轴向位置，拉丝模4和润滑模3的装配和拆卸也方便；润滑模3的前端面与一体式模套1的前端面平齐，这样设置可以保证模套不要过分长，否则放不进机器的模盒内；一体式模套1的模腔内还设有限位拉丝模4的拉丝模限位部2，在本实施例中，拉丝模限位部2为设置在一体式模套1内侧的凸缘；当然在其他实施例中，拉丝模限位部2也可以为设置在一体式模套1内侧的其他挡块或者是设置在一体式模套1内侧的阶梯孔；其中，润滑模3、拉丝模4通过热装工艺装配在一体式模套1的模腔内，润滑模3和拉丝模4同轴设置，且润滑模3位于拉丝模4的进线端，润滑模3的出线端与拉丝模4的进线端之间形成压力模腔5。
润滑模3、拉丝模4的热装工艺方法如下：
将半成品的一体式模套置于工作台工位上，启动电磁感应器电源进行预热后，保持加热温度在400～500度范围，利用热胀冷缩原理持续加热10～60s，模套内腔大于其原未处理状态内腔，然后将拉丝模4、润滑模3依次置于加热后状态下的一体式模套内腔内，利用夹具将组合后的一体式压力模由电磁感应加热器内取出，并置于冷却工作台面上进行自然冷却，同样利用热胀冷缩原理自然冷却后使得拉丝模4、润滑模3镶套于一体式模套内，得到一体式压力模具成品。
其中，待加热处理一体式模套内径与润滑模3、拉丝模4外径两者大小相差0.05～0.1mm。
当生产线停机，需要清理润滑模3和拉丝模4内腔的拉丝粉并检修润滑模3和拉丝模4时，需要将一体式压力模置于一个空心支架上部，且使一体式压力模的进线端朝下，然后对一体式模套1进行加热，润滑模3和拉丝模4便自动通过空心支架内落下，另外在加热过程中，一体式模套1、润滑模3和拉丝模4中需要清理的拉丝粉也会由于融化而自动脱落，不需要另外清理。
本实施例中，一体式模套1的材质选用45号钢，润滑模3和拉丝模4的模座的材质也选用45号钢，润滑模3和拉丝模4的模芯材质为硬质合金。45号钢简单易获取，有利于控制成本。另外本实施例中润滑模3和拉丝模4是将钢丝湿拉环节的不同型号的湿拉模具经过加工并组装为一体式压力模后运用到钢丝的中、粗拉环节，能够使湿拉模具的运用范围更广，同时可以减少车间使用模具的种类，同一种模具即便磨损后，经过修磨加工，可以陆续在后续多个环节继续使用，能够增加同一种模具的使用周期，大大减少模具的用量，降低生产成本，作为润滑模3的湿拉模具，由于其不参与拉拔，其使用寿命会更长。
本实施例中，优选地，润滑模3的内孔直径大于进线直径0.3mm～0.7mm，在这个范围内，直线运行的钢丝能方便地将模盒前端的适量的拉丝粉带入到压力模腔5内，使钢丝达到较好的涂粉量和涂粉效率。
本实施例中，在上述方案的基础上，更优选地，润滑模3的出线端与拉丝模4的进线端之间形成一个整体呈菱形的压力模腔5，当一体式压力模处在工作状态，由于钢丝的拉拔作用产生很大热量，压力模腔内的温度处于200度以上，使压力模腔5内环境为高温高压环境，压力模腔5内的高温高压下呈流态的拉丝粉沿压力模腔5的侧壁能形成冲刷钢丝的流动，经过流态的拉丝粉的冲刷，使钢丝表面的拉丝粉更均匀且厚度足够。
为了使压力模腔5的侧壁能形成冲刷钢丝的流动，可以使润滑模3的出线端设置为渐扩孔，拉丝模4的进线端起始位置设置为台阶孔，润滑模3出线端的渐扩孔的最下端的切线延长线与台阶孔的大孔的环形底面相交，台阶孔的环形底面为流态的拉丝粉提供横向的导流面以使其形成冲刷钢丝的流动，同时，由于导流面的阻力及压力模腔5内压力的变化，流态的拉丝粉能够在压力模腔5内形成涡流流动，进一步增加其与钢丝的接触，使有效涂粉效率可达100％；本实施例中台阶孔的小孔与其后端渐缩的喇叭状孔过渡连接，润滑模3的出线端设置为渐扩的锥形孔，其进线端设置为渐缩的喇叭状孔，润滑模3的进线端设置为渐缩孔可以在润滑模3的内腔内形成楔形效应，使钢丝产生压力润滑的效果。
如图2-图3，针对此种形式的压力模腔5，车间还在粗中拉工序中进行了跟踪使用试验，并对实验数据进行了整理分析，其中在中拉φ2.30-φ1.15(8道次)压力模具试验中得出，每百吨钢丝产量的模耗原先采用的单模形式的钨钢模具相比，下降一半以上，换模周期也由原来的4天变为8天，对比情况如下表：
| 模具 | 产量 | 模具使用量 | 模耗(个/百吨) |
| 压力模具 | 49.275 | 8 | 16.24 |
