CN103781565B - 挤压机及挤压机的控制方法 - Google Patents

挤压机及挤压机的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种挤压机及挤压机的控制方法，该挤压机能在挤压工序中防止坯料喷出现象，并且具备简略且廉价的结构的防止坯料的喷出的组件，该挤压机对主液压缸装置（12）进行驱动，由轴杆（24）从阴模（16）挤压装填在挤压筒（18）内的坯料（20）而成形产品（20A），其中，计测在将上述挤压筒（18）的阴模侧端面向上述阴模（16）的挤压筒侧端面推压而形成的挤压筒密封面上产生的挤压工序中的间隙的间隙计测组件（60），设置在上述阴模（16）的挤压筒侧端面外缘部的端部工作台（10）上，计测在挤压工序中产生的间隙，当该计测的值处于预先确定的容许值的范围内时，使挤压速度的设定值下降并且发出警报，当该计测的值超过预先确定的容许值时，使上述挤压工序停止。

Description

挤压机及挤压机的控制方法
技术领域
与相关申请有关的相互参照
本发明基于2011年9月5日的日本专利申请“特愿2011-192212”的优先权申请专利，那些内容作为参考文献被加入本说明书中，在本申请中继续。
本发明涉及铝合金等的挤压机及挤压机的控制方法，特别是涉及能防止挤压工序中的来自挤压筒和阴模的间隙的金属的漏出而使产品成品率提高的挤压机及挤压机的控制方法。
背景技术
以往的挤压机具备由拉杆连结的端部工作台和主液压缸装置，在端部工作台侧夹着阴模地配置了装填坯料的挤压筒，在主液压缸装置侧，在与出入此液压缸的活塞一体地被驱动的十字头中安装了轴杆。而且，将上述轴杆由通过主液压缸装置产生的挤压力朝向被装填在上述挤压筒内的坯料进行加压挤压，从阴模挤压成形规定形状的产品。
在这样的挤压机中，因为在挤压工序中挤压筒内的坯料的长度逐渐变短，所以通常是在挤压工序的开始时和挤压工序的结束时前者的一方的挤压作用力大。即，即使阴模的挤压阻力（挤压所需要的力）一定，由于挤压筒和坯料的摩擦阻力随着坯料的长度的减少而变小，所以作为整体挤压作用力也逐渐下降。
挤压作用力的变化，起因于坯料与挤压筒内壁的摩擦力依赖于坯料长度地减少，但由于这样的挤压作用力的减少，所以产生了挤压筒的相对于阴模的密封力的减少，在低于防止坯料的喷出的密封力的情况下，产生坯料从挤压筒和阴模的密封面喷出的所谓的开花现象。此开花现象使产品成品率下降，并且因密封面的残渣除去作业而使挤压机的工作效率也下降。
因此，在挤压作用力下降并低于防止坯料的喷出的密封力时，通过在上述十字头上设置了对赋予挤压筒和阴模之间的挤压筒密封力的挤压作用力的下降进行补充的机构，避免了坯料的喷出。
（参照专利文献1）
可是，在上述以往型的挤压机中，由于为了防止坯料的喷出而做成了将对挤压作用力的下降进行补充的组件设置在十字头上的结构，所以引起设备的大型化和控制的复杂化，进而设备的制作成本变高了。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-274821号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供一种能在挤压工序中防止坯料喷出的现象，并且具备简略且廉价的结构的防止坯料的喷出的组件的挤压机及挤压机的控制方法。
为了解决课题的手段
为了达到上述的目的，在本发明的第一方式中记载一种挤压机，该挤压机对主液压缸装置进行驱动，由轴杆从阴模挤压装填在挤压筒内的坯料而成形产品，其特征在于，计测在将上述挤压筒的阴模侧端面向上述阴模的挤压筒侧端面推压而形成的挤压筒密封面上产生的挤压工序中的间隙的间隙计测组件，经安装构件设置在上述阴模的挤压筒侧端面外缘部的端部工作台上。
