一種拉拔油循環(huán)裝置及微正壓拉拔模具機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于金屬材料制備與加工領(lǐng)域。特別涉及金屬材料在拉拔塑性形變時(shí)表面油膜的形成和油膜的作用，以及油膜對(duì)拉拔金屬表面質(zhì)量的影響。
【背景技術(shù)】
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[0002]傳統(tǒng)拉拔工藝是指在外加拉力作用下，使金屬工件通過(guò)孔型模具以獲得所需形狀和尺寸制品的塑性形變加工方法。金屬拉拔是壓縮變形和拉伸變形共同作用下的塑性形變過(guò)程，冷拔成型是制備金屬線材、管材的主要方法。近些年來(lái)出現(xiàn)了一些新拉拔工藝，如反張力拉拔、輥式模拉拔、超塑性無(wú)模拉拔、超聲波振動(dòng)拉拔等。
[0003]拉拔過(guò)程形成滑動(dòng)摩擦，所產(chǎn)生的摩擦阻力對(duì)拉拔質(zhì)量、拉拔精度和拉拔速度有很大的影響。拉拔實(shí)心金屬時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題有:表面裂紋、中心裂紋、起皮、麻坑、起刺、內(nèi)外層機(jī)械性能不均勻等；拉拔空心金屬時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題有:表面劃傷、皺折、彎曲、偏心、裂紋、斷頭等。因此，減小拉拔所產(chǎn)生的摩擦阻力是改善和提升拉拔質(zhì)量、拉拔精度和拉拔速度的主要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明涉及一種金屬拉拔形變的強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)制，如圖1所示，該潤(rùn)滑循環(huán)系統(tǒng)101包括了強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)10，盛有潤(rùn)滑介質(zhì)60的工作容器20，潤(rùn)滑介質(zhì)儲(chǔ)存箱30，潤(rùn)滑介質(zhì)循環(huán)栗40，潤(rùn)滑循環(huán)連接管路50，拉拔金屬工件70和經(jīng)拉拔的金屬工件71。
[0005]本發(fā)明所涉及的強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)10，其特征在于金屬拉拔經(jīng)由強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)10完成塑性形變過(guò)程。如圖2所示，強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)10置于盛有潤(rùn)滑介質(zhì)60的工作容器20中，工作容器中的潤(rùn)滑介質(zhì)表面高于被拉拔金屬70的外表面，工作容器20中的潤(rùn)滑介質(zhì)可以在循環(huán)系統(tǒng)控制下通過(guò)連接管路50自動(dòng)添加也可以人工添加。
[0006]如圖3所示，強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)10是由模具基座7和模芯I配裝組成。模具基座7內(nèi)設(shè)有前止口 8、后止口 9，模芯I裝配在模具基座7上由前止口 8和后止口 9限位并由法蘭5及法蘭螺栓6將其固定。模芯I由模具2和增壓套3配裝組成，模具2裝配在模芯I的前端，增壓套3在模芯I的后端。增壓套由增壓區(qū)4和增壓套腔體構(gòu)成，增壓套3的前端為增壓區(qū)后端為腔體，模具2和增壓套3以及增壓區(qū)4的中心保持在同一水平線上。增壓區(qū)內(nèi)積聚有微正壓的潤(rùn)滑介質(zhì)60，增壓區(qū)的容積與潤(rùn)滑介質(zhì)壓力成反比。
[0007]強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)10的工作原理是高速拉拔初始時(shí)，少部分潤(rùn)滑介質(zhì)以一定的粘度或粒度隨被拉拔金屬工件進(jìn)入模具，經(jīng)過(guò)模具后潤(rùn)滑介質(zhì)積聚在增壓套腔體內(nèi)的增壓區(qū)，增壓區(qū)的幾何形狀因被拉拔金屬的形狀而異，如金屬形狀為圓形時(shí)增壓區(qū)為喇叭狀。增壓區(qū)的容積與潤(rùn)滑介質(zhì)壓力成反比，潤(rùn)滑介質(zhì)在增壓區(qū)積聚后形成正壓力，壓力范圍約為
0.15MPa?0.3MPa。在一定的拉拔工況條件下，設(shè)計(jì)合理的增壓區(qū)形狀以及控制增壓區(qū)的容積可以調(diào)制上述正壓力的范圍。在金屬工件連續(xù)拉拔的過(guò)程中潤(rùn)滑介質(zhì)在壓力的作用下被強(qiáng)制壓入金屬工件與模具之間，在金屬表面與模具內(nèi)壁之間形成油膜，油膜厚度與拉拔速度及增壓區(qū)的壓力有關(guān)，控制適當(dāng)?shù)挠湍ず穸炔⒃谟湍さ母綦x和潤(rùn)滑作用下，金屬表面與模具內(nèi)壁在模具工作區(qū)可形成非直接接觸，使拉拔所產(chǎn)生的摩擦力趨近于零，從而顯著改善了金屬拉拔形變的工藝條件，較大幅度地提高了金屬拉拔形變的表面質(zhì)量。
