阅读说明：本技术 一种拉丝模具检验装置及检验方法和修整方法 (Wire drawing die inspection device, inspection method and trimming method ) 是由 陈飞 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种拉丝模具检验装置及检验方法和修整方法,装置部分包括用于夹持丝材端部的夹持装置和用于牵引丝材在拉丝模具内匀速运动的拉拔装置；另外本发明还公开相应的检验方法和修整方法,本发明能够简单、直观、准确地检验拉丝模具的产品质量,并有利于对不合格拉丝模具产品进行修整,大大提高了检验效率和修整效率。(The invention discloses a wire-drawing die inspection device, an inspection method and a trimming method, wherein the device part comprises a clamping device for clamping the end part of a wire and a drawing device for drawing the wire to move at a constant speed in a wire-drawing die; in addition, the invention also discloses a corresponding inspection method and a corresponding trimming method, and the invention can simply, visually and accurately inspect the product quality of the wire-drawing die, is favorable for trimming unqualified wire-drawing die products and greatly improves the inspection efficiency and the trimming efficiency.)

一种拉丝模具检验装置及检验方法和修整方法

技术领域

本发明涉及金属丝材生产技术领域，具体地指一种拉丝模具检验装置及检验方法和修整方法。

背景技术

拉拔是金属压力加工方法之一，拉拔加工特点是：在拉力作用下，使截面积较大的金属材料通过拉丝模孔，获得需要的截面形状和尺寸。和其它压力加工方法相比，拉拔具有成品尺寸精度高，设备简单，操作方便，适应性强，可以随时变换品种和规格等特点。按成品截面形状不同，拉拔可分为拉丝、拉管和拉型材。就拉丝而言，金属丝材截面大多数是圆形，但也有非圆形的，如方形、矩形和六角形、椭圆形、工字形等。通常将所有非圆形截面的丝材称为异型丝，而将圆形截面的丝材称为圆丝，或统称丝材。

可塑性是金属材料的基本属性，当金属材料承受的外力超过一定限度就会产生塑性变形，塑性变形的起点和深度取决于外力状况和金属的组织结构。一般说来，金属材料在压应力下的变形能力要大于在拉应力下的变形能力。如果把丝材放在拉力试验机上拉伸，丝材承受单向拉应力，拉到一定程度就会被拉断。把丝材穿过拉丝模拉拔，丝材承受一向拉伸应力、两向压缩应力，其截面在压缩应力作用下均匀减少，长度方向在拉伸应力作用下不断伸长，实现冷加工塑性变形，丝材拉拔应力和应变状态如图1所示。拉拔时丝材在模孔变形区所承受的外力有三种：

（1）拉拔力（正作用力，用P表示）

拉拔力是拉丝机加在丝材出模孔端的轴向拉力，它在丝材内部产生拉应力，并使丝材沿轴线方向通过模孔，完成拉拔过程。

（2）正压力（模孔壁的反作用力，用N表示）

当丝材受拉拔力（P）作用向前运动时，模孔壁产生阻碍丝材运动的反作用力（N），因为它的方向是垂直于模孔壁的，故称为正压力，其中正压力产生的其中一个分力方向与拉拔力方向呈180°角，会阻碍丝材在拉丝模具内的整体移动。正压力在丝材内部产生主压应力，其数值大小取决于丝材的减面率大小和模孔几何形状、尺寸等。

（3）摩擦力（附加切应力，用T表示）

拉拔时模孔壁与丝材表面之间产生摩擦，由于正压力作用，就产生摩擦力。摩擦力方向总与丝材运动方向相反，与模孔壁成切线方向。摩擦力在丝材内部产生附加切应力，其数值大小与丝材及模孔的表面状况，润滑条件及拉拔速度等有关。

