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摘 要 随着经济和工业的发展，异型棒材的需求量越来越大，拉拔机是完成棒材加工的传统设备。本文对链式单线拉拔机的牵引系统进行了设计，涉及传动部分、牵引部分、辅助和支撑部件设计。
关键词 链式拉拔机；异型棒材；拉拔模；牵引系统
中图分类号：TG355 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0017-01
棒材在工业生产中随处可见，它被人们广泛的应用在机械、建筑等行业中。其中异型棒材应用的最为广泛。拉拔机是目前异型棒材生产中应用的最为普遍的设备。与车床相比，通过拉拔机加工棒材可以以较低的加工成本实现较好的加工速率和材料利用率，而且其产品具有更好的力学性能和表面质量。另外，拉拔机的结构和操作也比车床简单。但其缺点是由于有链节的存在，导致传动中有周期性间歇冲击，同时易引起振动、噪音，从而会恶化成品管的表面质量。设计更高性价比的拉拔机对于整个国家工业和人们日常生活都是有极大益处的。本文对异型棒材的链式单线拉拔机的牵引系统展开设计。
1 传动部分设计
本设计选择加工的棒料的直径是：将直径18 mm的棒材拉拔成边长为9.24 mm的六角形异型棒材。棒材的材料是65 Mn。设定拉拔最大长度为3 m，小车返回速度为60 m/min，主电机功率为380 kW。
拉拔模由模芯和模套组成。模芯必须加上模套，并施加一定的预应力。通过分析模芯孔型结构，确定拉拔模的尺寸如图1所示。为提高拉模的使用寿命可对拉拔模表面采用渗硼、渗钛或渗氮等涂层处理。本设计才采用碳化钛基陶瓷拉拔模。
选用型号为Y135/200-2的Y系列三相异步电动机，额定功率380 kW，满载转速1630 r/min，电机轴直径75 mm，选取型号为20A的单排滚子链条进行传动。
2 牵引部分设计
链式拉拔机常用拉拔小车作为拉拔加工的工作台。本设计采用的是使用牵引钩与链条来拉动小车运动，以实现拉拔运动。拉拔小车包括轮子、牵引钩、夹紧装置、液压系统等。
采用40Cr作为牵引钩的材料。由于20A的链条的滚子的宽度为19.05 mm，因而选择牵引钩宽度为18 mm。令牵引钩高出导轨158 mm，牵引钩的长度为380 mm。
为了实现牵引钩与链条的自动挂接和分离，本设计选用液压作为动力源，通过液压缸内油压的变化使活塞杆完成伸缩动作，以间接控制牵引钩的旋转。通过计算并查阅设计手册，液压缸选用型号为HSGL01-30/20E。
小车轮子采用固定轴上安装滚动轴承，滚动轴承与轮子内圈相接触的设计。
3 辅助和支撑部件设计
推料装置是拉拔机必备装置，当加工大尺寸或大质量的工件时，可减少工人的劳动强度，并且可提高加工的工作效率。为了实现拉拔加工的自动控制，本设计选择液压推料装置。由液压缸的移动带动滑块移动，滑块与棒料的摩擦力带动棒料向模孔方向移动，完成棒料的自动进料。
夹紧装置是完成拉拔加工必不可少的装置。正确设计和合理使用夹具，不但直接关系到棒材的顺利拉拔，还关系到拉拔后成品材的表面质量和正圆度。目前，国内、外拉拔机的夹紧机构基本上可分为夹钳机构和钳口机构。本设计采用动力源为液压的斜楔钳口夹紧机构。斜楔夹紧机构具有扩力作用，楔角愈小，扩力比愈大。
通过对链轮的设计及计算，确定链轮轴孔直径为70 mm，轴肩处直径为75 mm，根据轴承座之间的距离和定位需要，轴长度为240 mm。由于轴承只承受径向力，其内径为70 mm，所以选用深沟球轴承，型号为6014；拉拔小车轮子的轴直径为20 mm，也只承受径向力，所以选用型号为6205的深沟球轴承。轴承润滑方式采用油润滑，轴承座采用滚动轴承座。
通过以上分析，确定了最终的设计方案（图2）。拉制18 mm的棒料成内接于直径为16 mm的圆的端面为六角形的异型棒材。最大拉拔长度为2000 mm，采用液压推料装置，斜楔形块夹紧机构。通过电动机、变数箱、链条、拉拔小车、棒材，牵引系统将链轮的转动转化为工作台的移动，再通过工作台夹具拉动棒材完成拉拔加工。
4 结论
在异型线材的拉拔加工中，拉拔机的牵引系统是拉拔机执行拉拔工作的重要组成部分。本文对拉拔机牵引系统进行了设计，通过牵引系统将齿轮的转动转化为工作台的移动，再通过工作台夹具拉动棒材完成拉拔加工，这样能够实现更大效率的机械传动，降低零件的磨损，更高的加工速率，更平稳的传动以及均匀的拉力牵引，对于提高拉拔机的整体加工性能有重要意义。
参考文献
[1]杨学锋.碳化钛基陶瓷拉丝模设计理论及有限元仿真[J].山东大学学报，2006（02）：41-65.
