ITMI20001538A1

ITMI20001538A1 - SINGLE BODY PRESSURE DIE.

Info

Publication number: ITMI20001538A1
Application number: IT2000MI001538A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Vassena
Original assignee: Vassena Filiere S R L
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-07
Also published as: ITMI20001538A0; IT1318138B1

Description

La presente invenzione concerne una filiera monocorpo a pressione per la trafilatura a freddo con lubrificazione forzata di un filo metallico. The present invention relates to a single-body pressure die for cold drawing with forced lubrication of a metal wire.

Con il termine trafilatura si intende una riduzione di sezione ottenuta mediante traino forzato di un filo metallico attraverso un utensile, chiamato filiera, che ha un passaggio interno con una parte di ingresso a sezione progressivamente decrescente fino ad una strozzatura intermedia con sezione pari a quella desiderata per il filo metallico trafilato ed una parte di uscita a sezione crescente. The term drawing refers to a reduction in section obtained by forced pulling of a metal wire through a tool, called a die, which has an internal passage with an inlet part with a progressively decreasing section up to an intermediate bottleneck with a section equal to the desired one. for the drawn metal wire and an output part with increasing section.

La velocità di trafilatura, cioè la velocità lineare di passaggio del filo metallico attraverso la filiera, e il grado di usura delle filiere dipende dalla più o meno ottimale lubrificazione dell’area di contatto tra il filo metallico e la parete interna della filiera. The drawing speed, i.e. the linear speed of passage of the metal wire through the die, and the degree of wear of the dies depends on the more or less optimal lubrication of the contact area between the metal wire and the internal wall of the die.

Nel brevetto italiano n. 1230396 della stessa Richiedente è descritta un’attrezzatura per la lubrificazione forzata di una filiera in cui il filo metallico da trafilare viene fatto passare attraverso una sostanza lubrificante e poi attraverso una bussola di pressione con foro interno a sezione costante prima del suo ingresso nella filiera. Il filo trainato attraverso la bussola trascina con sé il lubrificante e lo forza ad entrare a pressione con il filo stesso nel passaggio interno della filiera. Un anello distanziatore con foro allineato e con la stessa sezione di quello della bussola di pressione è interposto tra la bussola e la filiera con funzione di guida per il filo ed il lubrificante. In the Italian patent n. 1230396 of the same Applicant describes an equipment for the forced lubrication of a die in which the metal wire to be drawn is passed through a lubricating substance and then through a pressure bushing with a constant section internal hole before it enters the die. The wire pulled through the bush drags the lubricant with it and forces it to enter by pressure with the wire itself into the internal passage of the die. A spacer ring with an aligned hole and with the same section as that of the withdrawal sleeve is interposed between the sleeve and the die with the function of guiding the wire and the lubricant.

Nella successiva domanda italiana di modellò di utilità n. MI99U000587 del 24 Settembre 1999 a nome della stessa Richiedente è prevista un’analoga attrezzatura in cui la bussola di pressione è direttamente innestata nella parte a sezione decrescente del passaggio intemo della filiera. In the subsequent Italian application for utility model no. MI99U000587 of 24 September 1999 in the name of the same Applicant, a similar equipment is provided in which the pressure bushing is directly engaged in the decreasing section part of the internal passage of the supply chain.

In entrambi i casi la lubrificazione a pressione richiede quindi la presenza di una bussola di pressione a monte della filiera con conseguenti problemi di ingombro, complessità di montaggio e costo. In both cases, pressure lubrication therefore requires the presence of a pressure bushing upstream of the die with consequent problems of size, assembly complexity and cost.

