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1、学院专业班级学号姓名教 师：目录1 拉拔的基本概念2拉拔的特点3 基本方法4 实现拉拔的必要条件5 管材拉拔时的应力与变形6 拉拔力7 拉拔速度8 反拉力9 拉制品的残余应力及主要缺陷鹭譽1 拉拔的基本概念 :拉拔是指在外加拉力的作用下，使金属通过模孔以获得所需形状和尺寸制 品的塑性加工方法。一般在室温进行， 只有室温强度高、 塑性差的合金如 钨、锌等才加热； 是管、棒、型、线 的主要生产方法2 拉拔的特点 :1）制品的尺寸精确，表明光洁；2）工具和设备简单，维修方便；3）可连续高速生产小规格长制品；4）受安全系数 K 的限制，道次变形量小，简单断面型材也难一次成形 如：3 基本方法 :1）实
2、心材拉拔 截面为实心，如棒、型和线材拉拔2）空心材拉拔 截面为空心，如管和空心型材拉拔。4实现拉拔的必要条件:作用在制品上的拉应力小于材料的屈服极限。即二坯料制品模子七5K若定义：八若认为硬化后的by与 町接近，则有二bb为安全系数，则实现拉拔的必要条件是：安L全系数K 1。一般取K =1.4 2.0。本文以空拉管材为例介绍拉拔5管材拉拔时的应力与变形1）空拉：空拉：拉據时管坯內部不放 芯头，拉拔后壁厚略有变化， 主要目的是减径，又称诚径拉 扌鼠按目的不同有：减径空拉：目的是减径，主要用于中间道次，一般认为拉拔后壁厚不变； 整径空拉：目的是精确控制制品的尺寸，减径量不大（0.5 1）, 般在最
3、 后道次进行；定型空拉：目的是控制形状，主要用于异型管材拉拔，即用于圆截面向异型 截面过渡拉拔。2）应力应力状态：与圆棒拉拔时类似，即：周向、径向为 压，轴向为拉，但严丫 ，且有0刑 6。（内表面为自由表面，径向变形阻力小。应力状分布规律：入口 出口。外部5中心筝 外部V中心 外部A中心.轴向上：径向上：6b召3）变形（应变）应变状态：轴向延伸、周向压缩、径向可能是延伸、压缩或为o （不变）， 这取决于三个应力之间的关系。直观上看，轴向应力（拉）使壁变薄，周向应力ds&九（压）使壁变厚。从力学角度分析有：rr ，为瞬时的非负“ 二 2ql +Qe）的比例系数。又r r m 3 r 2 ，因此当
4、G r 9 l +）卫时，壁厚增加；当厂9 l +）f2时，壁厚不变；当 r al +ae时，壁厚增加；当0虫厶+ae时，壁厚不变；当07.6时，只增壁；当Do S0 3.6时，只减壁；当Do S0 =3.67.6时，随工艺参数的不同，可能增壁、减壁或壁厚不变。合金性能：合金越硬， l越大，增壁趋势越弱。道次加工率：越大， l越大，增壁趋势越弱。润滑：润滑时摩擦小， L 小,增壁趋势增加。总之，凡是使拉拔力增大的因素，均使增壁趋势减弱，减壁趋势增加。5）空拉纠正管坯偏心的作用挤压坯、斜轧穿孔坯往往是偏心的，在其后安排若干道次的空拉，可将偏心 纠正过来，原理是：A若同一圆周上的br分布均匀，则薄
5、壁处的b0大，因为ae是 使壁厚增加的因素，因此薄壁处增厚的多，直至壁厚均匀；B由于薄壁处的b0 大，因此薄壁处先发生塑性变形，产生轴向延伸， 结果在薄壁处产生轴向附加压应力，使壁增厚；厚壁处产生轴向附加拉应力，使 壁减薄，直至壁厚均匀，附加应力消失。注：当管坯偏心严重时，由于b0过大，此时不但不能纠正偏心，还会 导致管壁失稳而向内凹陷，尤其是管壁较薄时。6）空拉的特点A 能纠正偏心；B 适于小管、异型管以及盘管拉拔；C 拉拔力小，道次 加工率大； D 操作简单； E 制品内表面质量差、尺寸精度低。6 拉拔力拉拔力：作用于制品前端用以实现塑性变形的力。是选择设备吨位、校核 工具强度、确定合理拉
6、拔工艺规程的依据。1 影响拉拔力的因素1）合金性能：强度高，拉拔力大；2）变形程度：变形程度大，拉拔力大；3）模角：与挤压类似，存在一最佳模角，其值为 69。4）摩擦与润滑：润滑时，摩擦系数小，拉拔力小。7 拉拔速度当速度v5m/min时，拉拔力随速度的升高而升高；当速度在6 50 m/min 时，拉拔力随速度的升高而降低；再增加速度，拉拔力变化不明显。8 反拉力反拉力对拉拔力和模壁压力的影响如图。随反拉力的增加，模壁压力下 降，但拉拔力开始不变，直到Q值增加到Qc （称为临界反拉力）后才开始升 高。因此，采用反拉力小于临界反拉力值进行拉拔是有利的，体现在：在不增加 能量消耗的情况下，可减小模
7、孔的磨损。9 拉制品的残余应力及主要缺陷1）残余应力的危害A 导致某些合金制品如黄铜产生应力腐蚀；B 导致制品在放置和使用过程中逐渐改变尺寸和形状；C 继续机加工时，若残余应力不是对称消失，则导致制品变形、弯曲。2）残余应力的消除A 根本措施是消除不均匀变形，如减小摩擦、选择适当的模角等；B 矫直加工；辊式矫直：仅表面变形，产生一封闭压力层，使边部的拉残余应力减 小或消除；张力矫直：施加拉力，使制品产生13的拉伸变形，有残余拉应力 的外层先进入塑性状态，进而产生压副应力；C 低温退火，仅使金属发生回复。3）拉制品的主要缺陷（1） 中心裂纹A 特征：存在于内部；呈月牙形周期性分布；由变形区入口向
8、出口越来越大; 严重时表面出现细颈。B 原因：棒材拉拔时，中心的轴向拉应力大于边部的轴向拉应力，因此中心 易出现裂纹且呈月牙形。又由于轴向拉应力越向出口越大，因此裂纹一旦出现就 越来越长、越来越宽。由于裂纹的形成是能量的积聚和释放的过程，即拉应力达到一定值时，裂纹 就出现，而裂纹的出现又使拉应力得到释放（降低），因此裂纹扩展道一定程度 后即停止。随着变形过程的进行，又会出现第二条裂纹，呈周期性。此外，拉拔坯料一般来源于挤压，而挤制品的外层强度高、中心强度低，这 也是中心易出现裂纹的原因。（2）表面裂纹A 特征：存在于表部；呈月牙形周期性分布，又称三角口。 B 原因：不均匀变形使表面产生拉副应力导致的。
金属拉拔工艺的基本概念
