涂层硬质合金刀具磨损机理的研究(4)

涂层刀具磨损

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工具技术

陶瓷拉丝模的受力分析及其结构设计3

杨学锋　邓建新　姚淑卿

山东大学

摘　要:根据拉拔力的计算结果分析了陶瓷拉丝模工作时的受力状态,得到陶瓷拉丝模在拉拔加工过程中工作区和定径区的应力分布情况;基于分析结果对陶瓷拉丝模进行结构设计,结构。

关键词:拉丝模,　应力,　陶瓷,　结构设计

ForceAnalysisandStructuralwingDie

YAbstract:force,thestressstateoftheceramicwiredrawingdieduringworkingprocesswasatworkingsectionandfixeddiametersectionofthediewerestudied.Thestructureoftheceramicdiewasalsodesignedbasedontheanalyzedresultsandtherationaldiestructurematchingwithceram2icmaterialwasgained.

Keywords:wiredrawingdie,　stress,　ceramic,　structuraldesign

　　1　引言

拉丝模作为线材拉拔行业中各种金属线材生产

钢丝厂、焊条焊丝厂等)使用的企业(如电线电缆厂、

一种非常重要的易耗模具,广泛用于拉拔棒材、线

材、丝材、管材等直线型难加工工件,适于加工钢铁、铜、钨、钼等金属和合金材料。由于拉丝模的成本消耗通常占到拉丝加工总费用的1/2以上,因此,如何降低拉丝模成本、提高其工作寿命是金属线材生产企业迫切需要解决的问题。

从国外的研究结果看,陶瓷材料已广泛应用于模具领域,日本、美国、法国等国家已拥有多项相关专利。尽管目前我国对陶瓷拉丝模的应用尚处于起步阶段,但随着制造技术的不断发展和研究工作的继续深入,相信陶瓷作为一种性能良好的拉丝模材

3　国家自然科学基金资助项目(项目编号:50275088,50475133)收稿日期:2005年3月

料,将会越来越广泛地应用于拉丝工业。　　2　拉拔力的计算

计算拉拔力时要考虑到作用于棒材上的各种因素。常用的拉拔力计算公式都是在一定的假设基础上用理论方法导出的,即假设金属在拉丝模中塑性流动时,横断面平均的主应力σ1和σ2与金属的屈

[1,7,8]服极限σ:s具有如下的关系

σ1-σ2=σs

上式是近似正确的。目前的研究还未从理论上对[(σ1-σ2)-σs]这一差值作出评价。由于在计算公式中还有一个近似值———摩擦系数,因此这一差值不可能用试验方法评定(所谓的试验方法就是测量拉拔力并将其值与根据公式计算出来的值加以比较)。由于这个原因,最合适的方法是用理论—试验的方法来制定拉拔力的计算公式。

参考文献

1　薛玉娥,林香祝,陈仁悟.氮化钛涂层的磨损特性.稀有金

　　(3)由于WC在立方碳化物TiC中的溶解度较

高,形成的复杂固溶体(Ti、W)C有助于提高涂层刀片磨穿区的抗扩散磨损能力,因而基体材料除具备足够韧性外,以选择WC基硬质合金为宜;涂层材料除具备较高硬度及稳定的化学性能外,由于未磨穿区的涂层材料以塑性变形磨损为主,因而涂层材料以选择剪切强度τs较高者为宜。

(4)由于涂层刀片磨损过程中刃口的机械支承

属材料与工程,1990(2):42～46

2　庄大明,刘家浚,朱宝亮.TiN薄膜的应力状态对摩擦学

性能的影响.摩擦学学报,1996,16(4):312～321

3　周泽华.金属切削原理.上海:上海科技出版社,19894　韩荣第,周　明.金属切削原理与刀具.哈尔滨工业大学

出版社,1998

第一作者:贾庆莲,助理研究员,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,130031长春市

作用能提高其耐磨性,从而强调了涂层前刀片刃口钝化处理工序的必要性。

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