Типы волок для волочения проволоки и когда их использовать

Пластины для волочения проволоки контролируют конечную геометрию проволоки и качество поверхности. Распространенные типы матриц включают в себя стационарные матрицы с одним отверстием для простого обжатия, многопроходные головки или волоки для волочения блоков для более крупных обжатий, а также матрицы со специальным профилем или канавками для фасонной проволоки. Выбор зависит от материала, степени обжатия за проход, скорости и требований к качеству поверхности.

Материалы штампов и сравнение

Выбор материала штампа является наиболее важным решением по соотношению цена-качество. Более твердые материалы служат дольше, но могут быть более хрупкими и дорогостоящими; более мягкие материалы более щадящие, но изнашиваются быстрее. Ниже приводится краткое сравнение распространенных материалов штампов и типичных применений.

Ключевые параметры конструкции: угол, направление и уменьшение

Три геометрические характеристики определяют поведение волочения: угол подхода/конуса, длина подшипника (площадки матрицы) и уменьшение за проход (площадь или диаметр). Правильные комбинации сводят к минимуму поломку проволоки, контролируют смазочную пленку и обеспечивают однородное качество поверхности.

Стандартные рекомендации

Типичные углы подхода варьируются от 6° до 14° (полуугол), при этом меньшие углы используются для хрупких материалов или более тонкой обработки. Длина подшипника часто выражается как кратное конечному диаметру провода (например, 6–12×D для многих медных проводов). Обжатие за проход обычно ограничивается уменьшением площади на 10–30 % в зависимости от пластичности материала.

Смазка, охлаждение и контроль качества поверхности

Правильный выбор смазочного материала (жидкости для влажного волочения, эмульсии или сухие порошки) и его доставка обеспечивают защитную пленку между проволокой и матрицей, уменьшают трение и отводят тепло. Смазка также влияет на химический состав поверхности и конечную проводимость, что крайне важно для электрических проводов.

Советы по выбору смазки

• Для меди и латуни: эмульсии на водной основе с ингибиторами коррозии для предотвращения образования пятен.
• Для нержавеющей стали: могут потребоваться смазочные материалы для высоких температур и высокого давления или твердые смазочные материалы (графит/WS2).
• Порошки для сухой вытяжки полезны, когда очистку после вытяжки необходимо свести к минимуму; обеспечить совместимость с материалом штампа.

Распространенные режимы износа штампа и устранение неполадок

Понимание того, почему матрицы выходят из строя, позволяет целенаправленно исправлять ошибки. Типичными режимами износа являются абразивный износ, перенос адгезии (истирание), термическое растрескивание и выкрашивание. У каждого из них есть свои причины и способы устранения.

Симптомы и исправления

• Грубая или поцарапанная поверхность проволоки — обычно абразивный износ или загрязнение; очистите проволоку, улучшите фильтрацию и рассмотрите более твердый материал матрицы.
• Повышенная сила тяги и шум — износ или засорение подшипников; Осмотрите площадку штампа и отполируйте или замените штамп.
• Внезапные обрывы проволоки — сколы матрицы, несоосность или недостаточная смазка; проверьте наличие сколов по краям и проверьте соосность и давление смазки.
• Черные или подгоревшие пятна на проволоке — перегрев из-за недостаточного количества смазки или слишком высокой скорости; снизить скорость или улучшить охлаждение.

Процедуры технического обслуживания, проверки и восстановления

Регулярный осмотр продлевает срок службы матрицы и позволяет избежать производственных неожиданностей. Короткая, дисциплинированная процедура технического обслуживания обычно включает ежедневные визуальные проверки, периодические проверки размеров и плановый ремонт или замену.

Практический контрольный список проверок

• Визуально проверьте входной конус и подшипник на наличие сколов, трещин или необычного износа.
• Измерьте критические диаметры с помощью щупов или оптических компараторов; записывайте и анализируйте результаты для выявления постепенного износа.
• Осмотрите и очистите смазочные отверстия; проверьте расход/давление для каждой конструкции матрицы.
• При ремонте отдавайте предпочтение контролируемой притирке и полировке для восстановления подшипника; избегайте чрезмерного удаления материала, которое меняет геометрию штампа.

Производство и контроль качества штампов

Высококачественные штампы изготавливаются с помощью прецизионного шлифования, электроэрозионной обработки (электроэрозионной обработки) для сложных форм, пайки алмазных столов и окончательной притирки/полировки. Жесткие допуски на диаметр и концентричность подшипника необходимы для получения повторяемых результатов.

Ключевые проверки качества от поставщика

• Соосность между отверстием и подшипником: обычно в пределах нескольких микрометров для тонкой проволоки.
• Шероховатость поверхности (Ra) подшипника: указывается в соответствии с требованиями к отделке (например, Ra ≤ 0,05 мкм для высококачественного электрического провода).
• Проверка твердости и микроструктуры твердосплавных заготовок/матриц.

Как правильно выбрать матрицу — Практическое руководство

Используйте поток принятия решений, который начинается с материала проволоки и требуемого качества отделки, а затем учитывает производительность, целевой срок службы матрицы и ограничения по затратам. Сбалансируйте первоначальные затраты на штамп с затратами на простои и доработку из-за преждевременного выхода из строя штампа.

Контрольный список выбора

• Определить сплав проволоки и диапазон диаметров; определить приемлемую чистоту поверхности и допуски.
• Оцените сокращение за проход и целевую скорость линии, чтобы определить размер материала штампа и потребности в охлаждении.
• Выбирайте между алмазом, твердосплавным сплавом или керамикой в ​​зависимости от требуемого срока службы и бюджета.
• Укажите качество поверхности и запросите у поставщика показатели контроля качества (Ra, концентричность, твердость).

Лучшие эксплуатационные практики для продления срока службы штампа

Последовательные методы эксплуатации снижают износ и повышают производительность. Ключевые методы включают контролируемый запуск, постепенное увеличение скорости, постоянную концентрацию смазки и минимизацию загрязнения проволоки оксидной окалиной, песком или неправильной намоткой.

Ежедневные процедуры оператора

• Прогрейте леску на пониженной скорости для первой катушки, чтобы стабилизировать температуру и смазочную пленку.
• Следите за усилием вытягивания и прислушивайтесь к ненормальным звукам, которые часто предшествуют поломке.
• Записывайте показатели срока службы штампов — часы, вытянутые килограммы и количество бракованных изделий — для уточнения графиков замены.

Практический алгоритм устранения проблем с качеством

При возникновении плохого качества поверхности или смещения размеров следуйте структурированному алгоритму устранения неполадок: проверьте соосность, проверьте смазку, проверьте геометрию матрицы, проанализируйте входящее загрязнение проволоки и проверьте настройки машины. Документируйте каждое изменение, чтобы быстро выявить коренные причины.

Краткий справочник — Контрольный список покупки и обслуживания

• Уточните у поставщика материал матрицы, геометрию отверстия и характеристики допусков.
• Запросить образцы отчетов: данные о Ra, концентричности, твердости и термообработке.
• Установите интервалы профилактической замены на основе фактических данных о пропускной способности.
• Обучите операторов процедурам запуска, остановки и обращения со смазочными материалами.

Дополнительная литература и вопросы поставщикам, которые следует задать

Разговаривая с производителями штампов, спросите конкретно о рекомендуемых углах подхода для вашего сплава, вариантах длины подшипников, используемых методах полировки/притирки, наличии покрытий или алмазных столов, а также опорах для восстановления. Практическое сотрудничество с поставщиками сокращает циклы разработки и уменьшает количество проб и ошибок.