D0I:10.13374/j.issm1001-053x.1989.04.006 北京科技大学学报 第11卷第A期 Vo1,11No.4 1989年7H Journal of University of Science and Technology Beijing Ju1y1989 强迫润滑拉拔 一干粉润滑剂强迫润滑拉拔压力管的长度 阮煦寰郑振忠 (压力加工系) 摘要：采用本文设计的强迫润滑装置进行试验，测量出口钢丝表面润滑剂的附者 量和温度，以及拉拔力与压力管长度和拉拔速度的关系，华和常规润滑拉找进行了北较。 通过试验和理论公式，给出了压力管较适宜的长度。 关键词：强迫润滑拉拔，压力管，模芯 On Forced Lubrication in Wire Drawing -Determinaticn of Length of Pressure N.zz!e under Fcrced Lubrication Ruan Xuhuan Zheng Zhenshon ABSTRACT:The forced lubrication can be reached with a pressure nozzle and die which was constructed in the form of concentric shaft mould core. The forced lubrication decreases in drawing force and the thick lubricant film between the die and a wire can be increased greatly.The surface lubricant weight and surface temperature of the wire are measured by using the divice of forced lubrication designed in this paper.The relation of drawing force with nozzle length and drawing speed is drawn.The experimental value and the theoretical formula can be used on the design of nozzle suitable length. KEY WORDS:forced lubrication,drawing,pressure nut,mould core 常规润滑拉拔是依靠钢丝的运动，将润滑剂自然带入模孔形成润滑，故润滑剂量极少， 钢丝在拉拔变形时仅处于边界润滑状态。如果能保证拉拔时有足够的润滑剂进入拉模内，使 1987-11-26收稿 325
竿 卷竿 期 年 北 京 科 技 大 学 学 报 卜 ， 不 。 ， 强 迫 润 滑 拉 拔 一干粉润 滑剂强迫润滑拉拔压力管的长度 阮 煦寰 郑振忠 〔 压 力加 下 系 摘 要 采用本文设 计的强迫 润滑装 置进 行试验 ， 测量 出 口 钢丝 表面 润 滑 剂 的 阶 着 量 和 温 度 ， 以 及拉援 力与 压力管长度和 拉拔速 度 的关 系 ， 并和 常 规 润 滑 汁 找 进 行 了比 较 。 通 过 试验 和 理 论公 式 ， 给 出 了压 力管较适宜的 长 度 。 关键 词 强迫 润滑 拉援 ， 压 力管 ， 模芯 只 — 义 卜 ， 二 有。 、 一 ” “ 丹“ 刀 夕 厂 丹 ， ， ， 卜 手一 ， ， 手一 ， ， 。 · 五 丫 几 ， ， ， ， ， 常规 润滑拉拔是依靠钢丝 的运动 ， 将润滑剂 自然带 人模孔 形成润滑 ， 故润滑剂量 极少 ， 钢丝 在拉拔变形 时仅处于边界 润滑状态 。 如 果能保 证拉拔时有足够 的润滑剂进 入拉模 内 ， 使 一 一 收 稿 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1989．04．006