上述三种影响因素（拉拔力、正压力和摩擦力）具体与拉丝模具的工作区角度以及定径带长度都有最直接的关系；拉丝模具的工作区角度过大会使得正压力过大，并且使得丝材与拉丝模具的接触面积过小，而如果工作区角度过小会使得正压力过小，同时使得丝材与拉丝模具的接触面积过大；拉丝模具的定径带长度过长时会使得丝材与拉丝模具的接触面积过大，会导致摩擦力过大，而拉丝模具的定径带长度过小时会使得丝材与拉丝模具的接触面积过小，会导致摩擦力过小。

目前在检验拉丝模具的产品质量时，主要是从其工作区角度以及定径带长度来进行判定，工作人员需要量取工作区角度以及定径带长度，判断该拉丝模具是否落入到正常范围内，然而该检验方法存在以下几个缺点，由于摩擦力在丝材内部产生附加切应力，其数值大小与丝材及模孔的表面状况，润滑条件及拉拔速度等因素有关，而且与丝材本身的材料成分因素有密切关系，因此每一种因素所对应合格的工作区角度以及定径带长度是不同的，每次生产出的拉丝模具就需要人工反复测量其工作区角度以及定径带长度，另外在测量后如果发现产品不合格，需要重新对拉丝模具进行修整，修整完一次就需要重新测量工作区角度以及定径带长度，上述过程的工作强度大，并且测量工作区角度以及定径带长度的流程较为繁琐，同时测量的准确度较低，不能够满足企业对高精度拉丝模具（工作区角度以及定径带长度均需要高准确度）的生产要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种拉丝模具检验装置及检验方法和修整方法，能够简单、直观、准确地检验拉丝模具的产品质量，并有利于对不合格拉丝模具产品进行修整，提高检验效率和修整效率。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种拉丝模具检验装置，它包括用于夹持丝材端部的夹持装置和用于牵引丝材在拉丝模具内匀速运动的拉拔装置。

优选地，所述拉拔装置包括牵引机构和测力机构，所述牵引机构通过测力机构与夹持装置连接。

更为优选地，所述牵引机构包括牵引辊，所述牵引辊上刻有用于缠绕拉线的线槽，所述牵引辊输入端与伺服电机输出端连接。

更为优选地，所述测力机构为拉力计结构。

本发明还提供一种拉丝模具的检验方法，它包括如下步骤：

步骤1）：首先将拉丝模具的标准品固定好，然后将丝材穿过拉丝模具并与夹持装置一端连接，夹持装置另一端与拉拔装置连接；

步骤2）：拉拔装置的牵引机构带动丝材在拉丝模具内匀速运动，拉拔装置的测力机构测定牵引力的大小；

步骤3）：重复步骤2）多次，得到测力机构测定出的多个牵引力值，其中最小值为D₁，最大值为D₂；

步骤4）：将拉丝模具的产品固定好，然后将丝材穿过拉丝模具并与拉拔装置连接；

步骤5）：拉拔装置的牵引机构带动丝材在拉丝模具内匀速运动，拉拔装置的测力机构测定牵引力的大小；

步骤6）：得到测力机构测定出的牵引力值为n，如果D₁≤n≤D₂，则表示该拉丝模具的产品质量合格，如果n不在上述范围内，则表示该拉丝模具的产品质量不合格。

另外，本发明还公开一种拉丝模具的修整方法，它包括如下步骤：

步骤1）：首先将拉丝模具的标准品固定好，然后将丝材穿过拉丝模具并与夹持装置一端连接，夹持装置另一端与拉拔装置连接；

步骤2）：拉拔装置的牵引机构带动丝材在拉丝模具内匀速运动，拉拔装置的测力机构测定牵引力的大小；

步骤3）：重复步骤2）多次，得到测力机构测定出的多个牵引力值，其中最小值为D₁，最大值为D₂；

步骤4）：将拉丝模具的产品固定好，然后将丝材穿过拉丝模具并与拉拔装置连接；

步骤5）：拉拔装置的牵引机构带动丝材在拉丝模具内匀速运动，拉拔装置的测力机构测定牵引力的大小；

步骤6）：得到测力机构测定出的牵引力值为n，如果n＜D₁或n＞D₂，则表示该拉丝模具的产品质量不合格，将拉丝模具返回至生产车间，重新打磨改变其工作区角度θ或定径带长度L，使得重新修整后的拉丝模具的牵引力值n落入到D₁≤n≤D₂的范围内。

