CN104080553B - 用于金属产品的直接挤压的压力机 - Google Patents

Abstract

一种用于钢坯的直接挤压的压力机(100)，包括用于准确地沿正交于挤压轴线(X)的平面来切削底部的剪切机(6)，该剪切机(6)借助于滑动引导件(13’、13”)由柱状物(9’、9”)承载，以便允许剪切机(6)滑动并在挤压操作的不同的步骤中在沿挤压轴线(X)的不同的点上定位，以执行切削操作，并且允许剪切机(6)定位于静止位置，在这期间，还可以执行容器(3)的容易的更换。

Description

用于金属产品的直接挤压的压力机

发明领域

本发明涉及用于直接挤压从钢坯的挤压中获得的金属型材(metalsectionbar)的压力机，该压力机设置有用于切削底部的剪切机。

现有技术

直接挤压压力机本质上包括主缸，主缸用于提供所需要的推动或力以使钢坯变形的任务。钢坯是在其上执行挤压过程的开始产品，并且可包括金属或合金，例如铝、铜、黄铜、钢等。其横截面在直径上可以不同。

已知的是，待由直接挤压压力机中的主缸施加的推动适合于待被挤压的金属的类型和钢坯的直径。当前市场上的压力机产生在600吨和15,000吨之间变化的挤压力，而在这种压力机中挤压的钢坯的直径可以落在152mm(6”)和600mm(24”)的范围之间。

所有的金属具有其自己最小的特定工作压力，这通过压力机来供给，低于该最小的特定工作压力，挤压变得是不可能的。例如，根据压力机的力和钢坯的横截面，铝具有在50kg/mm²和80kg/mm²之间的特定压力。基于待被挤压的金属，可达到的最大的挤压速度也是不同的：例如，铝可以用在0和30mm/sec之间的模的横向速度来挤压，铜和黄铜用在0和65mm/sec之间的速度来挤压，钢用在0和400mm/sec之间的速度来挤压。

形成挤压压力机的基本元件是主缸，主缸通过压杆(pressingstem)将钢坯压迫到容器内部，并且然后引起钢坯穿过模的孔。剪切机设置在挤压钢坯的结束处，具有切削钢坯的被称为“底部”的最后延伸(laststretch)的任务，由于钢坯杂质在其中被运送，所以该最后延伸被保持在模的上游。从而，底部保持附接到模本身并且借助于剪切机的动作以正交于钢坯轴线的自顶向下(top-downwards)的切削运动被移除并引起落下。

文献JP8033917和JP8010831公开了用于将剪切机固定到压力机的解决方案，其中剪切机借助于在模组装(diepack)上方悬伸地布置的框架而稳固地锚固到压力机的反作用横档(reactioncrosspiece)。用于锚固压力机的剪切机和反作用横档的结构因此相对于切削横截面交错给定的距离，在剪切期间，这导致通过切削力乘以距锚固结构固定到的横档的表面的距离的乘积而给出的锚固结构上的弯曲力矩。

在切削底部期间产生的该弯曲力矩通过剪切机的锚固结构被释放到压力机结构上，从而对切削的平整度妥协。由于刀片从对应于正交于钢坯轴线的平面的理想轨迹的偏差，产生了对应于横向于钢坯的纵向轴线的倾斜表面的斜弯的切削(curved-obliquecut)，从而随着刀片下降到底部的本体中而渐进地移动刀片边缘远离模的表面。在切削操作的最后，由于相对于模平面的倾斜的切削表面，所以有材料在模的下边缘上突出。因此，在抵着模连续地接近容器处，这种残留的突出材料阻止在容器和模之间的有效的夹紧，从而留下间隙，材料部分地通过间隙从待被挤压的连续钢坯脱离，从而导致材料的浪费并且需要在压力机的活动期间管理这种脱离。

关于在以上提到的文献JP8033917和JP8010831中描述的剪切机的另一个问题涉及在容器的更换期间由剪切机的体积导致的阻碍。在这样的操作期间，容器在轴向方向上从压杆移出，并且然后在横向于轴向方向的方向上从压力机的顶部抽出。在这种抽出过程中，剪切机结构因此是对容器的移动的妨碍，从而迫使要提供用于容器的较长的行程，以具有在主缸的侧部上的增加的自由空间并从而允许容器从顶部抽出。