钢丝与榄壁间形成较厚的润滑层处于流体润滑或混合润滑状态，将给拉拔提供最佳的润滑条 件，为拉拔生产带来效益。强迫润滑技术就能使拉拔实现上述最佳润滑状态。此技术早在 1955年由美国学者Christopherson提：。此后i,世界各国从理论到实践皆有研究。目前，有 的国家已较成功地应用于拉拔尘：产。我国从70年代开始重视此技术，在杂志上报导有关国外 研究应用成果及我国个别厂实验结果，但理论及生产研究甚少，至今未能推广应用。为此， 作者对这个问题进行了弹论和试验研究，望有助于这项技术的推广应州。 1实验装置及条件 实验装置由拉拔机、强迫润滑装置及测压装置组成。拉拔机为6/550，实验是在最后一 个卷简上进行，其转速可调分别为50 r/min.、75r,min、100r/min、125r/min,强迫润滑装 置如图1所示。它的主要部件：行压辊装置、压力管利1压力密封垫。压辊的作用是改善干粉状 润滑剂附在钢丝表面的效果，同时使润滑剂的沉降速度增大，保证润滑剂和钢丝表面可常接 触。 图1强追润滑装置 Fig,1 The device of forced lubrication 1导线模2外模盒3辊4压紧螺母5内模盒6辣封禁 7压力答8尼力柴封9T雅筷10快1 11压力传感器12格2 压力管是强迫润滑装置的关键部分，其作用是依靠流体动力原理，使润滑剂在拉模人口 处产生高压，迫使润滑剂大耻进入拉模，使拉拔润滑形成流体动力润滑。 压力密封垫为确保高压润滑剂不泄晰，共内圈形状设计成V形，在润滑剂的高压作用下， 更有利于密封。 实验中采用钢丝为70正火钢丝，拉拔前钢丝表面经盐酸酸洗、清水冲洗、涂石灰并姓 千。规格为中4.25mm（公称)，金相组织为正火索氏体。 压力管内孔径为中4.55mm,长度分别采州27mm、37mm、47mm、57mm、67mm等5种 规格，与钢丝形成的间隙为0.15mm。 润滑剂为硬脂酸钡粉未。 拉拔力的测量是用Y6D-ZG型电阻应变仪及DZ1-1型悬壁式压力传感器测定。 钢丝表面润滑剂附着量测定是利用TG328A型11000精度分析犬平，通过重量法量测。 拉模出口处(50mm)钢丝表温度用WREA-890M静态表面温度计测量获得。 326
钢丝与模壁 间形 成较厚 的润滑 层处 于 流体润滑或混 合 润滑状态 ， 将 给 拉拔提供 最佳的润滑 条 件 ， 为 拉 拔 生产带 来 效益 。 强 迫 润 滑技术就 能使拉 拔 实现 述 最佳润滑状 态 。 此 技 术 一 早 在 年 由美国学 者 卜。 提 出 。 此 后 ， 一 世界 各 国从 理 论 到 实 践 皆有研 究 。 目前 ， 有 的国家 已较成功 地应 用于拉 拔 生产 。 我国从 年代开始 重视此 技 术 ， 在 杂志上 报导有关 国 外 研究应 用成果 及 我国 个别厂 实验 结 果 ， 但 理 论及 生产研究甚 少 ， 至今未能 推 广 应 用 。 为此 ， 作 者对这 个问题 进 行 了理 论 和 试验 研究 ， 望 有助刁 这 项技术 的推广 应 用 。 实验装置 及 条件 实验 装置 由拉拔机 、 强迫 润 滑 装置及侧 压 装置 组 成 。 拉 拔机 为 ， 实验 是 在最后 一 个卷 筒上 进 行 ， 其转速 司 ‘ 调分别 为 、 ‘ 、 、 ， 强迫 润滑装 置如 图 所 示 。 它 的主要部 件 ’ 压辊装 置 、 压 力管 和 压 力密封垫 。 压辊的作 用是 改 善干粉状 润滑剂附在钢 丝 表面 的效 果 ， 同时 使润滑剂 的沉 降 速度增大 ， 保 证润 滑剂 和 钢丝表面 可靠接 触 。 