拉拔力教学课件.ppt

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1、拉拔力拉拔力主要主要内容内容：影响拉拔力的因素分析；拉拔：影响拉拔力的因素分析；拉拔力计算。力计算。重点重点：拉拔力计算。：拉拔力计算。难点难点：正确选择拉拔力计算式，并合理：正确选择拉拔力计算式，并合理选择和确定有关参数。选择和确定有关参数。目的和要求目的和要求：根据影响拉拔力的各种因：根据影响拉拔力的各种因素分析结果，能够正确选用有关拉拔力计素分析结果，能够正确选用有关拉拔力计算式，计算各种情况下拉拔力。算式，计算各种情况下拉拔力。10.1影响拉拔力的主要因素影响拉拔力的主要因素 （1）被加工金属性质的影响）被加工金属性质的影响 抗拉强度越大，拉拔力越大。抗拉强度越大，拉拔力越大。10.1

2、影响拉拔力的影响拉拔力的主要因素主要因素（2）变形程度的影）变形程度的影响响 随着断面随着断面减缩率的增加，拉减缩率的增加，拉拔力增大。拔力增大。10.1影响拉拔力的主要因素影响拉拔力的主要因素（3）模角的影响）模角的影响 随着模角变化，拉拔应力发生变随着模角变化，拉拔应力发生变化。模角小，接触面积增加，拉拔应力化。模角小，接触面积增加，拉拔应力增大；模角大，剪切变形增大，润滑条增大；模角大，剪切变形增大，润滑条件变差，也使拉拔应力增大件变差，也使拉拔应力增大。因此，存在着一个拉拔力的最小值，其相因此，存在着一个拉拔力的最小值，其相应的模角称为最佳模角。一般认为是应的模角称为最佳模角。一般认为

3、是69，管材模为，管材模为1112。最佳模角大小与变形程度有关。最佳模角大小与变形程度有关。（4）拉拔速度的影响）拉拔速度的影响 拉拔速度的影响与变形抗力、摩拉拔速度的影响与变形抗力、摩擦系数、变形热等有关。擦系数、变形热等有关。在低速（在低速（5m/min以下）拉拔时，以下）拉拔时，随着拉拔速度增加，变形抗力升高，拉随着拉拔速度增加，变形抗力升高，拉拔应力增大。拔应力增大。在较高速度（在较高速度（650m/min）拉拔时，随）拉拔时，随着拉拔速度增加，虽然变形抗力升高，着拉拔速度增加，虽然变形抗力升高，但变形热又使变形区内的金属产生软化，但变形热又使变形区内的金属产生软化，使变形抗力降低；同

4、时，也有助于润滑使变形抗力降低；同时，也有助于润滑剂带入模孔，减小摩擦，减小拉拔力。剂带入模孔，减小摩擦，减小拉拔力。图图10-4是是拉拔钢丝时的实验曲线，拉拔钢丝时的实验曲线，当拉拔速度超过当拉拔速度超过1m/s时，拉拔力急剧下时，拉拔力急剧下降；当拉拔速度超过降；当拉拔速度超过2m/s后，拉拔力变后，拉拔力变化较小。化较小。图图10-4 拉拔力与拉拔速度的关系曲线拉拔力与拉拔速度的关系曲线 （5）摩擦及润滑的影响）摩擦及润滑的影响 摩擦系数越大，所需要的拉拔力越大。摩擦系数越大，所需要的拉拔力越大。模具材料越硬、抛光越良好，金属越不模具材料越硬、抛光越良好，金属越不容易粘结工具，摩擦力就越

5、小。容易粘结工具，摩擦力就越小。一般的润滑方法所形成的润滑膜较薄，一般的润滑方法所形成的润滑膜较薄，未脱离边界润滑的范围，其摩擦力仍较未脱离边界润滑的范围，其摩擦力仍较大。如果采用流体动力润滑方法，就可大。如果采用流体动力润滑方法，就可使润滑膜增厚，实现液体摩擦，降低拉使润滑膜增厚，实现液体摩擦，降低拉拔力。拔力。图图10-510-5是是拉拔管材时，采用双模拉拔管材时，采用双模实现外表面流体动力润滑的示意图。实现外表面流体动力润滑的示意图。图图10-5 流体动力润滑示意图流体动力润滑示意图 （6）反拉力的影响）反拉力的影响 反拉力对拉拔力的影响如图反拉力对拉拔力的影响如图10-3所示。所示。图

6、图10-3 反拉力对拉拔力及模子压力的影响反拉力对拉拔力及模子压力的影响 反拉力的影响是两方面的。随着反拉反拉力的影响是两方面的。随着反拉力力Q的增加，一方面，拉拔力的增加，一方面，拉拔力Pq逐渐增加；逐渐增加；另一方面，模壁受到的压力另一方面，模壁受到的压力Mq近似直线近似直线下降，使摩擦力减小，又使拉拔力减小。下降，使摩擦力减小，又使拉拔力减小。因此，就会存在一个临界反拉力因此，就会存在一个临界反拉力Qc。在反拉力达到临界反拉力之前，对。在反拉力达到临界反拉力之前，对拉拔力无影响。当反拉力超过临界反拉拉拔力无影响。当反拉力超过临界反拉力值后，将改变塑性变形区内的应力分力值后，将改变塑性变形