文献US3220237描述了一种挤压压力机，其设置有安装在压力机的两个纵向柱状物上的剪切机，剪切机沿该两个纵向柱状物可执行在几毫米内的非常有限的滑动幅度，以便标定剪切机刀的切削平面的位置。滑动仅借助于围绕螺纹杆拧紧螺母而手动地控制，操作不足以空出来其中在模和容器之间发生接触的平面上方的区域，从而设置柱状物的增加的长度，以允许容器从压力机的抽出。剪切机的滑动仅可能在压力机的工作循环之外，例如，在维修操作期间，而在工作循环期间执行是不可能的。

发明概述

本发明的目标在于提供一种用于直接挤压金属产品的装备有剪切机的压力机，其克服了以上提到的问题并提高了底部的切削品质，从而产生准确且平坦的切削表面，因此确保了模表面从底部的完全的清理，以便防止挤压材料在模上的残留。

本发明的另一目标在于确保在模和容器之间的干净的夹紧表面，而没有任何飞边(flash)，以便防止然后被挤压的钢坯穿过其可能脱离从而导致材料的损失和另外的飞边的形成的不连续。

另外，本发明的同样重要的目标是提供紧凑的同时确保容易的维修操作的挤压压力机。

通过阅读以下描述将是明显的这些和其他问题，根据本发明的第一方面，借助于用于挤压特别是钢坯的金属产品的压力机来解决，挤压轴线被界定在该压力机中，并且压力机包括：主缸，其布置在压力机的相对于挤压轴线的第一端部处并包括活塞；可移动的横档，其安装在所述主缸的活塞上；压杆，其与主缸的活塞同轴并由主缸的活塞致动；容器，其具有在其中的与轴线同轴的通孔，并且配置成在挤压操作期间容纳钢坯；反作用横档，其布置在压力机的关于挤压轴线的第二端部处，具有与轴线同轴的通孔，以允许金属产品在挤压操作之后通过，反作用横档具有挤压模和压环，挤压模具有与轴线同轴的孔，压环布置在模和反作用横档之间并与轴线同轴；至少三个纵向柱状物，其平行于挤压轴线，该至少三个纵向柱状物将主缸连接到配置成传递在挤压操作中产生的反作用力的反作用横档；剪切机，其配置成沿横向于挤压轴线的切削平面切削金属产品，该剪切机适合于与正交于挤压轴线的切削平面共平面地布置，用平行于挤压轴线的运动滑动联接件(kinematicslidingcoupling)直接地联接到该至少三个纵向柱状物中的两个固定的柱状物，运动滑动联接件允许剪切机在沿挤压轴线的不同的轴向位置中定位，其特征在于，当剪切机在邻近于反作用横档的位置中时，剪切机不与横向于轴线(X)的切削平面相交。

由于本发明要求保护的特征，而不是限于反作用横档，剪切机安装在纵向柱状物上，并且更确切地，在优选的实施方式中，安装在柱状物的壳体上。

在挤压所有的钢坯之后，当底部被切削时，剪切机在模的表面处垂直地对准，并且由于切削沿剪切机的轴线延伸，所以不产生弯曲力矩，而是仅有对切削的垂直反作用，其被释放到压力机的是非常刚性的且在切削操作之后不经受显著的变形的柱状物上。因此，可沿整个横向执行准确且直线的切削，从而防止产生斜弯的切削且由此防止残留材料留在模和容器之间的接触表面上。

有利地，将剪切机束缚到柱状物的结构可以装备有滑动块，由于该滑动块，所以纵向移动可以借助于合适的滑动引导件沿柱状物本身来执行，并且例如借助于液压或气动缸或齿条缸来控制。由于这种联接模式，所以剪切机也可以在挤压过程中布置在沿柱状物的不同的轴向位置中。

此外，由于剪切机可以平行于压力机的柱状物的轴线来移动，并且由于用于剪切机的接近空间设置成接近于反作用横档，所以剪切机可避免成为在用于改变容器的操作期间的妨碍：实际上，将剪切机缩回在模的容积空间内从而空出来在模的端部平面前面的空间是可能的，从而由于剪切机不再是妨碍，所以可得到执行容器从顶部抽出的较大的空间。这进一步允许柱状物被缩短等于剪切机结构的突起相对于模的厚度的量。

本发明的解决方案允许在工作循环之外移动和在工作循环期间移动两者，在工作循环之外的移动中，剪切机被移动以允许容器的抽出，以用于维修，在工作循环期间的移动中，剪切机在挤压步骤期间从切削线移动以为容器和相关的横档让出地方。

