線材拉制是利用材料的塑性來實現(xiàn)線材拉伸變細的一種機械操作。這一工藝過程通常稱為拉制、拉線、拉絲或拉撥等。
用于這種目的的機械可能是直接的或積累的,這種機械設(shè)備通常叫做拉線機、拉絲機、拉絲臺等,它包括一系列固定的拉線模,在每個拉線模之間安置導輪以使導線保持一定的張力,拉線機把導線拉過拉線模,最終的拉線操作是由一個拉線模后面所施加的力來完成的,之后把拉過的線材收到線盤上。
1、拉線機的分類
拉線機的分類方法很多。按模具數(shù)量分:單模拉線機和多模拉線機;按工作特性分:可分為滑動式拉線機和非滑動式拉線機;按鼓輪形狀分:塔式鼓輪拉線機、錐式鼓輪拉線機及圓柱形鼓輪拉線機;按潤滑方式分:噴射式拉線機和侵入式拉線機;按拉線根數(shù)分:單頭拉線機、多頭拉線機;按拉制線徑分:巨拉機、大拉機、中拉機、小拉機、細拉機、微拉線機。
在生產(chǎn)中習慣上常以單模拉線機、多模拉線機來分。多模拉線機包括滑動式拉線機及非滑動式拉線機。拉線機分類方法如下圖所示:
在JB/T 5824-2008標準中,對拉制設(shè)備的類別、系列、型式的名稱代號進行了詳細的規(guī)定,如下表:
實際工作中我們看到的拉線機型號與國家標準規(guī)定可能有所不同,一些國外公司生產(chǎn)的拉線設(shè)備不采用我國的型號,而采用他們本公司的型號。
2、各類拉線機的特性
為了提高制線生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效果,制線裝備的發(fā)展具有重要的作用。制線裝備的發(fā)展與導體原材料、制桿、制線工藝和模具、潤滑、過濾等輔助系統(tǒng)的發(fā)展密切相關(guān)。幾十年來制線裝備一直在沿著高效、高品質(zhì)、多工序組合一條龍生產(chǎn)和實用化的總方向發(fā)展。
(一)單模拉線機
線材從拉線機進線到出線,只通過一只模子的稱單模拉線機。這種拉線機通常采用錐形鼓輪。分兩類:
1、臥式單模拉線機
拉線鼓輪是臥式放置。鼓輪既是拉制動力來源,又起儲線作用。
2、立式單模拉線機
拉線機有垂直放置的錐形鼓輪,配備有起吊線圈的吊架(卸料裝置)。
以上兩種型式的拉線機,其拉線鼓輪起牽引和收線,因而線材表面質(zhì)量常受一定影響。為改善這種情況,有一種帶收線裝置單模拉線機,它在鼓輪后面加一個收線裝置。
單模拉線機雖然結(jié)構(gòu)簡單,容易制造和改造,但拉伸速度慢,占地面積較大,勞動強度大,生產(chǎn)效率低。目前一般用于粗、大拉直徑短尺寸的圓線,型線及棒材和拉伸速度慢的高強度合金線,以及韌煉工序相當多,甚至拉一次即應(yīng)韌煉的低塑性、加工率不大的線材。
(二)多模拉線機
由于單模拉線機的生產(chǎn)率低,所以在現(xiàn)代化車間里多采用多模拉線機。其特點是總加工率大,拉伸速度高,自動化程度高。
多模拉線機是線材通過幾個規(guī)格逐漸減小尺寸的模子和其后的拉線鼓輪,而實現(xiàn)拉伸的拉線機。拉伸的道數(shù)可根據(jù)被拉伸的材料所能允許的總延伸系數(shù)、最終尺寸以及所要求的制品的機械性能來確定。
多模拉線機可以分為滑動式拉線機和非滑動式連續(xù)拉線機。
1、滑動式連續(xù)拉線機
滑動式連續(xù)拉線機拉線時鼓輪圓周速度B大于線材拉伸速度V,并以此而產(chǎn)生的摩擦力,曳引線材拉過模子的多模拉制機。這種拉線機按鼓輪的位置和形狀劃分有圓柱形鼓輪的拉線機和塔形鼓輪的拉線機。