[0008]金屬拉拔模具的通用結(jié)構(gòu)是由入口區(qū)、工作區(qū)(又稱壓縮區(qū))、定徑區(qū)、出口區(qū)組成，金屬拉拔形變時(shí)的潤(rùn)滑介質(zhì)依附在金屬工件的表面經(jīng)由模具入口區(qū)進(jìn)入工作區(qū)，形成的油膜對(duì)金屬工件表面潤(rùn)滑，減小了金屬表面與模具內(nèi)壁的摩擦力。金屬工件70經(jīng)過(guò)上述潤(rùn)滑模具系統(tǒng)精密拉拔后，在潤(rùn)滑介質(zhì)中繼續(xù)通過(guò)設(shè)在強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)尾端的尼龍防擦套裝置11后導(dǎo)出強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)10。
【附圖說(shuō)明】
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[0009]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0010]圖1為本發(fā)明潤(rùn)滑循環(huán)回路系統(tǒng)101示意圖，其中包括:1、強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)單元10 ;
2、潤(rùn)滑介質(zhì)工作容器單元20 ;3、潤(rùn)滑介質(zhì)儲(chǔ)存箱單元30 ;4、潤(rùn)滑介質(zhì)循環(huán)栗單元40 ;5、潤(rùn)滑循環(huán)連接管路單元50 ;6、潤(rùn)滑介質(zhì)60 ;7、拉拔前的金屬工件70 ;8、拉拔后的金屬工件71。
[0011]圖2為本發(fā)明潤(rùn)滑介質(zhì)工作容器20及強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)10的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0012]圖3為強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)10結(jié)構(gòu)剖面圖，其中包括:1、模芯I;2、模具2 ;3、增壓套3 ;
4、增壓區(qū)4 ;5、模具基座7 ;6、模具基座前止口 8 ;7、模具基座后止口 9 ;8、尼龍防擦套裝置11 ;9、法蘭螺栓6 ;10、法蘭5。
【具體實(shí)施方式】
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[0013]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。在此應(yīng)理解為這些實(shí)施例以及提供的數(shù)據(jù)是用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體試驗(yàn)或生產(chǎn)的工況條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0014]實(shí)施例:一種金屬拉拔形變的強(qiáng)制機(jī)制，具體涉及潤(rùn)滑循環(huán)回路系統(tǒng)101。潤(rùn)滑介質(zhì)儲(chǔ)存于儲(chǔ)存箱30中，由循環(huán)栗40將潤(rùn)滑介質(zhì)經(jīng)循環(huán)連接管路50添加到潤(rùn)滑介質(zhì)工作容器20中。由模具基座7和模芯I組成的強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)10鑲嵌在潤(rùn)滑介質(zhì)工作容器20中，拉拔模芯I裝配在模具基座7上經(jīng)前止口 8和后止口 9限位，再經(jīng)由法蘭5及法蘭螺栓6將其固定。拉拔模具2裝配在拉拔模芯I的前端，后端為增壓套3，拉拔模具2、增壓套及增壓區(qū)4的中心保持在同一水平線上。
[0015]金屬工件經(jīng)過(guò)防刮擦密封套后進(jìn)入潤(rùn)滑介質(zhì)工作容器20中，并完全沉浸于潤(rùn)滑介質(zhì)中。金屬工件經(jīng)過(guò)拉拔模具時(shí)發(fā)生塑性形變，依附在金屬工件表面的潤(rùn)滑介質(zhì)隨工件一起經(jīng)模具入口區(qū)進(jìn)入模具的壓縮區(qū)，附著在工件表面的潤(rùn)滑油膜對(duì)壓縮形變時(shí)的工件表面與模具內(nèi)壁起到潤(rùn)滑隔離作用，減小了工件表面與模具內(nèi)壁的摩擦力。隨后，金屬工件經(jīng)模具定徑區(qū)定型后經(jīng)模具出口區(qū)至增壓套的增壓區(qū)，增壓區(qū)內(nèi)積聚的微正壓(0.15MPa?
