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超级干货!电缆生产工艺大全之:拉线

  一、 基础知识
  
  1. 线材拉伸
  
  线材拉伸是指线坯通过模孔在一定拉力作用下,发生塑性变形,使截面减小、长度增加的一种压力加工方法。
  
  2. 拉伸的特点
  
  ① 拉伸的线材有较精确的尺寸,表面光洁,断面形状可以多样;
  
  ② 能拉伸大长度和各种直径的线材;
  
  ③ 以冷压力加工为主,拉伸工艺、工具、设备简单,生产效率高。
  
  ④ 拉伸耗能较大,变形率受到一定的限制。
  
  3. 拉伸的条件
  
  ¯ 为实现拉伸过程,拉伸应力(σL)应大于变形区中金属的变形抗力     (σk),同时小于模孔出口端的屈服极限(σs k)或抗拉强度(σb),即: σk<σL<σs k     或    σk<σL<σb
  
  通常以σL与σs k(或σb)的比值大小表示能否正常拉伸,即安全系数:
  
  ¯ 随着线径的减小,线材内部存在的缺陷,变形程度的加大,拉伸模角、拉伸速度、金属温度等因素的变化,对正常的拉伸过程都有一定的影响。
  
  一般安全系数与线径的关系如下:
  
  线  径
  
  (mm)
  
  型线
  
  粗线
  
  >1.0
  
  1.0~0.4
  
  0.4~0.1
  
  0.1~0.05
  
  <0.05
  
  安全系数
  
  Ks
  
  ≥1.4
  
  ≥1.4
  
  ≥1.5
  
  ≥1.6
  
  1.8
  
  ≥2.0
  
  4. 拉伸原理
  
  拉伸属于压力加工范围。拉伸过程生产极少的粉屑,体积变化甚微,即可认为拉伸前后金属体积不变:
  
  V0=VK      或     S0L0=SKLK
  
  ¯ 相对延伸系数μ:拉伸后与拉伸前线材长度比。μ=LK /L0 。
  
  ¯ 压缩率δ:拉伸前后断面面积之差与拉伸前断面面积比值的百分数。
  
  ¯ 延伸率λ:拉伸后与拉伸前的长度之差与拉伸前长度比值的百分数。
  
  ¯ 减缩系数ε:拉伸后断面面积与拉伸前断面面积的比值。
  
  5. 拉线模
  
  拉线模是拉线过程最重要的工具。线模的主要部分是模孔,一般由互相圆滑连接的润滑区、工作区、定径区、出口区四个区域组成。
  
  ¯ 润滑区:润滑剂在这里停留并被带入工作区。
  
  ¯ 工作区:金属在这个区域内实现变形(变细、变长),实际与金属接触的部分叫做变形段。
  
  ¯ 定径区:使拉线尺寸准确,形状符合要求,模孔直径即定径区直径。
  
  ¯ 出口区:不刮伤从定径区出来的线材,同时防止停机线材回弹引起断线。
  
  6. 拉伸过程
  
  ¯ 线材的一次拉伸:从放线到收线只经过一道线模拉伸。一次拉伸用于拉粗线。特点是加工率较大生产线坯较短,生产效率低。
  
  ¯ 线材的多次拉伸:从放线到收线经过数道(2~25道)线模拉伸。多次拉伸的特点是总加工率大,速度快,自动化程度高。
  
  ¯ 滑动连续式多次拉伸:拉线时如果各拉线轮上(K道除外)积线的圈数不变(每秒钟通过各道线模的线材体积相同),通常称为滑动式拉线机。其特点是:线材在各道(最后一道除外)拉线轮上都有滑动;各道(第一道除外)都存在反拉力。
  
  ¯ 无滑动多次拉伸:无滑动拉伸的主要特点是线材与绞轮间没有滑动,各中间绞轮上的线材圈数可以增减。在拉线过程中:储存系数等于1时,K道绞轮上线材圈数不变,线材不发生扭转,但不能保持长期不变;储存系数小于1时,K道绞轮上线材圈数逐渐减少,线材发生扭转;储存系数大于1时,K道绞轮上线材圈数逐渐增加,线材同样发生扭转。
  
