铜线拉丝眼模配比的探讨

摘要

本文探讨了铜线拉丝过程中眼模（拉伸模）的配比问题。通过分析线材拉伸的机理、模具设计的影响因素以及具体的配比方法，并结合实际的配模实例，旨在提出一套科学合理的眼模配比方案，以提高劳动生产率、延长模具使用寿命并节约生产成本。

关键词

铜线拉丝；眼模配比；模具设计；拉伸机理；机械减面率

引言

铜线拉丝是将金属线坯在模具中受拉力作用，发生塑性变形的一种压力加工方法。眼模（拉伸模）是实现这一过程的主要工具，其设计直接影响到产品的质量、成材率以及动能的消耗。因此，科学合理的眼模配比是确保铜线拉丝质量和效率的关键。

线材拉伸机理

线材拉伸时，金属在模孔内的流动速度呈现中间快、表面慢的现象。模角的大小直接影响线材的拉伸过程。如果模角太小，坯料与模具的接触面增加，导致拉伸力增大，设备动能消耗增加，且可能出现产品缩颈或拉断的现象。如果模角太大，单位正压力增大，润滑剂易从模孔中挤出，润滑条件恶化，影响产品质量。

模具设计的影响因素

1. 模角

模角的设计需要综合考虑拉伸力和润滑剂的作用，确保金属能够顺利通过模孔而不发生缩颈或拉断。

2. 应力状态

在拉伸过程中，金属处于三向体应力状态，其中轴向主拉应力逐渐增大，径向主压应力逐渐减小。为确保金属顺利拉伸，拉伸应力应小于金属的屈服极限。

3. 机械减面率

机械减面率是衡量拉丝机性能的重要指标，影响拉丝模具的排列尺寸。通常，拉丝机的技术参数中会标明其机械减面率。

眼模配比方法

1. 确定机械减面率

根据拉丝机的技术参数或拉丝塔轮的直径，计算出拉丝机的机械减面率。例如，标准的24模拉丝机的机械减面率通常为13%或15%。

2. 应用公式推算模具尺寸

根据机械减面率的公式（dn=d0/√(1-V-δ)），推出拉丝模具的排列尺寸。其中，dn为大模孔径，d0为小模孔径，V为机械减面率，δ为打滑系数（通常1%～2%）。

3. 配模实例

实例1：

假设初始线径d0=5.00mm，目标线径dn=0.20mm，采用标准的15%机械减面率，打滑系数δ取1.5%。

首先计算总的拉伸道次：

n = log(d0/dn) / log(1/(1-V-δ))

= log(5.00/0.20) / log(1/(1-0.15-0.015))

≈ 14.76（取整为15道次）

然后，根据机械减面率公式，逐道次计算模具孔径：

注意：实际操作中，还需考虑模具磨损、设备精度等因素，对计算结果进行适当调整。

4. 注意事项

在配模时，应尽量保持各道次的打滑率一致，这样可以延长塔轮的寿命并降低断线率。同时，模具的排列顺序应合理，避免突然改变减面率导致断线。

配模优化与调整

在前面的配模实例中，我们得到了从初始线径5.00mm到目标线径0.20mm的大致模具孔径序列。然而，在实际生产中，还需考虑以下因素进行进一步优化和调整：

实际操作中的注意事项

模具安装：在安装模具时，要确保模具孔与拉丝机的中心线保持一致，避免出现偏斜或晃动的情况。同时，还要检查模具的表面质量和尺寸精度，确保符合生产要求。
拉丝速度：拉丝速度的选择需要根据线材的材质、直径以及模具的孔径等因素综合考虑。过高的拉丝速度可能导致线材过热、断裂或模具磨损加剧；而过低的拉丝速度则会影响生产效率。
润滑管理：在拉丝过程中，要定期检查和更换润滑剂，确保润滑效果的稳定和可靠。同时，还要关注润滑剂的浓度和温度等参数，以便及时调整和优化润滑条件。