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第第44章章挤压与拉拔设备挤压与拉拔设备44．．11挤压设备挤压设备挤压挤压––就是对放在容器就是对放在容器((挤压筒挤压筒))中的锭坯一端施加以中的锭坯一端施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。挤压机挤压机––是挤压车间的主要设备。是挤压车间的主要设备。––一个挤压车间视其生产规模的大小，可以选用一个挤压车间视其生产规模的大小，可以选用一台或几台挤压机进行挤压生产。一台或几台挤压机进行挤压生产。––挤压机的类型及其力能参数是决定其他辅助设挤压机的类型及其力能参数是决定其他辅助设备技术性能的基本依据。备技术性能的基本依据。44．．11．．11挤压机的类型及其结构挤压机的类型及其结构挤压机分类挤压机分类––按按工作轴线的位置工作轴线的位置、、结构类型、传动方式、加工方法结构类型、传动方式、加工方法及及生产的产生产的产品品，可以分很多种类，如图，可以分很多种类，如图44——11所示。所示。挤压机按其传动方式分为挤压机按其传动方式分为––机械式机械式曾用于挤压钢和冷挤压方面。曾用于挤压钢和冷挤压方面。昀大特点是挤压速度快。昀大特点是挤压速度快。但挤压速度是变化的、这对工具的寿命和制品性能的均匀性很不利，但挤压速度是变化的、这对工具的寿命和制品性能的均匀性很不利，因此应用有限。因此应用有限。––液压式液压式在挤压领域使用昀为广泛。在挤压领域使用昀为广泛。按工作轴线的位置分为按工作轴线的位置分为––卧式挤压机卧式挤压机––立式挤压机。立式挤压机。图图44--11挤压机的分类挤压机的分类44．．11．．11．．11卧式挤压机卧式挤压机主要特点：主要特点：––主要工作部件的运动方向与地面平行。主要工作部件的运动方向与地面平行。––(1)(1)挤压机本体和大部分附属设备皆可布置在地面上，有利于在工作时对挤压机本体和大部分附属设备皆可布置在地面上，有利于在工作时对设备的状况进行监视、保养和维护；设备的状况进行监视、保养和维护；––(2)(2)各种机构可布置在同一水平面上，易实现机械化与自动化；各种机构可布置在同一水平面上，易实现机械化与自动化；––(3)(3)可制造和安装大型挤压机，减少建筑施工困难和投资，同时制品的规可制造和安装大型挤压机，减少建筑施工困难和投资，同时制品的规格不受限制，因为是在地面水平出料；格不受限制，因为是在地面水平出料；––(4)(4)挤压机的运动部件，如：柱塞、穿孔横梁和挤压筒等的自重皆加在导挤压机的运动部件，如：柱塞、穿孔横梁和挤压筒等的自重皆加在导套和导轨面上，易磨损，难以保持精度，某些部件因受热膨胀而改变正套和导轨面上，易磨损，难以保持精度，某些部件因受热膨胀而改变正确的位置，因而易导致挤压机中心失调；确的位置，因而易导致挤压机中心失调；––(5)(5)占地面积较大。占地面积较大。主要缺点：主要缺点：––在用卧式挤压机生产管材时，昀易产生壁厚不均，即所谓的偏心。在用卧式挤压机生产管材时，昀易产生壁厚不均，即所谓的偏心。––这主要与上面所述的缺点有关。这主要与上面所述的缺点有关。应用：应用：––因卧式挤压机的优越性较多，因此在生产中应用昀广泛。因卧式挤压机的优越性较多，因此在生产中应用昀广泛。卧式挤压机分类：卧式挤压机分类：––棒型挤压机（单动式）棒型挤压机（单动式）棒型挤压机主要用在实心断面的制品，但是也可用空心锭或者组合模棒型挤压机主要用在实心断面的制品，但是也可用空心锭或者组合模生产空心断面的制品。生产空心断面的制品。––管棒挤压机（复动式）管棒挤压机（复动式）有独立的穿孔系统。有独立的穿孔系统。因有独立的穿孔系统，既可以用实心锭生产棒、型和管材，也可用空因有独立的穿孔系统，既可以用实心锭生产棒、型和管材，也可用空心锭生产管材。心锭生产管材。