优选地，所述步骤6）中，如果n＜D₁，则在生产车间打磨时，将其定径带长度L打磨变长，如果n＞D₁，则在生产车间打磨时，将其定径带长度L打磨变短。

本发明的有益效果：以往工作人员需要量取工作区角度θ以及定径带长度L来判断该拉丝模具是否落入到正常范围内，而本发明将其转换为测量匀速拉拔丝材时牵引力大小测量过程，以此反映出拉丝模具对丝材正压力和摩擦力的大小，最终可以反映出该拉丝模具的工作区角度以及定径带长度是否正常，因此本发明能够简单、直观、准确地检验拉丝模具的产品质量，并有利于对不合格拉丝模具产品进行修整，大大提高了检验效率和修整效率。

附图说明

图1 为一种拉丝模具检验装置的结构示意图；

图2为一种拉丝模具检验装置其中一种实施例的结构示意图；

图3为图2中牵引辊及伺服电机之间的连接结构示意图；

图4为丝材在拉丝模具中进线和出线时的结构示意图；

图5为图4中拉丝模具工作区所在区域的放大结构示意图；

图中，丝材1、夹持装置2、拉丝模具3、拉拔装置4、牵引机构4.1、牵引辊4.1.1、线槽4.1.2、伺服电机4.1.3、拉线4.1.4、测力机构4.2、工作区5、定径带6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图5所示，一种拉丝模具检验装置，它包括用于夹持丝材1端部的夹持装置2和用于牵引丝材1在拉丝模具3内匀速运动的拉拔装置4。所述拉拔装置4包括牵引机构4.1和测力机构4.2，所述牵引机构4.1通过测力机构4.2与夹持装置2连接。所述牵引机构4.1包括牵引辊4.1.1，所述牵引辊4.1.1上刻有用于缠绕拉线4.1.4的线槽4.1.2，所述牵引辊4.1.1输入端与伺服电机4.1.3输出端连接。所述测力机构4.2为拉力计结构。伺服电机4.1.3工作后会带动牵引辊4.1.1转动，从而拉动拉线4.1.4、测力机构4.2、夹持装置2及丝材1一齐移动，丝材1在拉丝模具3内移动，只有牵引机构4.1对丝材1的牵引力和拉丝模具3对丝材正压力和摩擦力三者产生的合力相同时，才能保证丝材1在拉丝模具3内匀速运动，其中牵引力对丝材1为引力，而拉丝模具3对丝材正压力和摩擦力则对丝材1是阻力；由于每个拉丝模具3特定的工作区角度θ以及定径带长度L是固定的，所以其对应的摩擦力以及正压力一定，这样在同一批丝材1保持同样的进线尺寸和出线尺寸时，理论上牵引力只有达到唯一的固定数值才能克服摩擦力以及正压力的影响，使得丝材1在拉丝模具3内匀速运动，当然在实际检验过程中，这个牵引力唯一的固定数值由于各种环境因素的影响，会在一个范围内。

本实施例提供一种拉丝模具的检验方法，它包括如下步骤：

步骤1）：首先将拉丝模具3的标准品固定好，然后将丝材1穿过拉丝模具3并与夹持装置2一端连接，夹持装置2另一端与拉拔装置4连接；

步骤2）：拉拔装置4的牵引机构4.1带动丝材1在拉丝模具3内匀速运动，拉拔装置4的测力机构4.2测定牵引力的大小；

步骤3）：重复步骤2）多次，得到测力机构4.2测定出的多个牵引力值，其中最小值为D₁，最大值为D₂；

步骤4）：将拉丝模具3的产品固定好，然后将丝材1穿过拉丝模具3并与拉拔装置4连接；

步骤5）：拉拔装置4的牵引机构4.1带动丝材1在拉丝模具3内匀速运动，拉拔装置4的测力机构4.2测定牵引力的大小；

步骤6）：得到测力机构4.2测定出的牵引力值为n，如果D₁≤n≤D₂，则表示该拉丝模具3的产品质量合格，如果n不在上述范围内，则表示该拉丝模具3的产品质量不合格。

