CN102303056B - 自冷却挡料块、采用自冷却挡料块的连续挤压方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于铜及铜合金连续挤压的设备。自冷却挡料块，保证挡料块工作强度的情况下，在挡料块内部开设冷却流道。本发明挡料块结构上增加冷却流道，通过冷却水带走挡料块的热量，从而降低挡料块的温度，挡料块内部冷却流道的形式可以在满足挡料块强度的前提下，根据冷却强度的需要设计成多种形式。本发明提供了一种前所未有的同步冷却方法，在挡料块内开设冷却流道，同时保证挡料块的生产强度，不影响连续挤压生产，更重要的是保证了挡料块低温工作状态，提高了挡料块的耐压能力，有效提高产品成品率，降低生产成本。本发明连续挤压系统，布置合理，全自动控制，控制精度高，保证连续挤压工艺的稳定，保证生产产品的成品率。

Description

自冷却挡料块、采用自冷却挡料块的连续挤压方法及系统

技术领域

本发明属于有色金属加工及电缆制造领域，涉及用于铜及铜合金连续挤压的设备。

背景技术

如图1所示的连续挤压设备，挡料块1是连续挤压机的关键部件，安装在腔体2上，腔体安装在靴座3内，与挤压轮4共同形成挤压腔，连续挤压时，金属进入挤压腔内，在挤压腔内发生塑性变形，改变流动方向，最终经过模具形成产品。在连续挤压过程中挡料块1的工作条件相当苛刻，受力面在650℃的高温下承受着1200MPa以上的压力，随着挤压过程的持续进行，这种高温和高压会一直作用在挡料块1上，因此目前存在严重的不足问题：

1.  挡料块在高温高压作用下过早变形，导致挤压过程中溢料无法控制，降低成品率。

2.  挡料块在高温高压作用下过早失效，导致频繁停机更换挡料块，降低生产效率，增加工人劳动强度。

挡料块在高温高压作用下过早失效，达不到预期寿命，致使生产成本上升。

高温性能优越的挡料块材料种类少，并且价格昂贵，工模具成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述挡料块高温高压下变形带来的问题，提供一种自冷却挡料块，挡料块内部设置有冷却流道，保证满足挡料块强度的同时进行冷却，降低挡块料的工作温度。本发明的另一目的是采用自冷却挡料块的连续挤压方法，方法简单，连续控制，精度高，保证产品成品率，以及降低生产成本。本发明还有一目的是提供一种采用自冷却挡料块的连续挤压系统，系统简单，易于操控。

 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：自冷却挡料块，保证挡料块工作强度的情况下，在挡料块内部开设冷却流道。

所述冷却流道是在挡料块的顶面、底面或者支撑面上加工的圆孔或者矩形槽，孔与孔或孔与槽之间相互连通形成的冷却介质的流动通道。

所述自冷却挡料块，在挡料块的底面和支撑面上分别设计一个孔，这两个孔的中心线在剖面内并且分别与底面和支撑面垂直，两个孔在挡料块内部贯通形成冷却流道。

所述自冷却挡料块，在挡料块的底面上设计有与受力面平行的孔，在支撑面上设计有一个与顶面平行的孔，这两个孔在挡料块内部贯通形成冷却流道；在挡料块的底面上还设计有环形槽，该环形槽与冷却流道相贯通，当挡料块放入腔体后环形槽与腔体的定位平面相配合，形成封闭的流道。

所述自冷却挡料块，在挡料块的底面上设计有与受力面平行的孔，在支撑面上设计有一个与顶面平行的孔，这两个孔在挡料块内部贯通形成两个冷却流道；在挡料块的底面上还设计有一冷却流道，该冷却流道与上述两冷却流道之一相贯通；侧向定位面与底面和支撑面相交的棱边倒成斜角，与腔体定位面形成冷却流道，该冷却流道与两冷却流道之二相贯通。

所述自冷却挡料块，在挡料块的顶面上设计有凸台，在凸台内部设计也有与受力面相垂直的冷却流道；底面和支撑面上分别设计一个孔，这两个孔的中心线在剖面内，两个孔在挡料块内部贯通形成冷却流道，两冷却流道之间连通。

本发明采用自冷却挡料块的连续挤压方法，金属进入挤压腔内，在挤压腔内发生塑性变形，改变流动方向，最终经过模具形成产品的连续挤压过程中，同时进行挡料块冷却，冷却水由冷却系统进入挡料块冷却流道内，经过冷却流道后的冷却水全部排出或者部分排出到冷却水存储装置中，形成冷却回路。