卧式挤压机按其挤压方法又可以分为：卧式挤压机按其挤压方法又可以分为：––正向挤压机正向挤压机––反向挤压机反向挤压机––联合挤压机联合挤压机((可实现正挤压或反挤压可实现正挤压或反挤压))它们之间的基本结构没有原则性的差别。它们之间的基本结构没有原则性的差别。挤压机的技术特性挤压机的技术特性挤压机的技术特性：挤压机的技术特性：––挤压力、挤压力、––穿孔力、穿孔力、––挤压杆的行程与速度、挤压杆的行程与速度、––穿孔针的行程与速度穿孔针的行程与速度––挤压筒的尺寸等。挤压筒的尺寸等。挤压机的额定能力挤压机的额定能力––标志着在工作时能给出的昀大挤压力，它等于工作缸的总面积与工作液标志着在工作时能给出的昀大挤压力，它等于工作缸的总面积与工作液体的额定压力的乘积。体的额定压力的乘积。––昀常用的卧式挤压机的能力为昀常用的卧式挤压机的能力为88～～50MN50MN。。主挤压缸和副挤压缸主挤压缸和副挤压缸––为了合理地使用挤压力、挤压速度和保护挤压工具不受损坏，挤压机设为了合理地使用挤压力、挤压速度和保护挤压工具不受损坏，挤压机设有主挤压缸和副挤压缸。有主挤压缸和副挤压缸。––当主缸和副缸同时工作时，挤压机的能力为高压力；当主缸和副缸同时工作时，挤压机的能力为高压力；––只有主缸工作时为低压力。只有主缸工作时为低压力。图4—250MN卧式棒型挤压机(无独立穿孔系统)l一前梁；2一锁键；3一锁键缸；4一压型嘴；5一模座；6一挤压轴；7一挤压筒；8一动梁；9一主柱塞回程缸；l0一主柱塞；11一后梁；12一主缸图4—350MN卧式棒型挤压机工作过程1一锭坯；2-挤压筒；3一挤压轴；4-压型嘴；5一锁键；6一挤压垫片；7一压余44．．11．．11．．22立式挤压机立式挤压机立式挤压机立式挤压机––主要部件的运动方向和出料方向与地面垂直；主要部件的运动方向和出料方向与地面垂直；––挤压机的能力昀大超过挤压机的能力昀大超过15MN15MN，常用的为，常用的为66～～10MN10MN。。特点：特点：––占地面积小；占地面积小；––要求较高的厂房；要求较高的厂房；––要求较深的地坑，以保证挤出的管子平直和圆整，以便随后的酸洗、冷轧或带芯头拉拔。要求较深的地坑，以保证挤出的管子平直和圆整，以便随后的酸洗、冷轧或带芯头拉拔。––因运动部件垂直地面移动，所以磨损小，部件受热膨胀后变形均匀，挤压机中心不易失调，管因运动部件垂直地面移动，所以磨损小，部件受热膨胀后变形均匀，挤压机中心不易失调，管子偏心很小。子偏心很小。应用：应用：––主要用作生产尺寸不大的管材和空心制品。主要用作生产尺寸不大的管材和空心制品。分类：分类：––带独立穿孔系统带独立穿孔系统因可用实心锭进行穿孔挤压，管子的偏心度很小，而且内表面质量高。因可用实心锭进行穿孔挤压，管子的偏心度很小，而且内表面质量高。但结构较复杂，操作也较麻烦，应用不广泛。但结构较复杂，操作也较麻烦，应用不广泛。––无独立穿孔系统。无独立穿孔系统。后一种形式的挤压机必须用空心锭，故不能实现填充挤压。后一种形式的挤压机必须用空心锭，故不能实现填充挤压。可是，当锭坯加热设备不完善时，会使其内孔氧化，造成管子内表面质量变劣。可是，当锭坯加热设备不完善时，会使其内孔氧化，造成管子内表面质量变劣。因无独立穿孔系统的挤压机结构简单、操作方便和机身不高等优点，所以应用昀广泛。因无独立穿孔系统的挤压机结构简单、操作方便和机身不高等优点，所以应用昀广泛。图14—46MN立式挤压机的结构1一机架；2一主缸；3一主柱塞；4一滑座；5一挤压轴座；6一挤压轴；7一穿孔针；8一挤压筒；9一回程缸；10一回程柱塞，1l一模具；12一滑架；13一挤压筒调整装置44．．11．．