In accordo con la presente invenzione è stato trovato che è possibile ottenere risultati similari o migliori di quelli ottenibili con l'impiego di un sistema di filiera a pressione costituito sostanzialmente da due parti, la bussola di pressione e la filiera di trafilatura, mediante l'impiego di una filiera singola, realizzata con un disegno particolare, in modo tale che abbia la parte a sezione decrescente, su cui avviene la variazione di sezione del filo, caratterizzata da: In accordance with the present invention it has been found that it is possible to obtain similar or better results than those obtainable with the use of a pressure die system consisting substantially of two parts, the withdrawal sleeve and the drawing die, by means of the use of a single die, made with a particular design, in such a way that it has the part with a decreasing section, on which the variation of the wire section takes place, characterized by:

1. un angolo di conicità sostanzialmente inferiore agli angoli usati in filiere tradizionali; 1. a taper angle substantially lower than the angles used in traditional dies;

2. una lunghezza di questa parte conica sostanzialmente maggiore rispetto alla lunghezza usata in filiere tradizionali. 2. a length of this conical part substantially greater than the length used in traditional dies.

Più precisamente, mentre nelle tradizionali filiere a pressione l’angolo di conicità della parte a sezione decrescente del loro passaggio interno, altrimenti detto angolo di lavoro o comunemente nominato 2a, è pari alla metà della differenza di sezione percentuale tra il filo da trafilare ed il filo trafilato, aumentata di uno o due gradi, nella filiera secondo la presente invenzione l’angolo di conicità è scelto in modo da essere pari alla metà di detta differenza di sezione percentuale, diminuita di un valore compreso tra uno e sei gradi. More precisely, while in traditional pressure dies the taper angle of the part with decreasing section of their internal passage, otherwise called working angle or commonly referred to as 2a, is equal to half the percentage difference in section between the wire to be drawn and the drawn wire, increased by one or two degrees, in the spinneret according to the present invention the taper angle is chosen so as to be equal to half of said percentage difference in section, decreased by a value between one and six degrees.

E’ evidente che a parità di differenza di riduzione percentuale, cioè a parità di sezione tra il filo da trafilare ed il filo trafilato, e quindi tra l’ingresso della parte a sezione decrescente e la strozzatura intermedia, l'utilizzo di un angolo di conicità inferiore determina un aumento della superficie di contatto tra il filo e la filiera, per cui la pressione specifica per unità di superficie (sforzo) impiegata per ottenere la deformazione di sezione del filo diminuisce corrispondentemente. Ciò ha come diretta conseguenza una minore sollecitazione del lubrificante che mantiene più a lungo le proprie caratteristiche, ed in secondo luogo una più rapida dissipazione del calore prodotosi durante la deformazione stessa. It is evident that with the same percentage reduction difference, i.e. with the same section between the wire to be drawn and the drawn wire, and therefore between the inlet of the part with decreasing section and the intermediate constriction, the use of an angle of lower taper determines an increase in the contact surface between the wire and the die, so that the specific pressure per unit of surface (effort) used to obtain the section deformation of the wire decreases correspondingly. This has the direct consequence of a lower stress on the lubricant, which maintains its characteristics for a longer time, and secondly of a more rapid dissipation of the heat produced during the deformation itself.

Oltre alla conicità inferiore dell'angolo di lavoro la presente invenzione evidenzia un prolungamento sostanziale dell'angolo di lavoro dalla parte dell'ingresso del filo, nella parte antistante quella in cui avviene il diretto contatto con il filo, che determina caratteristiche e. prestazioni della filiera similari o superiori a quelle ottenibili con le tradizionali filiere a pressione, composte sostanzialmente da due pezzi. In addition to the lower taper of the working angle, the present invention shows a substantial extension of the working angle on the part of the wire entry, in the part in front of that in which direct contact with the wire takes place, which determines characteristics and. performance of the die similar to or higher than that obtainable with traditional pressure dies, substantially composed of two pieces.