丁 喻一一 彝 一 非 沁 靛竺么二立 ， 给 犷巨 饭 乙 ‘ 口户 皿噢糕碧皇鉴 导 线 模 压 力管 图 强 迫 润滑装 置 外 模 盒 成 辊 压 紧螺母 弓 内模盒 密封垫 玉力密 热 封 工 作 漠 热 获力传感 器 热 压 力管是 强迫润 滑装置 的 关键部 分 ， 以乍用 是依靠流 体动 力原 理 ， 使 润 滑剂 在拉模 入 口 处产 生 高压 ， 迫 使润 滑剂大 量 进 入拉模 ， 使拉 拔润 滑 形 成 流 体 动 力润 滑 。 压 力密封 垫 为确保 高压润 滑剂 不泄 漏 ， 共 内圈形状设 计 成 形 ， 在润滑剂 的高压作 用下 ， 更有 利于 密封 。 实验 中采 用钢 丝 为 坤正 火钢 丝 ， 拉 拔前 钢丝 表 面经 盐酸 酸洗 、 清 水 冲洗 、 涂 石灰并烘 干 。 规 格为价 公称 ， 金 相组织 为正 火索 氏体 。 压 力管内孔 径 为必 · 长 变分别 采川 、 、 、 、 等 种 规 格 ， 一 与钢丝 形成 的间隙 为 。 润 滑剂 为硬 脂酸 钡粉 末 。 拉拔 力的测 量是 川 一 型 电阻应 变仪 及 一 型悬壁 式 压 力传感 器 定 。 钢丝表 面润 滑剂 附着 量测 定 是 利 川 型 州 。 精 度分 析天 平 ， 通过 重量 法 量测 。 拉模 出口 处 钢 丝表 断温 度川 一 静态表而温 度计测 量获 得
2实验结果及分析 2,1强迫润滑拉拔力降低 X:lor71h了-0mm 在钢丝减面率为28.6%（原料b4.25mm经 /Drawirg foree 一道拔至中3.59mm)和不同拉拔速度的条件 a Tensile strengin of wire 下；强迫润滑（采用不同长度压力管）的拉拔 1=17 55.5 力与常规润滑的拉拔力对比，如图2所示。由 图2可见： 采用各种长度的压力管，进行强迫润滑拉 4.9 250 20D 5 拔时，拉拔力均比常规润滑拉拔时低，尤以压 1',m/min 力管长度为37mm的拉拔力为最低，与常规拉 图2拉拔速度和压力管长度1对拉拔力指 拔相比，拉拔力降低19,4%。随着拉拔速度的 数Pcb的彩响 增加，强迫润滑拉拔力均下降，而常规润滑拉 Fig.2 Effect of drawing speed 1 and nozzle length on index of drawing 拔力却增加。 force P/ab 注：为消除试料钢丝强度极限的差异对拉拔力的影响，我们采用拉拔力指数P_代梦拉找力Γ Gh 2,2强迫润滑拉拔后铜丝表面润滑剂附着量增加 选取拉拔速度为86.4m/min,钢丝减面率为27.6%，进行两种润滑方式的拉拔，用重量 法检测其拉拔后钢丝表面润滑剂附着量。其结果列于表1。为了消除取样钢丝长度测量误差 表1两种润滑拉拔钢丝润滑剂附潜量 Table 1.The weight of lubricant with two lubricated drawing methods 压力管长度mm 27 37 47 57 67 无压力管 锅丝表面润 5.02 5.71 5.56 4.23 4.1e 0.91 滑剂附若量 3.53 5.53 5,10 4,86 4.17 0,89 g/m2 3,48 6.36 5.93 4.40 5,11 0.85 平均值 4.01 5.87 5.53 4.50 4.48 0.88 的影响，采用如下公式计算钢丝表面润滑剂附着量R: 4R=0-w2.×7.8×10×D2,g/m (1) 4102 式巾1一拉拔后钢丝试样的原始重量g; w2一一表面清洗后钢丝试样的重量g: D2一钢丝试样的直径mm。 由表1可见，强迫润滑拉拔钢丝表面润滑剂附着量比常规的大许多倍.最大近6倍，压 力管长度为37mm左右的润滑剂附着量为最多。 327
