[發(fā)明專利]一種具有組合式擠壓軸的擠壓機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710087250.7
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106903178B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 吳任東;袁朝龍;武東文;焦瑋;劉雨桐;黃佳杰;馮消冰;姜藝林
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B21C23/20
• 分類號: B21C23/20;B21C26/00;B21C25/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財寶

本發(fā)明提供一種具有組合式擠壓軸的擠壓機，其包括：安裝于機架底部的工作臺，所述工作臺上側固定設置具有中空結構的擠壓軸本體，所述擠壓軸本體的中空結構內(nèi)設置沿豎直方向上下位移、用于擠壓坯料成型的芯棒，所述擠壓軸本體的上端固定連接有具有與所述芯棒外徑相匹配的中空孔道的擠壓墊，所述擠壓墊的上方設置用于配合所述芯棒擠壓坯料成型的動模機構。本發(fā)明的具有組合式擠壓軸的擠壓機，能夠有效的提高作業(yè)效率、降低成本。

技術領域

本發(fā)明涉及大口徑無縫管材生產(chǎn)技術領域，更具體地，涉及一種具有組合式擠壓軸的擠壓機。

背景技術

擠壓機是利用金屬塑性壓力成型，實現(xiàn)金屬擠壓加工的最主要設備。其主要的特點即是將金屬坯料一次加工成型，加工處理速度快、質(zhì)量可靠。

大口徑管材擠壓機分為長程擠壓機與短程擠壓機兩種。短程擠壓機指的是主缸行程比常規(guī)主缸行程要短，可減少空行程時間，提高效率。長程擠壓機的擠壓軸與芯棒相對位置固定，因此，在上料時需要擠壓軸與芯棒移動更長的行程才能產(chǎn)生容納坯料裝填的空間。整體上，長程擠壓機比短程擠壓機的設計更加復雜，占用空間更多，成本也更高。

在擠壓加工大口徑黑色金屬厚壁無縫管材時，因為其擠壓力很大，通常需要重型擠壓設備。對于重型擠壓設備的設計與制造，長程擠壓機的成本要明顯高于短程擠壓機。同時，由于重型擠壓機設備的擠壓筒噸位較大，采用擠壓筒偏離擠壓中心線上料的方式難度較大，因此，在擠壓加工大口徑黑色金屬厚壁無縫管材時，主要采用擠壓筒、擠壓軸、芯棒可重合的短程擠壓機結構。

大口徑黑色金屬厚壁無縫管材短程擠壓機的擠壓工藝中，擠壓軸和芯棒是擠壓工藝所需要的核心模具，其疲勞壽命、經(jīng)濟性和結構緊湊性都有很高的要求。傳統(tǒng)的擠壓軸主要采用整體式結構，即，擠壓軸的內(nèi)徑直接與芯棒的直徑相配合，擠壓軸的內(nèi)端面與芯棒的外端面密切接觸但可以相對滑動。這種結構制造簡單，但在加工不同直徑尺寸的鋼管時需要整體更換擠壓軸與芯棒，成本較高。

當芯棒直徑小于擠壓軸內(nèi)徑時，無法完成鋼管擠壓工藝，原因主要有兩點。第一，當芯棒直徑小于擠壓軸內(nèi)徑時，芯棒與擠壓軸內(nèi)孔之間會產(chǎn)生間隙，在擠壓時高溫的坯料會順著該間隙反流形成飛刺。當飛刺形成過多，會增加芯棒及擠壓軸內(nèi)孔產(chǎn)生的磨損，同時也會使擠壓力增大。同時，在擠壓結束、芯棒回程時，飛刺的存在導致回程力過大甚至無法實現(xiàn)回程。第二，擠壓鋼管質(zhì)量好壞的一個重要參數(shù)是鋼管的偏心程度，當鋼管偏心程度過大時只能以報廢處理。為降低鋼管的偏心程度，芯棒需具有良好的剛度。由于芯棒僅有下端固定，等效于一端固定的懸壁梁結構。當芯棒與擠壓軸內(nèi)孔之間存在一定間隙時，則芯棒的固定點將從與擠壓軸接觸的上端位置轉移到芯棒的下端，如此，使得芯棒的等效懸壁梁長度增加，相應的剛度下降，不利于對擠壓鋼管的偏心程度控制。

此外，鋼管最重要的結構參數(shù)包括鋼管內(nèi)徑與外徑，其中，鋼管外徑大小由擠壓模內(nèi)徑尺寸決定；鋼管內(nèi)徑尺寸則由芯棒直徑?jīng)Q定。當擠壓不同規(guī)格的鋼管時，需要安裝對應不同的擠壓模與芯棒，因此，也需要對應更換與芯棒相匹配的擠壓軸。

由此可知，傳統(tǒng)的整體式擠壓軸結構具有兩大缺點：1、當擠壓不同內(nèi)徑的鋼管時需要使用對應不同直徑的芯棒。為與不同直徑的芯棒相配合就需要更換相應的不同內(nèi)徑的擠壓軸。因此，為擠壓不同規(guī)格的鋼管就需要常備不同規(guī)格的擠壓軸，同時，這些擠壓軸大部分時間又將處于閑置狀態(tài)，造成一定程度的浪費。另外，過多的整體式擠壓軸的保養(yǎng)、維護、更新也需要大量的成本，從而使得模具成本過高；2、擠壓軸與芯棒在使用過程中，會存在一定程度的磨損，其整體更換的成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的能夠有效提高不同內(nèi)徑管材加工效率、降低成本的具有組合式擠壓軸的擠壓機。