另外，本实施例还公开一种拉丝模具的修整方法，它包括如下步骤：

步骤1）：首先将拉丝模具3的标准品固定好，然后将丝材1穿过拉丝模具3并与夹持装置2一端连接，夹持装置2另一端与拉拔装置4连接；

步骤2）：拉拔装置4的牵引机构4.1带动丝材1在拉丝模具3内匀速运动，拉拔装置4的测力机构4.2测定牵引力的大小；

步骤3）：重复步骤2）多次，得到测力机构4.2测定出的多个牵引力值，其中最小值为D₁，最大值为D₂；

步骤4）：将拉丝模具3的产品固定好，然后将丝材1穿过拉丝模具3并与拉拔装置4连接；

步骤5）：拉拔装置4的牵引机构4.1带动丝材1在拉丝模具3内匀速运动，拉拔装置4的测力机构4.2测定牵引力的大小；

步骤6）：得到测力机构4.2测定出的牵引力值为n，如果n＜D₁或n＞D₂，则表示该拉丝模具3的产品质量不合格，将拉丝模具3返回至生产车间，重新打磨改变其工作区5角度θ或定径带6长度L，使得重新修整后的拉丝模具3的牵引力值n落入到D₁≤n≤D₂的范围内。

优选地，所述步骤6）中，如果n＜D₁，则在生产车间打磨时，将其定径带6长度L打磨变长，如果n＞D₁，则在生产车间打磨时，将其定径带6长度L打磨变短。

在修整过程中，拉丝模具3的工作区5角度θ增大会使得正压力增大，但是会使得丝材1与拉丝模具3的接触面积减小，导致丝材1与拉丝模具3之间的摩擦力减小，因此结合起来看正压力和摩擦力形成的合力是增大还是减小，还不是很清楚，这样在修整时是增加工作区5角度θ还是减小工作区5角度θ是未知的，因此需要修整若干次，以使得重新修整后的拉丝模具3的牵引力值n落入到D₁≤n≤D₂的范围内；同样如果工作区角度θ减小会使得正压力减小，同时使得丝材与拉丝模具的接触面积增大，因此结合起来看正压力和摩擦力形成的合力是增大还是减小，也不是很清楚，这样在修整时是增加工作区5角度θ还是减小工作区5角度θ是未知的，因此需要修整若干次，以使得重新修整后的拉丝模具3的牵引力值n落入到D₁≤n≤D₂的范围内。

拉丝模具3的定径带6长度L增长时会使得丝材1与拉丝模具3的接触面积增大，会导致摩擦力增大，而拉丝模具3的定径带6长度L过小时会使得丝材1与拉丝模具3的接触面积减小，会导致摩擦力减小，因此检验出的拉丝模具3如果n＜D₁，则说明拉丝模具3对丝材1的摩擦力过小，需要在修整时提高其摩擦力，则重新在生产车间修整打磨时，将其定径带6长度L打磨变长，以增加其摩擦力；如果n＞D₁，则说明拉丝模具3对丝材1的摩擦力过大，需要在修整时减小其摩擦力，故在生产车间修整打磨时，将其定径带6长度L打磨变短，以减小其摩擦力；最终上述修整过程使得重新修整后的拉丝模具3的牵引力值n落入到D₁≤n≤D₂的范围内，产品质量变为合格。

另外在本实施例中，拉拔装置4也可以直接选用拉力试验机，拉力试验机本身包含牵引机构和测力机构，也较为常见，使用方便。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。