实验结果及分析 。 强迫 润滑 拉拔 力降 低 在钢丝减面率为 · 原料必 · 经 一道拔 至 必 和不 同拉拔速 度 的条 件 下 强迫润猾 采 用 不 同长 度压力管 的拉 拔 力与常规润滑 的拉拔 力对 比 ， 如图 所 示 。 由 图 ‘ 可见 采 用各种长 度的 压 力管 ， 进 行强迫润 滑拉 拔时 ， 拉拔 力 均 比常规 润滑拉拔 时低 ， 尤 以 压 力管长度为 的拉 拔力 为最低 ， 与 常规 拉 拔相 比 ， 拉拔 力降低 。 随着拉拔速 度的 增加 ， 强迫润 滑拉拔 力均下 降 ， 而常规润 滑拉 拔 力却增加 。 曹 呈〕 下 夕 二二书 ， 二一 之 。 、丫 只 了泣李，、 、 ， 几 ，之 己 ，二 、衬 、 一 … 狡 云石益叼一二乡、 肠 卜 · 卜 ，二二 ￡笋 之绮 ，， 李二 ， 」‘ 图 拉拔 速 度 和 压 力管长 变 对 拉拔 力指 数 厂。 。 的影 响 不 · 乞 卜 注 为消除 试料钢 丝 强度极限 的差异对拉拔 力的影响 ， 我们 采用拉拔 力指数二 代 替拉 拔 力 强迫 润滑 拉 拔 后铆 丝 表面 润滑 剂 附着 盆增 加 选取拉拔 速度为 ， 钢丝减 面率为 写 ， 进 行两种润 滑方 式 的拉拔 ， 用重 量 法检测其拉拔 后钢丝表面润滑剂附着量 。 其结 果 列于表 。 为 了消除 取样钢 丝长 度测量误差 、 、 表 两种 润 滑 拉 拔钢 丝 润滑 剂 附着 量 。 ， 压 力管长度 钢 丝 表面 润 滑剂 附着量 · 。 平均 值 无 压 力管 。 。 。 。 连 沈 。 。 。 。 。 。 。 。 的影 响 ， 采 用如下 公 式计算钢 丝表面润滑剂附着量刀 却 工 一 却 “ ， “ 义 ， 式 中 功 — 拉拔 后钢 丝试 样 的原始重 量 二 — 表面清洗 后钢 丝试样 的重 量 — 钢 丝试样 的直径 。 由表 可见 ， 强迫润滑 拉拔钢丝表面润 滑剂附着量 比常规 的大 许 多倍 ， 最大 近 倍 ， 压 力管长度为 左 右的润滑剂附 着量 为 最多
2,3强迫润滑拉拔出口钢丝表面温度低 1225 与常规润滑拉拔相反，随拉拔速度增， 67 21 其出口钢丝表面温度反而降低。 在拉拔速度为216m/mn,钢丝减面率为目 57 15 1i0 27,6%,采用各种长度压力管拉找时，钢丝表寸 37 193 面温度T分布曲线示于图3(a)。采用压力管 27 100 强迫润滑拉拔后的钢丝表面温度均比常规润滑 95105 115 125 拉拔的低，而且尤以长度为37mm压力管强迫 T,℃ 润滑的为最低。 ,h:Reduction in arca=27.69 在钢丝减面率为27.6%的条件下，常规润 4:Drawing speed=216m/min 滑和压力管长度为37mm强迫润滑拉拔斤钢丝 h:1,=0,c:I=37 表面温度与拉拔速度关系，分别示于图3(b、 图3压力管长度L和拉拔速度”（常焜润滑和强 边润滑)与出口钢丝表面温度T的关系 ©)中。明显可见：常规润滑拉拔，随拉拔速度 Fig.3 The dependence of pressure nozzle 的增加，出口钢丝表面温度上升，而强迫润滑 length and drawing speed 1 (uuder conventional lubrication and 拉拔，则随拉拔速度的提高，口钢丝表面温 forced lubrication)and on surfase 度下降。 wire temperature at outlet dot T 3用压力管实现强迫润滑拉拔的机理 由于润滑剂以活性原料配制，对金属表面有一定的附着性。