所述冷却回路中安装有温度检测装置和压力检测装置，控制系统接收温度检测装置和压力检测装置的信号，并驱动冷却回路中的节流阀进行开度调节。

本发明采用自冷却挡料块的连续挤压系统，挡料块安装在腔体上，腔体安装在靴座内，与挤压轮共同形成挤压腔，挡料块带有冷却流道，储水设备内放置水泵，水泵连通进水通道，进水通道连通挡料块冷却流道进口，冷却流道出口直接排出冷却水，或者冷却流道出口连通出水通道，出水通道连通储水设备。

所述挡料块上安装有温度检测装置，进水通道和出水通道中安装有压力检测装置和节流阀，温度检测装置和压力检测装置信号输入控制系统，控制系统驱动连接节流阀。

本发明挡料块结构上增加冷却流道，通过冷却水带走挡料块的热量，从而降低挡料块的温度，挡料块内部冷却流道的形式可以在满足挡料块强度的前提下，根据冷却强度的需要设计成多种形式。这种结构带来很多的优点：

1.    挡料块内部通冷却水，显著降低挡料块的工作温度，对挡料块材料的高温性能的要求有所降低，可供选择的挡料块材料范围扩大，可以选择价格低廉的普通模具钢材料，降低工模具成本。

2.    这种内部通水结构挡料块的使用寿命更长，可显著降低工模具成本，明显减少非正常停机的次数，提高生产效率，降低工人劳动强度。

3.    这种内部通水结构挡料块变形发生的很缓慢或者不发生变形，可明显降低溢料的产生，提高成品率。

4.    挡料块的冷却水流道可以实现挡料块内部和底面同步冷却，降低挡料块内部的温度应力。

5.    挡料块的冷却水循环是开放式的，冷却水经挡料块与腔体共同组成的通道排出，排出的冷却水可以喷射到挤压轮上，可以同时冷却挡料块内部和挤压轮工作面。

6.    挡料块的冷却水循环是半开放式的，部分冷却水经通道排出，排出的冷却水可以喷射到挤压轮和挡料块形成的间隙上，可以同时冷却挡料块内部、挡料块高温表面和挤压轮轮槽。

7.    冷却流道设计组合，可以实现同时冷却挡料块内部、挡料块表面和挤压轮的工作部分。

本发明连续挤压方法，提供了一种前所未有的同步冷却方法，在挡料块内开设冷却流道，同时保证挡料块的生产强度，不影响连续挤压生产，更重要的是保证了挡料块低温工作状态，低温状态下金属抗变形度增强，提高了挡料块的耐压能力，综上可知，挡料块内部带有水冷有效提高产品成品率，降低生产成本。

本发明连续挤压系统，布置合理，全自动控制，控制精度高，保证连续挤压工艺的稳定，保证生产产品的成品率。

附图说明：

图1是连续挤压设备结构示意图。

图2是本发明挡料块结构示意图（方式一）。

图3是图2的剖视图。

图4是本发明挡料块结构示意图（方式二）。

图5是图4的剖视图。

图6是本发明挡料块结构示意图（方式三）。

图7是图6的剖视图。

图8是本发明挡料块结构示意图（方式四）。

图9是图8的剖视图。

图10是本发明采用自冷却挡料块连续挤压系统结构示意图。

具体实施方式：   

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。

实施例1

如图2、3所示的自冷却挡料块，挡料块有顶面20、底面24、密封面21、受力面22和侧向定位面23，在挡料块1的底面24和支撑面25上分别设计一个圆孔，这两个孔的中心线在剖面26内并且分别与底面24和支撑面25垂直，两个孔在挡料块内部贯通，形成冷却流道27和冷却流道28 。

实施例2

如图4、5所示的自冷却挡料块，在挡料块的底面24上设计有与受力面22平行的孔，在支撑面25上设计有一个与顶面20平行的孔，这两个孔在挡料块内部贯通，形成冷却流道30和冷却流道29；在挡料块的底面24上还设计有环形槽，该环形槽与冷却流道30相贯通，当挡料块放入腔体2后环形槽与腔体的定位平面相配合，形成封闭的冷却流道31。

实施例3

如图6、7所示的自冷却挡料块，在挡料块的底面24上设计有与受力面22平行的孔，在支撑面25上设计有一个与顶面20平行的孔，这两个孔在挡料块内部贯通，形成贯通的冷却流道33和冷却流道32；在挡料块的底面24上还设计有冷却流道34，冷却流道34与冷却流道33相贯通；将侧向定位面23与底面24和支撑面25相交的棱边倒成斜角，与腔体2的定位面形成冷却流道35和冷却流道36，冷却流道35、冷却流道36分别与冷却流道34相贯通。