7、区内的应力分布，使拉拔力增大。布，使拉拔力增大。（7）振动的影响）振动的影响 对拉拔模具施以振动，可以显著降对拉拔模具施以振动，可以显著降低拉拔力，继而提高道次加工率。低拉拔力，继而提高道次加工率。（1）在高频振动下，拉拔应力减小是由）在高频振动下，拉拔应力减小是由于变形区的变形抗力降低引起的。晶格缺于变形区的变形抗力降低引起的。晶格缺陷区吸收了振动能，使位错势能提高和为陷区吸收了振动能，使位错势能提高和为了使这些位错移动所需要的剪切应力减小。了使这些位错移动所需要的剪切应力减小。（2）在低频和高频轴向振动下，模子和）在低频和高频轴向振动下，模子和金属接触面周期性的脱开使摩擦力减小。金属接触面

8、周期性的脱开使摩擦力减小。（3）振动模对金属的频繁打击。）振动模对金属的频繁打击。（4）振动使得在某些瞬间模具相对于工振动使得在某些瞬间模具相对于工件超前运动而产生一个促使工件运动的件超前运动而产生一个促使工件运动的正向摩擦力。正向摩擦力。（5）超声波振动导致工件温度升高，使超声波振动导致工件温度升高，使得变形抗力下降。得变形抗力下降。（6）模具与工件脱离接触使得润滑剂易模具与工件脱离接触使得润滑剂易于进入接触面，从而提高了润滑效果，于进入接触面，从而提高了润滑效果，减小了摩擦。减小了摩擦。（7 7）拉拔力的降低主要是由于模具振动）拉拔力的降低主要是由于模具振动而产生的冲击力所造成（如图而产生

9、的冲击力所造成（如图10-410-4）。）。图图10-4 模具震动引起接触情况的变化模具震动引起接触情况的变化 a-无振动时；无振动时；b-振动脱离接振动脱离接触；触；c-震动产生冲震动产生冲击击 10.2拉拔力拉拔力计算计算LY12棒材，坯料棒材，坯料50mm退火，拉前退火，拉前40mm，拉后，拉后35mm，模角，模角=12，定，定径带长度径带长度3mm，摩擦系数，摩擦系数0.09，试求，试求P1。10.2拉拔力计算拉拔力计算10.2.1棒材拉拔力计算棒材拉拔力计算 （1）加夫里连柯算式）加夫里连柯算式 P=s均均(F0-F1)(1+fctg)(圆棒圆棒)P=s均均(F0-F1)(1+Afc

10、tg)(非圆棒非圆棒)式中：式中：s均均拉拔前后金属屈服极限算术拉拔前后金属屈服极限算术 平均值，可取平均值，可取b均均 s均均 ；F0、F1制品拉拔前后断面积；制品拉拔前后断面积；A制品周长与等圆断面周长之比；制品周长与等圆断面周长之比；f摩擦系数；摩擦系数；模角。模角。（2）彼得洛夫计算式）彼得洛夫计算式 P=s均均F1(1+fctg)ln 式中：式中：延伸系数延伸系数,=F0/F1。10.2.2管材拉拔力计算管材拉拔力计算10.2.2.1 空拉空拉 （1）阿利舍夫斯基计算式）阿利舍夫斯基计算式 P=1.2b均均 F1 式中式中:=(tg+f)/(1-f tg)tg =1-F1/F0 (道

11、次加工率道次加工率)（2）叶麦尔亚涅恩科计算式）叶麦尔亚涅恩科计算式 a、当、当S/D0.05时时:P=1.1 b均均EF1 b、当、当S/D0.05时时:P=1.2 b均均EF1 式中：式中：E=(tg+f)/(1-f tg)tg 1-f/；断面减缩率，断面减缩率，=(1-F1/F0)100%。10.2.2.2固定短芯棒拉拔固定短芯棒拉拔 （1）阿利舍夫斯基计算式）阿利舍夫斯基计算式 P=1.05b均均1 F1 式中式中:1=(tg+f)/(1-f tg)tg+Cf/tg；C拉拔前后管材的平均直拉拔前后管材的平均直径之径之 比，比，C=D0均均/D1均均。（2）叶麦尔亚涅恩科计算式）叶麦尔亚

12、涅恩科计算式 P=1.05 b均均E1F1 式中式中:E1=(tg+f)/(1-f tg)tg +af/tg a=(D1-S1)/(D1-2S1)D1、S1分别为管材的外径、壁厚。分别为管材的外径、壁厚。10.2.2.3长芯杆拉拔长芯杆拉拔 叶麦尔亚涅恩科计算式叶麦尔亚涅恩科计算式 P=1.75 b均均E2F1 式中式中:E2=(tg+f)/(1-f tg)tg -af/tg 10.2.2.4 游动芯头拉拔游动芯头拉拔 P=F11.6s均均a(F0/F1)ln 式中式中:a=(tg+f1)/(1-f1 tg)tg f2d1/(D1tg)f1、f2管材与模子、芯头间摩擦系数；管材与模子、芯头间摩擦系数；s均均拉拔前后金属真实屈服极拉拔前后金属真实屈服极限平限平 均值；均值；D1、d1拉拔后管材的外径、内径。拉拔后管材的外径、内径。小结小结 本章除了教材上的拉拔力计算式外，本章除了教材上的拉拔力计算式外，又介绍了几个有关计算式，关键是如何根又介绍了几个有关计算式，关键是如何根据拉拔的具体条件，正确的选择相应的算据拉拔的具体条件，正确的选择相应的算式及确定有关参数。式及确定有关参数。