(1)圓柱形鼓輪拉線機這種拉線機多數(shù)是臥式的,特點是各個拉線鼓輪的直徑相等,且呈直線排列,主要拖動形式為一個電動機帶動各拉線鼓輪。
它的優(yōu)點是穿模方便,停車后可以測量各道次的線材尺寸,以便控制拉伸過程,其缺點是拉線機的機身較長,因此模子數(shù)一般不多于13個,為了克服這個缺點,現(xiàn)有將鼓輪排列成二層的拉線機,對大型拉線機還有層套式結(jié)構(gòu)的拉線鼓輪,即一根軸上有2~3只圓形拉線鼓輪。
(2)臥式塔形鼓輪拉線機
這種拉線機是滑動式拉線機中應(yīng)用廣泛的拉線機。塔形鼓輪結(jié)構(gòu),按其塔級多少可分為二級拉線鼓輪和多級拉線鼓輪,目前國內(nèi)外中小拉線機大多采用這種形式的鼓輪。
滑動式拉線機優(yōu)點是總的延伸系數(shù)高,加工率大;拉伸速度高,產(chǎn)量大;易于實現(xiàn)自動化、機械化;線材與鼓輪間存在著滑動等。
滑動式拉線機的缺點是拉線過程中,為了克服線材所產(chǎn)生的摩擦力,要消耗很多功;由于線材在鼓輪上滑動,對表面磨損很大;拉線過程中對配模要求嚴,模具孔徑稍有差異,就可能斷線,所以限制了這種拉線機的應(yīng)用。根據(jù)以上特點,滑動式多模拉線機主要適用于拉伸圓斷面線材和拉力較大、表面耐磨的低強度金屬及其合金的線材,即塑性好、總加工率較大和高速度變形金屬線材。
2、非滑動式連續(xù)多模拉線機
非滑動式拉線機是線材與鼓輪之間沒有相對滑動的多模拉線機。在進行非滑動多模拉伸時,線材一次拉伸后,繞在拉線鼓輪上,中間鼓輪起著雙重作用,既起著拉伸鼓輪的作用,又起著使線材自動地離開鼓輪到下一個模子去的放線作用。
非滑動式拉線機一般分為儲線式非滑動拉線機及直線式非滑動式拉線機。
(1)儲線式(積蓄式)非滑動拉線機
使用這種拉線機,被拉線材和拉線鼓輪之間不產(chǎn)生滑動現(xiàn)象,線材除了在鼓輪上繞一定圈數(shù)外,還需在鼓輪上儲存更多的一些線圈,以防止由于延伸系數(shù)和鼓輪轉(zhuǎn)速可能發(fā)生變化,引起各鼓輪間秒體積的不等,造成活套張力的變化。這種拉制機有5、6、8、10模拉線機,但較多的是8、10模拉線機。
儲線式拉線機的特點:
①拉伸時,線材將可能受扭轉(zhuǎn),所以不能拉異型線材。
②由于拉線行程復雜,不能高速拉伸,一般速度是不大于12m/s。
③由于拉伸因素難以考慮周全,常會發(fā)生張力和活套緊張,不適用于細線拉伸。
④由于鼓輪與線材之間無滑動,鼓輪和線材表面都不易磨損,適用于抗張力不大、抗磨性差的金屬線材的拉制,如鋁線。
⑤結(jié)構(gòu)簡單,容易制造,投資少。
⑥線材在每個中間鼓輪上都有儲存,當中間某個鼓輪停止轉(zhuǎn)動時,其它鼓輪仍可在短時間內(nèi)照常工作。
(2)直線式非滑動式拉線機
這種形式的拉線機,線材與鼓輪之間無滑動。為了使拉伸時鼓輪與拉線的速度相等,采用了自動調(diào)整裝置,不允許任何一個中間鼓輪上有線材的積累和減少。
直線式拉線機有兩種形式:
①連續(xù)活套式非滑動式拉線機:其主要特點是在拉伸過程中鼓輪速度可借張力輥自動調(diào)整,并且借一平衡桿的彈簧來建立反拉力;每個鼓輪均由單獨電機帶動,并且轉(zhuǎn)數(shù)可以自動調(diào)節(jié)。
②連續(xù)直線式非滑動拉線機:這種拉制機沒有更多的線材繞在(6~10圈)鼓輪上,可減少線材和鼓輪之間相對滑動。
直線式非滑動式拉線機,主要適用拉制高強度線材、鋁型線等。