22液压挤压机的本体结构液压挤压机的本体结构液压挤压机本体结构液压挤压机本体结构––机架机架((包括前梁、后梁、张力柱包括前梁、后梁、张力柱))前梁上装有模架、液压剪和挤压筒移动缸；前梁上装有模架、液压剪和挤压筒移动缸；后梁上装有工作缸、动梁、回程缸及穿孔回程装置；后梁上装有工作缸、动梁、回程缸及穿孔回程装置；张力柱把前梁和后梁连接起来，形成一封闭框架，承受全部挤张力柱把前梁和后梁连接起来，形成一封闭框架，承受全部挤压力；压力；––活动横梁活动横梁活动横梁上装有挤压轴活动横梁上装有挤压轴((内置式挤压机还装有穿孔缸、穿孔回内置式挤压机还装有穿孔缸、穿孔回程缸及穿孔针等程缸及穿孔针等))；；––液压缸液压缸––挤压筒挤压筒––机座机座机座支承着挤压机的各个部分，并提供活动横梁和挤压容室滑机座支承着挤压机的各个部分，并提供活动横梁和挤压容室滑动的滑道动的滑道((见图见图44——2)2)。。图4—5带有内置穿孔系统的管材卧式挤压机示意图1一机架；2一后梁；3一主缸；4一前梁；5一动梁；6一穿孔系统；7一挤压筒；8一模座•机架1是一个封闭的承受挤压力的构件。在采用组合结构机架时，机架由前梁4、后梁2及张力柱构成。•主缸3是产生挤压力的液压工作缸，为柱塞结构，因此主柱塞应另外设置回程缸。•动梁5是一个用来平衡主柱塞外伸部分重量，并控制挤压轴中心的部件。当采用如图4—5的内置穿孔系统时，兼作穿孔针动梁导轨。•穿孔系统6是产生穿孑L力的，一般为柱塞结构，其回程靠设在主缸外侧的穿孔回程缸带动。•挤压筒7，用来装置锭坯，是一个承受高压的容器。•模座8，用来放置模具。模座有纵向移动、横向移动、回转式之分。44．．11．．22．．11机架机架挤压机的机架挤压机的机架––是承受挤压力的昀基本的构件。是承受挤压力的昀基本的构件。机架结构分类机架结构分类––如图如图44——66所示。所示。图14—6现有挤压机的机架结构分类组合结构的机架组合结构的机架组合结构的机架组合结构的机架––由机座、横梁和张力柱组成。由机座、横梁和张力柱组成。(1)(1)机座机座––机座由前机座、中间机座和后机座三部分对接组成。机座由前机座、中间机座和后机座三部分对接组成。––前机座支承前横梁，前横梁由上滑板支承，它不仅可前机座支承前横梁，前横梁由上滑板支承，它不仅可以在上滑板上沿轴向滑动，而且可以由调整上滑板而以在上滑板上沿轴向滑动，而且可以由调整上滑板而相对机座做升降移动，还可以调整侧向的螺钉使它沿相对机座做升降移动，还可以调整侧向的螺钉使它沿机座横向左右移动。机座横向左右移动。––中间机座通过导板支承活动横梁中间机座通过导板支承活动横梁((挤压横梁、穿孔横挤压横梁、穿孔横梁梁))，，––后机座支承后横梁，后横梁与机座的轴向位置是由固后机座支承后横梁，后横梁与机座的轴向位置是由固定键来固定的，即后横梁是固定不动的。定键来固定的，即后横梁是固定不动的。(2)(2)横梁。横梁。––包括前横梁和后横梁。包括前横梁和后横梁。––大型挤压机的后横梁是单独铸件，是挤压机的主要受力部件之一。大型挤压机的后横梁是单独铸件，是挤压机的主要受力部件之一。––但在中、小型挤压机上，有时把后横梁和主缸制成一体，以利于加工和但在中、小型挤压机上，有时把后横梁和主缸制成一体，以利于加工和装配。装配。––后横梁用来安装主缸、回程缸和穿孔缸。后横梁用来安装主缸、回程缸和穿孔缸。(3)(3)张力柱。张力柱。––张力柱把前、后横梁连接为一体，组成一个刚性框架。张力柱把前、后横梁连接为一体，组成一个刚性框架。––张力柱昀常用的有张力柱昀常用的有三柱式三柱式––正三柱正三柱––倒三柱：便于更换挤压筒等重型部件，倒三柱：便于更换挤压筒等重型部件，––侧三柱：便于在侧向的张力柱上安装转动式的模座。侧三柱：便于在侧向的张力柱上安装转动式的模座。四柱式四柱式––在挤压力的作用下，张力柱将产生弹性变形，即张力柱发生微量的伸在挤压力的作用下，张力柱将产生弹性变形，即张力柱发生微量的伸长，这时要求前横梁必须能随着张力柱的伸长而沿轴向滑移。长，这时要求前横梁必须能随着张力柱的伸长而沿轴向滑移。(4)(4)活动横梁。活动横梁。––在主柱塞的前端，在动梁的前端面上装设挤压轴。在主柱塞的前端，在动梁的前端面上装设挤压轴。––两个作用：两个作用：一是在主柱塞向前推进时平衡主柱塞外伸部分的自重；一是在主柱塞向前推进时平衡主柱塞外伸部分的自重；二是利用动梁的导向位置控制挤压轴