配模指南-拉丝配模四个步骤和关键数据计算方法

1.什么是拉丝配模？

拉丝配模是金属丝拉拔时根据坯料尺寸及金属丝尺寸确定拉拔道次、拉丝模模孔尺寸及形状的工作，也叫拉拔程序或拉拔路线的制定。可以分为单道次拉丝配模和多道次拉丝配模。

单道次拉丝配模指在一台拉丝机上每次拉拔时金属丝只通过一个模子的拉拔配模。

多道次拉丝配模指在一台拉丝机上金属丝同时连续通过几个或十几个模子的拉拔配模。它又分滑动式连续多道次拉丝配模和非滑动式连续多道次拉丝配模。

2.拉丝配模步骤和注意事项：

拉丝配模主要步骤包括以下4个步骤：

(1)选择坯料；

(2)确定中间退火次数；

(3)确定拉拔道次和分配道次延伸系数；

(4)配模校核。

拉丝配模过程中有以下3点注意事项：

(1)在保证拉丝过程稳定的条件下，充分利用金属的塑性和Zui少的拉拔道次达到提高拉拔生产率的目的；

(2)合理分配道次延伸系数，以获得的尺寸、正确的断面形状及良好的表面质量；

(3)配模参数与拉丝机的主要参数相适应。

下面就圆形断面金属拉丝和异型断面金属拉丝两种情况，具体介绍拉丝配模步骤和计算方法。

一、圆断面金属丝配模具体方法     

1.坯料选择:

坯料的尺寸和断面形状应根据成品金属丝要求的状态、尺寸精度、力学性能、金属丝尺寸系列化生产及坯料的生产方式等情况选择确定。圆丝的坯料一般为轧制、挤压及铸轧的盘条，也有采用连铸或锻造的坯料。

型丝的坯料，除了考虑尺寸大小外，还需考虑断面形状的相似性，以利于由坯料的断面形状逐步过渡到成品型丝断面形状的要求，如矩形丝选择矩形断面的坯料，双沟电车线选择圆形断面的线坯等。

2.确定中间退火次数:

在拉拔过程中明显发生加工硬化的金属及合金，需要进行中间退火，恢复塑性利于继续拉拔。对塑性好的如铜、铝等的粗线，可以不进行中间退火。中间退火次数n用下式确定：

                                                                            (1)

式中λσ为由坯料至成品丝的总延伸系数；为退火问的平均总延伸系数。

3.确定拉拔道次和分配道次延伸系数

拉拔道次n根据总延伸系数(无中间退火时)λσ或两次退火间的总延伸系数λt和道次平均延伸系数确定：

道次延伸系数分配分中间道次的延伸系数相等的及顺次递减的两种方案。前者适用于塑性好、变形硬化慢的金属及合金丝如铜、铝、白铜等丝的拉拔。后者适用于变形硬化快的金属及合金丝如黄铜等丝的拉拔。由于坯料的尺寸偏差、退火时或酸洗后坯料上有残留氧化皮等原因，第一道拉拔采用较小的延伸系数。为保证成品丝的尺寸精度及表面质量，成品道次及成品前道次，采用较小的延伸系数。在拉丝生产中，中间道次的延伸系数为1.25～1.50，成品道次的延伸系数为1.10～1.20．

4.配模校核

拉丝配模确定后应进行校核。对单道次拉丝配模，只需要校核道次安全系数是否合理及拉拔功率是否符合拉丝机的能力。对多道次拉丝配模，除校核道次安全系数外，需要校核道次延伸系数λn大于该道次相邻两卷筒的速比γn。对滑动式连续多道次拉丝，λn>γn是金属丝与卷筒间产生滑动、保证一定滑动率的必要条件。对非滑动式连续多道次拉丝，λn>γn在卷筒上有一定积丝，是保证正常拉拔过程的要求。k与以的比值矗称相对滑动系数，其值在1.02～1.10。为了减小金属丝与卷筒表面阃的磨损，τn值的常用范围为1.02～1.05。拉拔的金属丝的直径越细，τn值越向小值方向取值。

二、异形断面金属丝(型丝)配模具体方法    

型丝坯料的选择原则：

(1)拉拔的成品型丝的外形必须包括在坯料外形中，因为拉拔变形是断面缩小的变形；

(2)要求坯料的各部分尽可能受到相等的延伸变形；

(3)要求坯料与模孔各部分同时接触，使坯料的各部分金属均得到尽可能均匀的压缩，避免有未接触部分金属产生强迫变形，影响拉拔制品形状的性；

(4)坯料的尺寸应保证成品的力学性能和表面质量的要求。

确定拉拔道次及道次延伸系数分配时，把型丝的断面面积折算成圆形断面积，参考相同金属、相同断面积的圆丝配模，初步确定拉拔道次n及道次的延伸系数λn分配，计算出各道次的断面积fn。

由于在型丝拉拔过程中各道次不仅发生尺寸变化，而且同时发生坯料断面形状向成品断面形状的过渡，各道次模孔的断面形状和尺寸采用图解设计法确定，具体步骤为：

(1)先以l0～20倍或更大倍数分别作出与坯料和成品型丝断面积相应的、折算成相等圆面积的同心圆，然后在此二圆间，作与各道中间坯料面积相等的、折算成与各道中间坯料相对应的其他同心圆，此时各相邻同心圆的面积比等于相应道次的延伸系数。

(2)将坯料和成品断面形状图放大同样的倍数，把成品断面图置于坯料的断面图形内，且使两者的重心重合，成品断面轮廓图可以绕其重心在坯料轮廓图内转动确定合理的位置，使各道次拉拔过程中产生Zui小的不均匀变形。

(3)把成品断面形状轮廓线均分成数十等分，在坯料与成品断面形状轮廓线之间，由成品断面形状轮廓线的等分点向坯料断面形状轮廓线画出金属质点的假想流线。这些流线是与坯料及成品断面形状轮廓线相垂直的、长度Zui短的曲线。画假想流线的方法是：对成品断面外形轮廓曲线的曲率中心位于成品断面内部的部分上的流线，由外向内逐渐靠拢；而曲率中心位于成品断面外形轮廓线外部时，流线由外向内逐渐分开；在成品断面外形轮廓线上曲率大的部分，应在等分点间增画辅助流线，增加流线的密度。

(4)在金属流线上，根据所确定的道次直径减缩量的比例分段。把所有流线上相同道次的点用线连接起来，此连接线必须与金属流线构成正交网。这些连成的曲线就是各道次的坯料断面形状，即是各道模孔形状。

(5)对上述得到的各道次的坯料断面外形轮廓线进行修正和调整，使金属流线平稳、圆滑、在断面上分布均匀；修正金属流线与连线不相垂直的部分。

(6)复算各道次延伸系数，把各道次的坯料及成品断面轮廓线描画在同质纸上，采用剪纸称重法或数方格法，确定延伸系数。所得延伸系数的大小不应超过拉拔同质的相应圆断面丝的延伸系数值，否则应修正。

(7)计算道次拉拔力，校核拉拔安全系数及拉拔功率。