为了达到上述的目的，在本发明的第二实施方式中记载一种挤压机的控制方法，该挤压机对主液压缸装置进行驱动，由轴杆从阴模挤压装填在挤压筒内的坯料而成形产品，该挤压机的控制方法的特征在于，计测在将上述挤压筒的阴模侧端面向上述阴模的挤压筒侧端面推压而形成的挤压筒密封面的挤压工序中产生的间隙，当该计测的值处于预先确定的容许值的范围内时，使挤压速度的设定值下降并且发出警报，当该计测的值超过预先确定的容许值时，使上述挤压工序停止。
发明的效果
由于做成了在挤压工序中计测挤压筒端面和阴模端面的间隙的结构，所以能作为阴模的压缩应变进行检测，能在挤压筒密封面作用的状态下将挤压筒的变动作为坯料的喷出现象的前兆捕捉。而且，将计测挤压筒和阴模的间隙的组件设置在上述阴模的挤压筒密封面侧外缘部的端部工作台上的结构，不会导致设备的大型化、成本高。
由于做成如下的结构：计测挤压筒端面和阴模端面的间隙而与容许值对比，当处于容许值的范围内时使挤压速度停止并且发出警报，而且，当超过容许值时使挤压工序下降，所以不会产生坯料的喷出现象。
因此，不会导致因伴随喷出的材料的損失产生的产品成品率的下降、因伴随喷出的残渣处理的设备的停止产生的工作效率的下降。
本发明，也可以与附图一起，通过下述的本发明的理想的实施方式的说明更充分地理解。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的挤压机的整体结构的剖视图。
图2是表示本发明的实施方式的间隙计测组件的结构的剖视图。
图3是表示图2所示的间隙计测组件的主要部分的剖视图。
图4是表示另一个实施方式的间隙计测组件的结构的剖视图。
图5是表示图4所示的间隙计测组件的主要部分的剖视图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面，参照附图对本发明的挤压机装置及挤压机的控制方法详细地进行说明。
如图1所示，挤压机，将端部工作台10和主液压缸装置12相向地配置，并将两者由多个拉杆14连结。在端部工作台10的内面侧夹着形成了挤压孔的阴模16地配置挤压筒18，在挤压筒18中装填坯料20，通过将坯料20向阴模16进行挤压加压，与阴模孔16A相应的截面的产品被挤压成形。
产生挤压力的主液压缸装置12，将主压头12B内置在主液压缸12A中而能将其向上述挤压筒18推压移动。在此主压头12B的前端部安装了主十字头22，在此主十字头22的前面部中央以与上述挤压筒18的坯料装填孔18A同心地配置的方式在向挤压筒18突出的状态下安装了挤压杆24。
因此，如果对主液压缸装置12进行驱动，使十字头22前进，则挤压杆24被插入挤压筒18的装填孔18A内，对被装填的坯料20的后端面进行加压而挤出产品20A。
另外，在上述主液压缸12A上与挤压机轴心平行地安装了侧液压缸装置26，其杆26A与主十字头22连结。由此构成为，作为挤压工序的准备工序使挤压杆24向与挤压筒18接近的位置进行初期移动，挤压加压动作由主液压缸装置12及侧液压缸装置26的两者进行。
而且，挤压机具备可变输出型的油压泵30，经油压电路32向上述主液压缸装置12及侧液压缸装置26供给输出油压。
可是，在挤压工序中，由主液压缸装置12和侧液压缸装置26进行挤压作用，但挤压作用力Fs由作用在阴模16上的挤压所需要的力Fa和坯料20与挤压筒18的坯料摩擦力Fb之和表示。坯料摩擦力Fb与坯料18的长度成比例地变化，挤压开始时最大，随着挤压工序进行，坯料长度变短，与挤压作用力Fs一起减少。
坯料摩擦力Fb，因为作为阴模16和挤压筒18的密封力进行作用，所以如果坯料摩擦力Fb过分地减少，则低于防止坯料18从阴模16和挤压筒18的密封面漏出（所谓的开花现象）的密封力。
在此，在实施方式的挤压机中，如图2及图3所示，计测在挤压筒18的阴模侧端面和阴模16的挤压筒侧端面抵接而形成的密封面的挤压工序中产生的间隙的间隙计测组件60，经安装构件安装在上述阴模16的挤压筒侧端面外缘部的端部工作台上。