0.3MPa)潤(rùn)滑介質(zhì)60全面覆蓋經(jīng)由定型區(qū)和出口區(qū)進(jìn)入增壓套的金屬工件。拉拔形變后的金屬工件經(jīng)由模具基座后端口的尼龍防刮擦封套裝置11后離開(kāi)強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)10，再經(jīng)防刮擦密封套后離開(kāi)潤(rùn)滑介質(zhì)工作容器20，完成強(qiáng)制潤(rùn)滑下金屬拉拔的塑性形變過(guò)程。
[0016]上述實(shí)例僅為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟知此技術(shù)原理的人士能夠充分了解本
【發(fā)明內(nèi)容】
并據(jù)以實(shí)施，不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換、裝飾或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)，其特征在于強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)是由模具基座和模芯組成，模芯是由模具和增壓套組成，強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)置于盛有潤(rùn)滑介質(zhì)的容器中，容器中的潤(rùn)滑介質(zhì)表面高于被拉拔金屬的外表面，潤(rùn)滑介質(zhì)由循環(huán)栗回路自動(dòng)添加或由人工添加。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)，其模具基座內(nèi)設(shè)有前止口和后止口，模芯裝配在模具基座上由前止口和后止口限位并由法蘭及法蘭螺栓將其固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具裝配在模芯的前端，后端為增壓套，增壓套內(nèi)前端為增壓區(qū)后端為腔體，增壓區(qū)內(nèi)積聚有微正壓的潤(rùn)滑介質(zhì)，增壓區(qū)的幾何形狀因被拉拔金屬的形狀而異，增壓區(qū)的容積與潤(rùn)滑介質(zhì)壓力成反比，模具、增壓套及增壓區(qū)的中心在同一水平線上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬拉拔的強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)，其特征在于由強(qiáng)制潤(rùn)滑模具機(jī)構(gòu)完成金屬拉拔的塑性形變。高速拉拔時(shí)，具有一定粘度的潤(rùn)滑介質(zhì)隨拉拔金屬工件經(jīng)過(guò)模具，潤(rùn)滑介質(zhì)隨后積聚在增壓套腔體以及腔體內(nèi)的增壓區(qū)，增壓區(qū)的幾何形狀因被拉拔的金屬形狀而異，潤(rùn)滑介質(zhì)在增壓區(qū)積聚后形成正壓力。在連續(xù)拉拔過(guò)程中，潤(rùn)滑介質(zhì)在壓力作用下被強(qiáng)制壓入金屬與模具之間，在金屬表面與模具內(nèi)壁之間形成油膜，并在油膜的潤(rùn)滑作用下，金屬表面與模具內(nèi)壁在模具的壓縮區(qū)和定徑區(qū)非直接接觸，從而減小了拉拔摩擦力，顯著改善了金屬塑性形變的工藝條件，大幅度提高了金屬經(jīng)拉拔形變的表面質(zhì)量。
【IPC分類】B21C3/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105195538
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510638215
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】艾洛益(杭州)材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月28日