[2]吴宗泽，罗圣国.机械零件设计手册[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]胡大超.连续式拉拔机无夹痕无变形夹紧机构设计分析[J].上海金属，1994，16（03）：32-37.
关键词 链式拉拔机；异型棒材；拉拔模；牵引系统
中图分类号：TG355 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0017-01
棒材在工业生产中随处可见，它被人们广泛的应用在机械、建筑等行业中。其中异型棒材应用的最为广泛。拉拔机是目前异型棒材生产中应用的最为普遍的设备。与车床相比，通过拉拔机加工棒材可以以较低的加工成本实现较好的加工速率和材料利用率，而且其产品具有更好的力学性能和表面质量。另外，拉拔机的结构和操作也比车床简单。但其缺点是由于有链节的存在，导致传动中有周期性间歇冲击，同时易引起振动、噪音，从而会恶化成品管的表面质量。设计更高性价比的拉拔机对于整个国家工业和人们日常生活都是有极大益处的。本文对异型棒材的链式单线拉拔机的牵引系统展开设计。
1 传动部分设计
本设计选择加工的棒料的直径是：将直径18 mm的棒材拉拔成边长为9.24 mm的六角形异型棒材。棒材的材料是65 Mn。设定拉拔最大长度为3 m，小车返回速度为60 m/min，主电机功率为380 kW。
拉拔模由模芯和模套组成。模芯必须加上模套，并施加一定的预应力。通过分析模芯孔型结构，确定拉拔模的尺寸如图1所示。为提高拉模的使用寿命可对拉拔模表面采用渗硼、渗钛或渗氮等涂层处理。本设计才采用碳化钛基陶瓷拉拔模。
选用型号为Y135/200-2的Y系列三相异步电动机，额定功率380 kW，满载转速1630 r/min，电机轴直径75 mm，选取型号为20A的单排滚子链条进行传动。
2 牵引部分设计
链式拉拔机常用拉拔小车作为拉拔加工的工作台。本设计采用的是使用牵引钩与链条来拉动小车运动，以实现拉拔运动。拉拔小车包括轮子、牵引钩、夹紧装置、液压系统等。
采用40Cr作为牵引钩的材料。由于20A的链条的滚子的宽度为19.05 mm，因而选择牵引钩宽度为18 mm。令牵引钩高出导轨158 mm，牵引钩的长度为380 mm。
为了实现牵引钩与链条的自动挂接和分离，本设计选用液压作为动力源，通过液压缸内油压的变化使活塞杆完成伸缩动作，以间接控制牵引钩的旋转。通过计算并查阅设计手册，液压缸选用型号为HSGL01-30/20E。
小车轮子采用固定轴上安装滚动轴承，滚动轴承与轮子内圈相接触的设计。
3 辅助和支撑部件设计
推料装置是拉拔机必备装置，当加工大尺寸或大质量的工件时，可减少工人的劳动强度，并且可提高加工的工作效率。为了实现拉拔加工的自动控制，本设计选择液压推料装置。由液压缸的移动带动滑块移动，滑块与棒料的摩擦力带动棒料向模孔方向移动，完成棒料的自动进料。
夹紧装置是完成拉拔加工必不可少的装置。正确设计和合理使用夹具，不但直接关系到棒材的顺利拉拔，还关系到拉拔后成品材的表面质量和正圆度。目前，国内、外拉拔机的夹紧机构基本上可分为夹钳机构和钳口机构。本设计采用动力源为液压的斜楔钳口夹紧机构。斜楔夹紧机构具有扩力作用，楔角愈小，扩力比愈大。
通过对链轮的设计及计算，确定链轮轴孔直径为70 mm，轴肩处直径为75 mm，根据轴承座之间的距离和定位需要，轴长度为240 mm。由于轴承只承受径向力，其内径为70 mm，所以选用深沟球轴承，型号为6014；拉拔小车轮子的轴直径为20 mm，也只承受径向力，所以选用型号为6205的深沟球轴承。轴承润滑方式采用油润滑，轴承座采用滚动轴承座。
通过以上分析，确定了最终的设计方案（图2）。拉制18 mm的棒料成内接于直径为16 mm的圆的端面为六角形的异型棒材。最大拉拔长度为2000 mm，采用液压推料装置，斜楔形块夹紧机构。通过电动机、变数箱、链条、拉拔小车、棒材，牵引系统将链轮的转动转化为工作台的移动，再通过工作台夹具拉动棒材完成拉拔加工。
4 结论
在异型线材的拉拔加工中，拉拔机的牵引系统是拉拔机执行拉拔工作的重要组成部分。本文对拉拔机牵引系统进行了设计，通过牵引系统将齿轮的转动转化为工作台的移动，再通过工作台夹具拉动棒材完成拉拔加工，这样能够实现更大效率的机械传动，降低零件的磨损，更高的加工速率，更平稳的传动以及均匀的拉力牵引，对于提高拉拔机的整体加工性能有重要意义。
参考文献
[1]杨学锋.碳化钛基陶瓷拉丝模设计理论及有限元仿真[J].山东大学学报，2006（02）：41-65.
[2]吴宗泽，罗圣国.机械零件设计手册[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]胡大超.连续式拉拔机无夹痕无变形夹紧机构设计分析[J].上海金属，1994，16（03）：32-37.