La minore conicità e la corrispondente maggiore lunghezza della parte di ingresso della filiera secondo l’invenzione determinano il trascinamento di una maggiore quantità di lubrificante da parte del filo in fase di trafilatura e nello stesso tempo una più graduale compressione del lubrificante stesso, rendendo in tal modo possibile l’eliminazione dell’usuale bussola di pressione. The smaller taper and the corresponding greater length of the inlet part of the die according to the invention determine the dragging of a greater quantity of lubricant by the wire during the drawing phase and at the same time a more gradual compression of the lubricant itself, thereby making elimination of the usual withdrawal sleeve is possible.

Inoltre, il maggior percorso del filo nella parte di ingresso della filiera consente una maggiore distribuzione degli sforzi lungo l’asse del filo e della filiera con conseguente miglior trattamento del filo e minore usura della filiera. In addition, the longer path of the wire in the entry part of the die allows a greater distribution of stresses along the axis of the wire and of the die with consequent better treatment of the yarn and less wear of the die.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata fatta con riferimento agli uniti disegni, in cui: The characteristics of the present invention will be made clearer by the following detailed description made with reference to the accompanying drawings, in which:

la figura 1 mostra in sezione assiale una filiera di tipo tradizionale; la figura 2 mostra in sezione assiale una filiera secondo l’invenzione. La filiera tradizionale di fig. 1, normalmente impiegata in combinazione con una bussola di pressione, è formata da un corpo esterno 1, detto anche montatura, solitamente di acciaio, e da un nocciolo intemo 2, detto anche nucleo, solitamente a base di carburo di tungsteno sinterizzato o altro materiale di elevata durezza. Quest’ultimo è attraversato da un passaggio interno, esemplificativamente a sezione tonda, che ha una parte di ingresso 3 a sezione decrescente da un ingresso 4 ad una strozzatura cinlindrica intermedia 5 ed una parte di uscita 6 a sezione crescente a partire dalla strozzatura 5. La parte di ingresso 3 è preceduta, nel senso di avanzamento del filo da trafilare (da destra a sinistra guardando il disegno), da una parte di invito 7 ampiamente svasata per l’ingresso del lubrificante trascinato dal filo stesso. Anche il corpo esterno presenta una svasatura di ingresso 8 ed una svasatura di uscita 9. Figure 1 shows an axial section of a traditional type die; Figure 2 shows an axial section of a die according to the invention. The traditional supply chain of fig. 1, normally used in combination with a withdrawal sleeve, is formed by an external body 1, also called frame, usually made of steel, and by an internal core 2, also called core, usually based on sintered tungsten carbide or other material of high hardness. The latter is crossed by an internal passage, by way of example with a round section, which has an inlet part 3 with a decreasing section from an inlet 4 to an intermediate cylindrical narrowing 5 and an outlet part 6 with an increasing section starting from the narrowing 5. The inlet part 3 is preceded, in the direction of advancement of the wire to be drawn (from right to left looking at the drawing), by a widely flared inlet part 7 for the inlet of the lubricant dragged by the wire itself. The external body also has an inlet flare 8 and an outlet flare 9.

Nella filiera tradizionale, chiamata SI la sezione del filo metallico da trafilare che si presenta in corrispondenza dell’ingresso 4 e S2 la sezione del filo trafilato in corrispondenza della strozzatura 5, l’angolo di conicità (comunemente denominato 2a) della parte di ingresso 3 del passaggio interno della filiera è calcolato in modo da essere pari alla metà della differenza di sezione percentuale tra SI e S2 più 1°; se la differenza di sezione percentuale è ad esempio del 30%, l’angolo di conicità è 15° 1°, ossia 16°. La lunghezza L del tratto compreso tra l’ingresso 4 e la strozzatura 5, cioè tra le due sezioni di filo SI e S2, è corrispondentemente pari alla differenza tra le sezioni SI e S2 divisa per la tangente del semiangolo di conicità, nell’esempio considerato 6°. In the traditional die, called SI the section of the metal wire to be drawn which occurs at the inlet 4 and S2 the section of the drawn wire at the narrowing 5, the taper angle (commonly called 2a) of the inlet part 3 of the internal passage of the supply chain is calculated in such a way as to be equal to half the percentage difference between SI and S2 plus 1 °; if the percentage section difference is, for example, 30%, the taper angle is 15 ° 1 °, or 16 °. The length L of the section between the inlet 4 and the narrowing 5, i.e. between the two wire sections S1 and S2, is correspondingly equal to the difference between the sections SI and S2 divided by the tangent of the taper half angle, in the example considered 6th.