这样，润滑剂就不断地随钢 丝的运动形成流体进入压力管和拉模。由于钢丝与压力管间隙很小，钢丝带着润滑剂就象高 压泵活塞一样，不断地把随钢丝运动的润滑剂带入压力管与.工作模间形成的润滑室。故随钢 丝运动润滑剂形成流体动力作用。 拉模朝钢丝运动的方向，具有锥形收欲楔。因此、在收敛楔的作用下，被带入的润滑剂 将有一部分被挤而向压力管方向流动，但因压力管与钢丝的间隙很小，润滑剂的这种流动会 受到随钢丝运动润滑剂粘滞力的阻碍，必然在间隙内“拥挤”而形成压力，随钢丝运动，润 滑剂如运动的流体不断地进人间隙中，导致润滑剂压力不断上升，直到平衡，润滑剂达到一 定值，在与工作模相接的压力管中润滑剂压力可达202,96N!mm~261.56N/mm21),在这 种高压作用下，润滑剂被压附在钢丝的表面，同时被迫斥入模孔。从而使拉拔塑性变形区润 滑膜增厚，形成强迫润滑拉拔。 4强迫润滑拉拔力及压力管较适长度的理论解 由图4所示强迫润滑拉拔的塑性变形区， 其中τ一平行于模壁的单位摩棕力： g,一作用在单元体abdc的bd侧面上的应力； 刀一—一模壁对变形体的正压力； 日一拉模的半锥角。 328
强 迫 润滑拉 拔 出口 钢丝 表面 温 度低 与常规 润滑拉拔相反 ， 随拉拔 速度增 ， 其 出 注日‘ 口 钢丝表面温 度反而 降低 。 在 拉拔速度 为 ， 钢 丝减面 率 为 。 ， 采 用各种长度压 力管 拉拨 时 ， 钢 丝 表 面温 度 分 布 曲线 示 于 图 。 采 用 压 力管 强迫润 滑拉拔后 的钢丝表 面温 度均 比常规 润 滑 拉拔 的低 ， 而且尤 以长 度为 压 力管强 迫 润滑 的 为最低 。 在钢 丝减面率为 了 的条件下 ， 常规 润 滑和压 力管长度为 强迫润滑拉拔 后钢 丝 表面温 度与拉拔 速度关 系 ， 分别 示于 图 、 中 。 明显 可 见 常规 润滑 拉拔 ， 随拉拔速度 的增 加 ， 出 口 钢 丝表面 温 度土 升 ， 而 强 迫润 滑 拉拔 ， 则随拉拔 速度 的提高 ， 出 口 钢丝 表面温 度下 降 。 」 人 洲扩卜 洲洲 产 、 冬 产 ‘ 厚 一飞 ，蜂一 甘 ，，， 巨 … 、 一 ， 卜 一 ， 丁 ， “ 、 二 ‘ ， 石 。 二 ‘ 夕石 ‘ 二 叭 石 』 二 ， 二 爪 力管 长度 和 拉拔 速 度丫 常规 润滑和强 迫 润 滑 与 出 钢 丝 表面 温 度 的关 系 只 ’ 一， 盆 ‘ 丁 用压 力管实现强 迫润滑拉拔 的机理 由于润滑剂 以活性原料配 制 ， 对金 属表面有一定 的附 着性 。 这 样 ， 润滑剂就 不断 地随钢 丝 的运动 形 成流体进 入 压力管 和拉模 。 由于 钢 丝 与压力管 间隙很 小 ， 钢 丝 带 着润滑剂 就象高 压泵活塞 一样 ， 不断地 把随钢丝 运动 的 润滑剂 带 入 压力管 一 ‘歹工作模 间 形成 的润滑室 。 故随钢 丝 运 动润滑剂形 成流体动力作 用 。 拉模朝钢丝 运动 的 方向 ， 具 有锥 形 收敛楔 。 因此 在收敛 楔 的 作用下 ， 被带 入 的润滑剂 将 有 一部分被挤 而 向压 力管方向流动 ， 但 因压 力管 与钢丝 的间隙 很 小 ， 润滑剂 的这种 流动 会 受到 随 钢丝 运动 润滑剂粘 滞力 的阻 碍 ， 必然在间隙 内 “ 拥 挤 ” 而 形 成 压力 ， 随 钢 丝 运动 ， 润 滑剂 如 运动 的 流体 不断 地进 入 间隙 中 ， 导致 润滑剂 压力不 断 上 升 ， 直 到 平衡 ， 润 滑剂达到 一 定 值 ， 在 与工 作 模相接 的压 力管 中润滑剂压 力 可达 厂 亡 一 “ 川 ，在 这 种高压 作 用 下 ， 润滑剂 被 压 附 在钢丝 的 表面 ， 同时被迫 压 入 模孔 。 从 而 使拉拔塑性 变 形区 润 滑膜 增 厚 ， 形 成强迫润滑 拉拔 。 矛尸 强迫润滑拉拔 力 及压 力管较适 长度的理论解 由图 所示 强迫润滑拉拔 的塑 性变 形区 ， 其 中 — 平行于 模壁 的单 位 摩擦 力 — 作 用在单 元体 的 侧面上 的应 力， 刀— 模 壁 对变形 体 的正 压 力 — 拉模的半锥 角