本发明的另外的优势在于在工作循环期间自动地控制剪切机的轴向滑动的可能性，但是不排除在维修期间也使移动自动化的可能性。

因此，直接挤压压力机可设置有柱状物，并且因此整个结构在长度上相对于已知的压力机更短，从而确保压力机增加的刚度和挤压产品的提高的品质。

根据本发明的另一方面，提到的问题借助于通过上文的压力机执行并且根据本文公开的挤压工艺来解决。

挤压工艺包括以下步骤：

a)推动所述金属产品穿过所述挤压模(4)，以便得到预定端部的金属产品的形状，在步骤a)期间，所述剪切机(6)在远离所述挤压模(4)的静止位置上，以及

b)切削所述金属产品的端部延伸，在步骤b)期间，所述剪切机(6)在工作位置上，与正交于所述挤压轴线(X)的所述切削平面是共平面的并邻近于所述挤压模(4)。

在步骤a)期间，所述剪切机(6)可在所述静止位置，在沿所述挤压轴线(X)的不同于并且远离所述切削平面的轴向位置处。

由于本发明的压力机，从而获得了以下优势：

-增加了压力机结构的总刚度，其肯定地影响了挤压产品的最终品质；

-增加了生产率，这是由于涉及停止机器的材料脱离和飞边形成的减少的可能性；

-减少了压力机结构的重量和体积；

-减少了压力机结构的制造成本。

附图简述

图1示出了根据本发明的挤压压力机的概略侧视图；

图2示出了正交于本发明的压力机的轴线方向的平面上的截面图；

图3示出了本发明的在第一工作位置上的压力机的轴向平面上的截面图；

图4示出了本发明的在第二工作位置上的压力机的轴向平面上的截面图；

图5示出了本发明的在第二工作位置上的压力机的轴向平面上的截面图；

图6示出了本发明的压力机从上方看的视图。

本发明的优选实施方式的描述

本发明的整体地参考100表示的界定挤压轴线X的直接挤压压力机，包括主缸1、压杆2，该压杆2在挤压操作之前延伸主缸活塞1，并且与钢坯7在直径上大约相等。压杆2用于将由主缸1产生的挤压压力传递到钢坯上以引起钢坯穿入容器3的轴向孔3’的内部的目的。该孔3’的直径大体上等于在挤压之前的钢坯7，使得当钢坯7通过压杆2抵着模4被推动时，其不将阻力置于钢坯的通道。压块2’布置在压杆2的端部处，用于密封容器的孔3’并防止金属从入口的泄漏。

容器3用于在挤压期间横向地容纳钢坯7和完全地引导模4内部的金属流的目的。容器3保持以加热温度被加热，这取决于待被加工的金属，例如，对于铝，其保持在大约450℃的温度。

模4包括具有机加工的中间孔的切纹器(threader)，中间孔类似在挤压的最后所获得的线性产品的横截面成形。模4的中间孔的形状的表面的横截面小于在挤压之前的钢坯7的横截面的面积。金属质量流在由主缸1施加在钢坯7的后端部上的推力下穿过模4，从而得到希望的横截面的形状，并且伸长且形成的棒材也大于100m长。由于质量守恒原理，端部棒材将具有与被引入到小于底部的容器中的钢坯相同的重量，而其长度将根据其横穿端部的横截面的面积相对于钢坯7的最初面积来界定。

挤压压力机100的结构包括反作用横档5，压环10同轴于挤压轴线安装在反作用横档5上，反作用横档5用于抵抗主缸1施加在钢坯上的力的目的，从而将该力传递到结构的柱状物9’、9”，并且也传递到未在图1中示出的柱状物9ⁱⁱⁱ和9^iv。孔8在反作用横档5和压环10的中间，其允许在模4中产生的型材朝着设置在生产线上的另外的处理区域脱离。纵向柱状物9’、9”、9ⁱⁱⁱ和9^iv在数量上优选地是四个，并且包括被封闭在相应的壳体17’、17”、17ⁱⁱⁱ、17^iv内的预张紧的拉杆16’、16”、16ⁱⁱⁱ、16^iv，其也充当在挤压压力机100的两个横档5和15之间的间隔物。顶部5从而刚性地连接到主缸1的支撑件。