In figura 2 è rappresentata una filiera secondo l’invenzione, che ha le stesse dimensioni esterne della filiera tradizionale di figura 1 ed è prevista per la trafilatura di un filo metallico con le stesse sezioni SI e S2 all’ingresso e all’uscita della filiera. Le parti della filiera di fig. 2 che corrispondono a quelle della filiera di fig. 1 sono indicate con gli stessi numeri di riferimento. Figure 2 shows a die according to the invention, which has the same external dimensions as the traditional die of figure 1 and is intended for the drawing of a metal wire with the same sections S1 and S2 at the inlet and outlet of the die. . The parts of the die in fig. 2 which correspond to those of the spinneret of fig. 1 are indicated with the same reference numbers.

La filiera di fig. 2 differisce da quella di fig. 1 per quanto riguarda la conicità e la lunghezza della parte di ingresso 3 del passaggio intemo della filiera. Infatti l’angolo di conicità è stavolta calcolato in modo da essere pari alla metà della differenza di sezione percentuale tra Si e S2, diminuita di un valore compreso tra uno e sei gradi, preferibilmente 1° o 2°; se la differenza di sezione percentuale è ad esempio del 30%, l’angolo di conicità è quindi preferibilmente 15° - l°o 2°, ossia 14° o 13°, quindi inferiore a quello di fig. The supply chain of fig. 2 differs from that of fig. 1 as regards the taper and length of the inlet part 3 of the internal passage of the die. In fact, the taper angle is this time calculated so as to be equal to half the percentage section difference between Si and S2, decreased by a value between one and six degrees, preferably 1 ° or 2 °; if the percentage section difference is, for example, 30%, the taper angle is therefore preferably 15 ° - 1 ° or 2 °, i.e. 14 ° or 13 °, therefore lower than that of fig.

1. La lunghezza L del tratto compreso tra l’ingresso 4 e la strozzatura 5, cioè tra le due sezioni di filo SI e S2, varia ovviamente in modo inverso all’angolo di conicità ed è quindi corrispondentemente aumentata. 1. The length L of the section between the inlet 4 and the narrowing 5, ie between the two sections of wire SI and S2, obviously varies inversely to the taper angle and is therefore correspondingly increased.

Si è potuto constatare che con la filiera secondo l'invenzione si ottiene un tratto conico iniziale di ingresso del lubrificante che è pari ad almeno 1,4 volte la lunghezza della successiva parte conica a contato con il filo. It has been found that with the spinneret according to the invention an initial conical inlet portion of the lubricant is obtained which is equal to at least 1.4 times the length of the subsequent conical part in contact with the wire.

Claims

CLAIMS 1. Pressure die for cold drawing of metal wires, comprising an external body (1) and an internal core (2) crossed by an internal passage which has an inlet part (3) with decreasing section from an inlet (4 ) to an intermediate throat (5) and an outlet part (6) with an increasing section starting from said throat (5), characterized by the fact that said inlet part (3) has a taper angle calculated so as to be equal to half the percentage value of the reduction of the sections, relative to the diameters of the wire to be drawn and of the drawn wire, decreased by a value between one and six degrees.

2. Die according to claim 1, characterized in that said taper angle is calculated so as to be equal to half the proportional section difference between the inlet section (Si) and the outlet section (S 2) of the metal wire to be drawn minus 1 °.

3. Die according to claim 1, characterized in that said taper angle is calculated so as to be equal to half the proportional section difference between the inlet section (SI) and the outlet section (S2) of the metal wire to be draw minus 2 °.