此间隙计测组件60，基本上由如下的部分构成：在固定于端部工作台10上的上部夹条27的挤压筒侧下面上以轴线与挤压方向平行的方式安装的导向盒61；尖端与挤压筒18的阴模侧端面抵接，另一端滑动自由地设置在导向盒61内，做成了带台阶的轴状的间隙计测杆62；配置在导向盒61内，在轴线方向推动间隙计测杆62的线圈弹簧63；位移传感器64及位移传感器的固定螺母65。
用于间隙计测组件60的位移传感器64，优选渦电流式、光学式或者超声波式等非接触式。在实施方式中，做成了将由1个位移传感器64构成的间隙计测组件60避开切断废料的切断刀地设置在阴模16的上部的结构，但也可以是设置多个间隙计测组件60而将各自的计测值作为平均值输出的结构。在设置多个间隙计测组件60时，例如，间隙计测组件60的一方，也可以是在图2所示的下部夹条28的挤压筒密封面侧设置穿插孔，埋入地安装在阴模16的下方的结构。
如图3所示，如果挤压筒18从阴模16和挤压筒18的端面抵接的状态向反挤压方向（附图的右方向）移动，则间隙计测杆62被线圈弹簧63推动而与挤压筒的动作联动地向反挤压方向移动。
l0是位移传感器64和间隙计测杆62的间隙，是在镦锻结束后挤压筒18的阴模侧端面和阴模16的挤压筒侧端面抵接而将形成了挤压筒密封面时的间隙作为最小值，与伴随挤压工序的进行的坯料摩擦力Fb的减少相应地进行扩大变化的计测间隙的基准值。
l1是防止在挤压工序中坯料18从阴模16和挤压筒18的密封面漏出（所谓的开花现象）的密封力下降，挤压筒18向反挤压方向（与阴模16离开）后退而形成的与阴模16的间隙的容许值。
l2是在挤压工序中挤压筒18后退时的位移传感器64和间隙计测杆62的间隙，是将阴模16和挤压筒18的挤压开始时的计测间隙的基准值l0和容许值l1进行加法运算了的计测间隙的上限值。
而且，成为由间隙计测组件60计测挤压工序中的计测间隙的基准值l0的值而向挤压机装置输出的结构，在计测的值处于容许值的范围内时将挤压速度控制成低速而减慢挤压筒内的材料的流动，防止坯料的漏出。
接着，对这样构成的挤压机的控制方法进行说明。计测间隙的基准值l0，在挤压筒18前进移动而与阴模16抵接并且挤压杆24推压坯料20而镦锻结束了时的挤压筒前进位置进行检测，每次挤压都进行改写地存储在挤压机的控制器36中。另外，在更换阴模16、挤压筒18时，每次都对计测间隙的基准值l0进行检测，作为新的数据进行改写。
容许值l1是将预先规定的数值设定在控制器36中。例如，从将其数值范围乘以0.1～1.0mm或者0.7～0.8的比率的范围设定为最佳的数值。
在本发明的挤压机的控制方法中，当挤压筒18和阴模16的间隙处于容许值l1的设定范围内时，以从控制器36经放大器46向油压泵30输出而将挤压速度的下降和警报输出的方式进行控制以便间隙不变大。而且，在即使控制挤压速度挤压筒18和阴模16的间隙也超过了容许值l1的设定范围的情况下，使挤压工序停止。
在间隙计测组件60中，进行挤压工序中的挤压筒18和阴模16的间隙的计测，并且算出其变化率，与该算出的计测间隙的变化率相应地控制油压泵30的输出量。
另外，在油压泵的控制中，也可以预先将阴模16和挤压筒18的间隙作为参数进行设定，由基于此参数将挤压速度以阶梯状减慢的控制的组件、如果阴模16和挤压筒18的间隙改善则将挤压速度以阶梯状加快的组件进行控制。
这样，在本发明的控制方法中，通过正确地计测挤压筒的相对于阴模16的挤压筒侧端面的位置，捕捉坯料从挤压筒18和阴模16的间隙喷出的前兆，使挤压速度下降，能防止坯料的喷出。
由图4及图5说明另一个实施方式的间隙计测组件。如图4及图5所示，对在计测挤压筒18的阴模侧端面和阴模16的挤压筒侧端面抵接而形成的密封面的挤压工序中产生的间隙进行计测的间隙计测组件60，设置在上述阴模16的外缘部密封面侧。