| 钨钢模具 | 40.00 |
成品钢丝色泽也好于单模形式的钨钢模具和组合式模具，其中，成品钢丝的不合格品对比如下表：
| 产量 | 下机轮数 | 不合格品数量 | 不合格率(轮/千) | |
| 压力模具 | 49.275 | 67 | 0 | 0.00 |
| 钨钢模具 | 3.00 |
使用本一体式模具进行的试验，产品的不合格品数量为零，总之，产品质量明显提升，虽然拉丝粉用量稍增，但拉丝粉价格便宜，成品钢丝的生产成本整体上下降较大，所以建议在其他工段继续推广试用。
本实施例中，具体地，润滑模3的出口锥角度控制在60-90度，出口锥高度7-8mm，润滑模的喇叭状孔的进口端直径与润滑模的出口锥的出口端直径比值为0.59～0.68，润滑模3的锥形孔端口直径与拉丝模4的渐缩的喇叭状孔端口直径相等，拉丝模4的喇叭状孔的进口端直径与出口端直径比值为8.6～9.0，以使流态的拉丝粉在压力模腔内的压力持续变化，从而利于拉丝粉对钢丝的润滑及利于钢丝将拉丝粉带出。
为了使压力模腔5的侧壁能形成冲刷钢丝的流动，需要使润滑模3的出线端的锥形口足够大，以与拉丝模4的进线端之间形成较大的压力模腔5，能够使钢丝在此处能够充分润滑，使其表面产生均匀的、足够厚的拉丝粉层，从而能够在拉拔过程中，尽可能的降低摩擦力，在拉丝模4出口处，还能将适量的拉丝粉带出，使带出的拉丝粉呈白色粉状，有效提高钢丝成品表面质量。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
上文中参照优选地实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种一体式压力模，其特征在于，包括：
润滑模；
拉丝模；以及
一体式模套，其内部设有装配润滑模和拉丝模的模腔，所述一体式模套的模腔内还设有限位拉丝模的拉丝模限位部；
其中，所述润滑模、拉丝模通过热装装配在一体式模套的模腔内，所述润滑模和拉丝模同轴设置，且润滑模位于拉丝模的进线端，所述润滑模的出线端与所述拉丝模的进线端之间形成压力模腔。
2.根据权利要求1所述的一体式压力模，其特征在于，所述拉丝模限位部为设置在所述一体式模套内侧的凸缘。
3.根据权利要求1所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的出线端端面与所述拉丝模的进线端端面接触，且所述拉丝模的进线端端面用于限制所述润滑模的轴向位置。
4.根据权利要求1所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的内孔直径大于进线直径0.3mm~0.7mm。
5.根据权利要求1所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的出线端与拉丝模的进线端之间形成一个整体呈菱形的压力模腔，当所述一体式压力模处在工作状态，所述压力模腔内的呈流态的拉丝粉沿压力模腔的侧壁能形成冲刷钢丝的流动。
6.根据权利要求5所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的出线端设置为渐扩孔，所述拉丝模的进线端起始位置设置为台阶孔，所述润滑模出线端的渐扩孔的最下端的切线延长线与所述台阶孔的大孔的环形底面相交，所述台阶孔的环形底面为流态的拉丝粉提供横向的导流面以使其形成冲刷钢丝的流动。
7.根据权利要求6所述的一体式压力模，其特征在于，所述台阶孔的小孔与其后端渐缩的喇叭状孔过渡连接。
8.根据权利要求7所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的渐扩孔端口直径与拉丝模的进渐缩的拉拔状孔端口直径相等。
9.根据权利要求6所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的出线端设置为渐扩的锥形孔，其进线端设置为渐缩的喇叭状孔。
10.根据权利要求9所述的一体式压力模，其特征在于，所述润滑模的出口锥角度控制在60-90度，出口锥高度7-8mm。
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