  为保证线材与绞轮无滑动,每个中间绞轮应绕15圈以上线材。
  
  二、 影响线材拉伸的因素
  
  金属线材在拉伸时受到四个外力,即:拉伸力、正压力、摩擦力和反拉力。
  
  拉伸力的大小是实现拉伸过程的基本因素之一,影响拉伸力的因素如下:
  
  1. 铜、铝杆(线)材料。
  
  在相同情况下,拉铜线比拉铝线的拉伸力大,拉铝线容易断,所以拉铝线应有较大的安全系数。
  
  2. 材料的抗拉强度。
  
  抗拉强度受化学成分、压延工艺等多种因素影响,抗拉强度高拉伸力大。
  
  3. 变形程度。
  
  变形程度越大,在模孔中的变形长度越长,正压力、摩擦力增加,拉伸力也增大。
  
  4. 线材与模孔间的摩擦系数。
  
  摩擦系数越大,拉伸力也越大。摩擦系数由线材、模芯材料和光洁度、润滑剂成分与数量决定。铜杆表面酸洗不净,残留氧化亚铜也使拉伸力增大。
  
  5. 线模模孔工作区和定径区的尺寸和形状。
  
  线模工作区圆锥角增加时,摩擦力减小、金属变形抗力增大,使拉伸力变大。定径区越长,拉伸力越大。考虑模孔的寿命,定径区不能过小。
  
  6. 线模位置。
  
  线模安放不正或模座歪斜会增加拉伸力,使线径表面质量不好。
  
  7. 各种外来因素。
  
  进线(杆)不直、放线打结、拉线抖动等都会使拉伸力增加,造成断线。
  
  8. 反拉力增大的因素。
  
  放线张力过大,上一道离开绞轮的张力增大等会增加下一道的反拉力。反拉力增加时,拉伸力也随之增加。
  
  三、 拉线设备
  
  种  类
  
  名      称
  
  特        点
  
  单模
  
  拉线机
  
  卧式单模拉线机
  
  立式单模拉线机
  
  多模
  
  拉线机
  
  滑动式连续拉线机
  
  非滑动式连续拉线机
  
  四、 拉线润滑
  
  五、 拉线模具
  
  六、 拉线工艺
  
  七、 拉线废品产生的原因和处理方法
  
  废品名称
  
  产  生  原  因
  
  处  理  方  法
  
  断线
  
  接头不牢
  
  调整电焊机的电流、顶端压力、通电时间,提高焊接质量。
  
  线材有夹杂
  
  加强投产坯料的验收。
  
  配模不合理
  
  通过工艺验证,对配模进行调整,消除变形程度过大和过小的现象。
  
  模孔形状不正确或不光滑
  
  按标准修制线模,工作区变形角不可过大或过小,定径区不可过长,抛光后模孔光洁度应达到要求。
  
  反拉力太大
  
  放线张力不可过大,调整绞轮上绕线圈数。
  
  绞轮上压线
  
  调整绞轮上绕线圈数;调换修正沟槽较深的绞轮;将表面毛糙的绞轮进行抛光。
  
  酸洗不净
  
  调整酸液温度、浓度;加强冲洗和中和。
  
  线坯质量不好
  
  (折边、飞边等)
  