F+dF Gr-dor T717 图4强迫润滑拉拔塑性变形区 Fig.4 The region of plastic flow in wire drawing under forced lubrication 设塑性流动沿着以o为中心的半径的径向线是均匀的，由变形区单元体abdc的平衡条件得： rdo,/dr +2(a,+p)+2rctge=0 (2) 由塑性条件p+0,=0, 则式(2)变为rdp/dr-2o,-2xctg0=0 (3) 式中，一变形体（钢丝）平均屈服应力 拉拔时所用润滑剂为皂粉，属非牛顿体，其剪应力x和剪切速率d4Z不成正比，可近 似表示为2~4) T=A+Bdu/dZ (4) 式中A和B一雷诺常数。A为表示润滑剂抵抗运动的能力，而B表示润滑剂的流动阻力： 其中A=A,eP,B=B,ep 式中A,B。一润滑剂常数： 中一一润滑剂压力指数： 根据流体动力学，变形区中润滑剂流动速度4为： 4=(1/2B)(dp/dr)(Z2-hZ)+(Z-h)v/h (5) 式中)一一塑性变形区钢丝变形流动速度； h一钢丝与工具间距（塑性变形区润滑膜厚度）。 则剪应力x为： =(dp/dr)(Z2-h/2)+n (6) (6)式中 T。=A+Bvh 而且 (dp/dr)(Z-h/2)值很小 故t近似可等于t,,即 329
图 强迫 润滑拉拔 塑性 变形 区 ， 设塑性流动沿着以 。 为 中心 的半径的径 向线是均匀 的 ， 由变形 区单 元体 的平衡 条 件得 ， 口 ， 尹 由塑性条件 。 十 二 民 则式 变为 一 ， 一 忱 二 式 中 口 — 变形体 钢 丝 平均屈 服应力 拉拔 时所 用润滑剂 为皂粉 ， 属非牛 顿体 ， 其 剪应 力 和剪切速 率 不 成正 比 ， 可近 似表示 为 〔 ” 一 ’ 十 式 中 和 — 雷诺常数 。 为表 示润滑剂 抵抗运 动 的能 力 ， 而 表示润滑剂 的流动阻 力 其 中 过 ‘ ， ， 丑 刀 。 ‘ 式中 ， 。 — 润 滑剂常 数 功— 润滑剂 压力指数 根据 流体动力 学 ， 变形 区 中润滑剂 流动速 度 “ 为 一 一 。 式 中 。 一一塑性变形 区钢丝 变形流动 速度 五— 钢丝 与工 具 间距 塑性 变 形 区 润滑膜厚 度 。 则剪应力 为 ， 一 。 式 中 。 。 而且 刀 一 值很 小 故 近似 可等于 ， 即
T=A+Bvih (7) 由于假设为均匀变形，故有 0=(D/D1)2v (8 式中。v一钢丝运动速度； D一一塑性区中任意点钢丝直径； D,一钢丝进料直径。 变形区中润滑膜以度可看作是线性变化，行 h=(r/r,)h2=(D/D:)h2 (9) 式中h2一塑性变形刚发生点的润滑膜厚度。将(7)、(8)和(9)式代入(3)式，并根据 入口区r=r1,D=,-y、出口区r=r2,刀=0，-4P/πD边界条件，则塑性变形刚发生点的 润滑膜厚度h:为 h2=3Bovooctgo e-tp-e-G (10) 式中G=0,为反拉应力。 最后得拉拔力p为： p=9.{1+合l〔20”z8(a-+28-+per门} 4 (11) 式中σ一拉拔钢丝平均屈服应力： P,一压力管在拉模人口处产生的润滑剂压力多 D2一拉拔后钢丝直径， G:=(a-); F=(r1/r2)2=(D11D2)2。 根据文献〔5)，压力管在拉拔入口处产生的润滑剂压力P:以及反张应力y分别为： nm-16n{号〔e-1+1-A+e,-12+26e-+hg9+号-D门} (12) y=40〔4+.+12”）-〕如 21 (13) 式中 E=bB。l h子 L一压力管长度： h,一压力管与钢丝的间隙。 拉拔力的理论计算框图如图7所示。首先由(12)和(13)式迭代计算，求出强迫润滑 压力管在拉模入口处产生的润滑剂压力P,和反张应力”，然后由(11)式计算出拉拔力。 取不同长度压力管进行拉拔力的计算，其中拉拔力达到最小的压力管长度，即为较宜压 力管的长度。 330