此间隙计测组件60，基本上由如下的部分构成：以轴线成为与挤压方向平行的方式安装在固定于端部工作台10上的上部夹条27的挤压筒侧端面上的位移传感器64及位移传感器的固定螺母65；以螺纹结合地设置在挤压筒保持架19的阴模侧端面上的轴线成为与挤压方向平行的方式安装，做成了带台阶的轴状的固定轴67；下端与挤压筒18的密封面侧端面抵接，另一端由上述固定轴67导向自由地设置的间隙计测板66；和配置在间隙计测板66内并且由固定轴67的另一端夹持，在轴线方向推动的线圈弹簧63。
用于间隙计测组件60的位移传感器64，优选渦电流式、光学式或者超声波式等非接触式。在实施方式中，做成将由一个位移传感器64构成的间隙计测组件60避开切断废料的切断刀地设置在阴模16的上部的结构，但也可以是设置多个间隙计测组件60而将各自的检测值作为平均值输出的结构。
关于与计测间隙的基准值10、容许值l1、计测间隙的上限值l2的关系及实测的间隙数据相应的挤压机的控制方法，由上述的图2及图3说明。
在本发明的间隙计测组件60中，做成了没有将间隙计测杆62及间隙计测板66直接安装在挤压筒18上地计测与位移传感器64的间隙的结构。由于做成了这样的结构，所以在更换挤压筒18时，能不用卸下间隙计测杆62及间隙计测板66地进行，能有效地进行挤压筒18的更换作业。
间隙计测杆62及间隙计测板66，由于一端由线圈弹簧63推压在挤压筒18的阴模16侧端面上，所以即使挤压筒18向反挤压方向移动而与阴模16分离，也能可靠地计测其间隙。
计测间隙的基准值l0的设定是如下进行的：预先例如使用Siebel的式子算出每个产品在挤压工序中变动的作用在阴模16上的挤压所需要的力Fa和坯料20与挤压筒18的坯料摩擦力Fb，将其存储在控制器36中。然后，基于在挤压中设定的数据实时地求出l0及12，通过与实测数据对比，能进行防止坯料的喷出的控制。
另外，在间隙计测组件60中，在每个挤压工序中都对计测间隙的基准值l0（最小值）进行检测，与此前的挤压工序中的计测间隙（最小值）进行比较，在比较的值大于预先确定的规定的值时，也可以使用在挤压筒18和阴模16的抵接面上具有夹设物，例如由废料的切断剩余产生的残渣的结构。在此结构中，由于能在挤压开始检测挤压筒18和阴模16的抵接面的残渣，能在挤压工序中防止起因于残渣的坯料的喷出，所以能使挤压机的工作效率提高。
如以上说明的那样，在本发明的挤压机装置及挤压机装置的控制方法中，能在防止坯料的喷出上补充挤压力而不会使挤压筒密封力增大，由简略且廉价的组件防止喷出。
而且，没有由坯料的喷出产生的挤压工序的中段，能使产品成品率、工作效率提高。
本发明，通过参照由说明的目的选择的特定的实施方式进行了说明，但不脱离本发明的基本的思想及范围地能实施多个修正方式，这对领域技术人员来说是明白的。
符号的说明：
10：端部工作台
12：主液压缸装置
16：阴模
18：挤压筒
20：坯料
20A：产品
24：轴杆
60：间隙计测组件
61：导向盒
62：间隙计测杆
63：线圈弹簧
64：位移传感器
65：固定螺母
66：间隙计测板
67：固定轴
l0：计测间隙的基准值
l1：容许值
l2：计测间隙的上限值。

Claims (2)

1.一种挤压机，该挤压机对主液压缸装置进行驱动，由轴杆从阴模挤压装填在挤压筒内的坯料而成形产品，其特征在于，
具备计测在将上述挤压筒的阴模侧端面向上述阴模的挤压筒侧端面推压而形成的挤压筒密封面上产生的挤压工序中的间隙的间隙计测组件，
上述间隙计测组件具备位移传感器和间隙计测杆，
上述间隙计测组件以上述间隙计测杆的尖端与上述挤压筒的阴模侧端面抵接的方式，经安装构件设置在上述阴模的挤压筒侧端面外缘部的端部工作台上。
2.一种控制权利要求1所述的挤压机的方法，其特征在于，
计测在上述挤压筒密封面的挤压工序中产生的间隙，
当该计测的值处于预先确定的容许值的范围内时，使挤压速度的设定值下降并且发出警报，
当该计测的值超过预先确定的容许值时，使上述挤压工序停止。
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