实施例4

如图8、9所示的自冷却挡料块，在挡料块的顶面20上设计有凸台41，在凸台41内部设计也有与受力面22相垂直的冷却流道39；底面24和支撑面25上分别设计一个圆孔，这两个孔的中心线在剖面26内，两个孔在挡料块内部贯通，形成冷却流道37和冷却流道38 ；冷却流道40将冷却流道38与冷却流道39连通。

实施例5

采用上述实施例1-4任一所示的自冷却挡料块的连续挤压系统，如图10所示，挡料块1安装在腔体2上，腔体2安装在靴座3内，与挤压轮4共同形成挤压腔，挡料块1带有冷却流道，储水设备（水箱5）内放置水泵6，水泵连通进水通道18，进水通道连通挡料块冷却流道进口，冷却流道出口直接排出冷却水，或者冷却流道出口连通出水通道，出水通道19连通储水设备，挡料块上安装有温度检测装置，进水通道和出水通道中安装有压力检测装置和节流阀，温度检测装置和压力检测装置信号输入控制系统17，控制系统17驱动连接节流阀。

连续挤压时，冷却水由水泵6输出，经过闸阀7、节流阀8、流量计11进入进水通道18，然后经过进水通道18进入挡料块内部冷却流道，然后从冷却流道出口直接全部或者部分排出（方案四）或者全部经过出水通道19、流量计13、节流阀16回到水箱5。在运行过程中可通过热电偶12测量挡料块的温度，控制系统17根据挡料块的温度来调节节流阀8和节流阀16，通过调节冷却水的流量实现挡料块温度的控制。压力表9、压力表15、温度表10、温度表14、流量计11、流量计13记录的参数可数据采集系统进行记录。

Claims (6)

1.自冷却挡料块，其特征是：保证挡料块工作强度的情况下，在挡料块内部开设冷却流道，所述冷却流道是在挡料块的顶面或者支撑面上加工的圆孔或者矩形槽，挡料块的底面上设计有与受力面平行的孔，孔与孔或孔与槽之间相互连通形成的冷却介质的流动通道；所述挡料块的底面和支撑面上分别设计一个圆孔，这两个孔的中心线在剖面内并且分别与底面和支撑面垂直，两个孔在挡料块内部贯通，形成冷却流道，所述支撑面上设计有一个与顶面平行的孔，且这个孔与挡料块的底面上设计有与受力面平行的孔在挡料块内部贯通，形成冷却流道；在挡料块的底面上还设计有环形槽，该环形槽与冷却流道相贯通，当挡料块放入腔体后环形槽与腔体的定位平面相配合，形成封闭的冷却流道。

2.根据权利要求1所述的自冷却挡料块，其特征是：挡料块的顶面上设计有凸台，在凸台内部设计也有与受力面相垂直的冷却流道；底面和支撑面上分别设计一个圆孔，这两个孔的中心线在剖面内，两个孔在挡料块内部贯通形成冷却流道，两冷却流道之间连通。

3.采用权利要求1或2自冷却挡料块的连续挤压方法，其特征是：金属进入挤压腔内，在挤压腔内发生塑性变形，改变流动方向，最终经过模具形成产品的连续挤压过程中，同时进行挡料块冷却，冷却水由冷却系统进入挡料块冷却流道内，经过冷却流道后的冷却水全部排出或者部分排出到冷却水存储装置中，形成冷却回路。

4.根据权利要求3所述的采用自冷却挡料块的连续挤压方法，其特征是：冷却回路中安装有温度检测装置和压力检测装置，控制系统接收温度检测装置和压力检测装置的信号，并驱动冷却回路中的节流阀进行开度调节。

5.采用权利要求1或2自冷却挡料块的连续挤压系统，挡料块安装在腔体上，腔体安装在靴座内，与挤压轮共同形成挤压腔，其特征是：挡料块带有冷却流道，储水设备内放置水泵，水泵连通进水通道，进水通道连通挡料块冷却流道进口，冷却流道出口直接排出冷却水，或者冷却流道出口连通出水通道，出水通道连通储水设备。

6.根据权利要求5所述的采用自冷却挡料块的连续挤压系统，其特征是：挡料块上安装有温度检测装置，进水通道和出水通道中安装有压力检测装置和节流阀，温度检测装置和压力检测装置信号输入控制系统，控制系统驱动连接节流阀。