刀 由寸 假 设 为均 匀变形 ， 故 有 ‘ 二 “ 口 式 中 ， — 钢丝运动速 度 —塑性 区 中任意点 钢丝 直 径 ， ， —钢丝进 料直径 。 变形 区 中润滑膜厚度 可着 作是 线性 变化 ， 有 二 丙 二 式 中 — 塑性 变形刚发 生 点 的润滑膜 厚 度 。 将 、 和 入 口 区 二 ， 。 一 、 出 口 区 ， 口 ， 一 二 孟边 界条 件 ， 润滑膜 厚度丙 为 叮 式 代入 式 ， 并 根据 则塑性 变形 刚发 生 点的 、 ︸了吸‘、、矛 口且 八曰，︸且 。 。 功 一 ‘ ， 一 一 ‘ 式 中 诱， ， ， 刀为 反拉应 力 。 最后得拉拔力 刀 为 一 、了月 一 ‘了、 曰一 一 ︸ ‘了、 呀 介‘ 一 夕、 透少 汀 子 一 ‘ 巴 。 ‘ 十 护 〔 一 ‘ ， 一 一 一 式 中 。 — 拉拔钢丝 平 均屈 服应 力 ， — 压力管在拉模入 口 处产 生 的润滑剂压 力 刀 — 拉拔 后钢 丝直径 价 一 刀 二 ， 。 根 据文献 〔 〕 ， 压 力管在拉拔 入 口 处产 生 的润滑剂 压力 ，以 及 反 张应 力 分别 为 了，、 一 ﹂ 自少，、 护、 功 丢厂 一 “ ， 一 百 一 “ 一 尸 一 ‘ 、 丫 日 ， 〔 “ 。 。 。 一 一 一 止 一 十 一 一 币 功 勺一 迎五一 尸 一 一 ， 式 中 。 。 ， 。 一一一‘ 匕 丛亡 一二 贾 — 压 力管长 度 — 压 力管与钢丝 的间隙 。 拉拔 力 的理 论 计算框 图如 图 所 示 。 首 先 由 和 式迭 代 计算 ， 求 出强迫润滑 压 力管在拉模 入 口 处产 生 的润 滑剂 压 力 ，和 反张应 力 ， 然 后由 式 计算 出 拉拔 力 。 取 不 同长 度压 力管进行拉拔力 的计算 ， 其 中拉拔 力达到 最小 的 压 力管长 度 ， 即 为较宜压 力管的长 度
5理论解的实验验证 理论计算所需原始数据为：A。=10.2N/cm”,B=1,8×10-8 N.s/cm°，中=3.6× 105cm2【51,70钢丝拉拔前屈服应力0，=6.37×10Njcm2,拉拔后钢丝屈服应力0，= 9.31×104N/cm2,其平均屈服应力o=7,84×104N/cm2,拉模半锥角0=7°，拉拔前钢丝 直径D:为0.422cm,拉拔后钢丝直径D2为0.359cm,钢丝与压力管间隙h1=0.015cm,拉拔 速度v=104cmjs,送代精度c=104。将上述数据代人(12)、(13)和(11)式，按图5 进行计算，得到拉拔力随压力管长度变化的计算曲线，与实验测量值相比较，如图6所示。 由图可知，理论计算曲线与实测得到的规律一致，拉拔力随压力管长度增加，开始显著下 降，达到最小值后又开始上升。其数值，最大误差小于12%，除压力管长度！=27mm外，其 它各点误差均小于8%。压力管长度为27mm Input:Original value G,do.Bo ,9,D1,D,1,F,G 时，误差之所以较大，这是因为压力管过短， 尚未形成有效的强迫润滑。由理论计算，拉拔 力达到最小值的压力管长度为34mm,与实验 Give:Initial value 结果（压力管长度为37mm)相比较，也较相 近。 