  不合格线坯不流入下工序,加强中间检查。
  
  铝杆潮湿
  
  防止铝杆受潮,潮湿铝杆暂不投产。
  
  润滑不良
  
  定期化验润滑剂的含脂量并及时补充;定期测试润滑液的温度并保证不过热;保证管路畅通,使拉伸有足够的润滑剂。
  
  尺寸形状
  
  不正确
  
  线模磨损
  
  经常测量线径,接近公差极限时及时换模。
  
  安全系数过小,线材拉细
  
  降低拉伸应力,改善润滑效果,改进线模质量,调整配模,调节线张力等。
  
  用错线模
  
  穿模时要测量线材线径。
  
  线材受到刮伤或擦伤等
  
  穿线要正确,工作时勤检查,发现有伤害线材的地方,要及时进行检修。
  
  线模偏斜,即模孔中心线与拉线中心线不正
  
  上模时注意摆正,如有妨碍因素应检修。
  
  线模尺寸形状超差
  
  换新模,并将不合格模回修。
  
  线坯含氧量过高
  
  报废线坯
  
  擦伤
  
  碰伤
  
  刮伤
  
  锥形绞轮上有跳线现象
  
  将绞轮表面修光,角度检修正确。
  
  绞轮上有沟槽
  
  拆卸,加工修理。
  
  收排线时线材擦收线盘边
  
  调整排线宽度,校平线盘边缘。
  
  设备上有伤线部位
  
  绞轮接口不平、绞轮窗口有锐边、排线导轮传动不灵等,应及时检修。
  
  线盘互相碰伤
  
  线盘应“T”字形存放;运输时线盘间应用衬垫隔开。
  
  地面不平
  
  整修地坪,铺胶垫、钢板等。
  
  收线过满
  
  坚守岗位,精力集中,防止收线过满。
  
  起皮
  
  麻坑
  
  毛刺
  
  三角口
  
  杆材有飞边、夹杂、缩孔、折边等
  
  加强检验,不合格品不流入拉线工序。
  
  酸洗质量差
  
  按工艺操作,中和完全,冲洗干净。
  
  模孔不光滑、变形,定径区有裂纹、砂眼等缺陷,交接处连接不圆滑。
  
  认真修模,抛光;严格检查,不合格线模不上机使用。
  
  润滑不良
  
  提高润滑效果。
  
  绞轮不光滑,滑动率过大
  
  磨光绞轮表面,调整配模。
  
  波纹
  
  蛇形
  
  配模不当
  
  调整配模,成品模变形程度不可过小。
  
  拉线机严重振动
  
  检修设备,排除振动。
  
  线抖动厉害
  
  调节收线张力,使收线速度稳定均匀。
  
  模孔形状不合适
  
  定径区长度应符合要求,不可过短或没有。
  
  润滑供应不均匀
  
  保持润滑剂供应均匀,将润滑剂进行过滤。
  
  线材
  
  有道子
  
  线材有刮伤
  
  检查与线材轴向摩擦部位,如:导轮、排线杆等是否光滑。
  
  润滑液温度过高
  
  加强冷却,必要时采用强制冷却手段。
  
  润滑剂含碱量过高,含脂量低,不清洁
  
  保持润滑剂的清洁,定期化验,保持成分稳定。
  
  模孔不光滑,有裂纹、砂眼
  
  加强线模修理和管理工作,不合格线模不上机使用。
  
  模孔润滑区被堵塞
  
  对润滑剂进行过滤,清除润滑剂中的悬浮物、金属屑等。
  
  氧化
  
  水渍
  
  油污
  
  润滑不足,润滑剂温度过高
  
  供给足够的润滑剂,加强冷却。
  
  润滑剂飞溅
  
  堵塞飞溅处,出线处用棉纱条或毛毡擦线。
  
  堆线场地不清洁,手套油污沾线材
  
  坚持文明生产,保持工作场地清洁。
  
  收排线:
  
  满、偏、
  
  乱、紧、
  
  松
  
  排线调整不当
  
  按收线盘规格,调整排线宽度和排线位置。
  
  收线张力不当
  
  调整收线张力和收线速度。
  
  排线机构有故障
  
  细心观察:桃形轮固定不牢,滑块磨损松动,杠杆轴销磨损晃动等应及时排除故障。
  
  收线盘不规整
  
  平整线盘,无法修理时应报废。
  
  收线过满
  
  加强质量意识教育。
  
  性能
  
  不合格
  
  拉线强度、伸长率、弯曲等机械性能不合格
  
  总变形程度小,原材料不合格,变形不均匀等均会引起机械性能不合格;应选用合格的原材料,增加总变形程度,控制拉制过程中的温升等条件。
  
  电阻率不合格
  
  主要是原材料不合格,其次是韧炼工艺不当造成。

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