Calculate::P,头h Ny-y<c 6000Experiment 55000 Present theory Calculate:P1,P 010203040506170 End Nozzle length I,mm 图5拉拔力计算流程 图G计算位与实测植的比较（拉我力） Fig.5 Flow chart of calculating drawing Fig.6 Comparison between calculated and force observed drawing force 6结 论 (1)使用压力管与工作模同心排列组合，可以实现强迫润滑拉拔。 (2)强迫润滑拉拔可使拉拔力减小、钢丝表面润滑剂附着景增加、出口钢丝表面温度降 低，有利于提高拉拔速度。 (3)理论计算与实验表明，在实验拉拔的条件下，较适宜的压力管长度为34mm左：右。 参考文献 1阮照窘，郑振忠等。强迫润滑拉拔压力管润滑剂压力。第一届全国深抓工学术会议 论文.南京。1986.12 2 Lancaster P R.The wire Industry.1976;43 (5):627 1976;43 (7):562 3中村。塑性之加工，6,59(1965-10)：548 4瓦洛惠特JA,艾农J.润滑力学近代发展。北京：机械工业出版社.1982；3 5郑振忠，北京钢铁学院硕土论文，1987；5 331
理论解 的实验验证 理论计 算 所 需 原 始 数 据 为 。 为 厂 ， 二 一 入 · 沁 艺 ， 协 一 〔 ” 〕 ， 一 钢 丝 拉拔前屈 服应 力 二 沁 “ ， 拉 拔后钢丝屈 服 应 力 叮 二 · ， ， 其 平均屈 服应 力 丫 ， 拉模半锥角 二 “ ， 拉拔前 钢丝 直径 为。 ， 拉拔 后钢丝直径 为 ， 钢丝 与 压 力管间隙 工 。 · ， 拉拔 速 度 ， ， 迭 代精度 一 。 将上 述数据代 入 、 和 式 ， 按 图 进行计算 ， 得到 拉 拔 力随 压力管长 度变化 的计算 曲线 ， 与 实验 测 量值 相 比 较 ， 如 图 所 示 。 由图 可 知 ， 理 论计算曲线 与实测 得到 的规 律 一致 ， 拉 拔力随 压 力管长 度增 加 ， 开 始 显 著 下 降 ， 达 到 最 小值 后 又开 始上 升 。 其数值 ， 最大 误差 小 于 ， 除 压 力 管长 度 。 外 ， 其 它各 点误差 均小 于 。 压 力管 长 度为 工 ， 子序， ， 功 ， ， ， 刀 ， 卜 ， 。 尸 时 ， 误 差之 所以 较大 ， 这是 因为压 力管过 短 ， 尚未 形成有效 的强 迫润 滑 。 由理 论计算 ， 拉 拔 力达 到 最小值的压 力 管 长 度为 ， 与实验 结果 压 力管长 度为 相 比较 ， 也 较 相 近 。 夕 」一声尸 了 弓 、 气 尸尸沪 口一 口口 一 匕一二 ， 二 一‘沙‘﹄助。 ﹄ 图 拉拔 力计算流 程 图 计 算值与实测 位 的 比 较 拉找 力 结 论 使 用压 力 管 与工 作模 同 心 排列组合 ， 可以实现 强迫润 滑拉拔 。 强 迫润滑 拉拔 可使拉 拔 力减小 、 钢 丝表面润 滑剂附 着 量增加 、 出 口 钢 丝 表面 温 度降 低 ， 有 利 于提 高拉 拔速 度 。 理 论 计算与实脸表 明 ， 在 实验 拉 拔 的 条件下 ， 较 飞左之的压 力管长 度为 左右 。 参 考 文 献 阮 煦寰 ， 郑振忠等 强迫润 滑拉 拔 压 力管润滑剂压 力 第一届 全 国 深 加工 学 术 会议 论文 南京 。 。 切 夕 中村 。 塑性 七 加工 ， 一 瓦 洛惠 特 ， 艾农 润滑力 学近代发 展 北京 机 械工 业 出版社 郑振 忠 北京钢铁 学 院硕 士论 文