在本发明的压力机的未在附图中示出的可选择的实施方式中，提供用于连接主缸1和反作用横档5的仅三个柱状物是可能的，例如，可能用形成压力机的放置基部的单个柱状物来代替放置在地面上的两个柱状物。

在本发明的第一变体中，剪切机6的结构借助于束缚器(其在切削操作期间仅允许剪切机6产生垂直于该切削的被释放到压力机的柱状物上的反作用)而被束缚于柱状物中的至少两个(例如，两个上部柱状物9’和9ⁱⁱⁱ)的壳体17’和17ⁱⁱⁱ；由于这种束缚器，剪切机准确地固定在切削平面的垂直面上并在与轴线X的完全正交位置上；从而，获得的切削是完全线性的并且不具有材料残留。

本发明的第二变体设置成，剪切机6借助于运动联接件而被束缚到例如上部柱状物9’、9ⁱⁱⁱ的壳体17’和17ⁱⁱⁱ，该运动联接件允许剪切机6沿柱状物9’和9ⁱⁱⁱ纵向地滑动，但是保证其在平行于和横向于轴线X的方向上在两个壳体17’和17ⁱⁱⁱ之间的中间位置上是稳定的，从而允许沿箭头Z的方向的执行切削运动。这借助于集成到剪切机结构的滑动块18’和18”而获得，该滑动块18’和18”在平行于挤压轴线X的与相应的柱状物9’、9”成整体的两个纵向引导件13’、13”内滑动。由于这种滑动运动连接，所以剪切机的刀片12可以准确地定位在切削平面的垂直面上并且在完全正交于轴线X的位置上，从而在该情况下也最小化在切削期间作用在剪切机6的结构上的弯曲力矩，该弯曲力矩的值远远低于用现有技术的剪切机构型产生的弯曲力矩的值。

使用等同于在引导件内滑动的滑动块中的一个的不同的滑动运动联接件也是可能的，本领域技术人员能够根据剪切机的设计载荷来制造这种联接件。

设置了用于沿引导件13滑动剪切机6的运动系统(附图中未示出)，例如借助于液压或气动缸或者通过齿条来制造，以完全自动的方式控制。剪切机6的该联接件允许其在挤压期间也定位在沿柱状物的不同的轴向位置中。

以下面的方式来执行挤压压力机100上的剪切机6的操作。在钢坯7的挤压期间，剪切机6的位置是图3中示出的静止位置。一旦完成钢坯7的挤压，则容器3和压杆2相对于模4缩回，即，它们关于图1的视图移动到左边或关于图3移动到右边，从而沿轴线X移动。同时，剪切机6被引起在箭头X’的方向上滑动，直到其到达工作位置，如图4中所示，垂直地在模4的顶表面的上方，并且然后通过在完全正交于挤压轴线X的箭头Z的方向上的垂直移动，剪切机6切削钢坯的最后的延伸或“底部”，如图5中所示，从而留下完全与模4的顶表面共平面的切削表面。

由于剪切机6的结构被在待被切削的底部的直接上方的区域中固定到柱状物的壳体17’、17ⁱⁱⁱ，所以在没有剪切机6的结构上的任何显著的弯曲力矩的情况下发生切削操作，从而确保不留下从模的表面突出的材料剩余物的完全平坦的且准确的切削，因为其完全地与模4的顶表面齐平，并且因此允许每次钢坯挤压循环在底部切削之后，容器的完全接触表面在模上。

特别参考图3，模4被限制到反作用横档5，以便在模4上方在轴向方向上留下足够的接近空间以容纳剪切机6，而使剪切机6不突出超过切削平面，并且从而当剪切机6在邻近于反作用横档5的对应于静止位置的位置时，剪切机6不与切削平面相交。

由于本发明的压力机结构的该构型，引导件13设计有有限的长度，该有限的长度简单地允许剪切机6从图5中示出的工作位置(当压力机在挤压活动中并且剪切机6切削底部时)前进到图3中示出的静止位置(当剪切机6在模4上方的非激活位置时)，并且易于在该位置替换容器3，因为剪切机6的在模4和容器3之间的所有垂直体积带(verticalvolumeband)保持自由，而不像现有技术的已知解决方案。因此，这允许柱状物9’、9”、9ⁱⁱⁱ、9^iv和壳体17’、17”、17ⁱⁱⁱ、17^iv的长度被设计成相对于现有技术的挤压压力机的其他构型更小，从而增加整个压力机结构的总的刚度。

Claims (9)

1.一种用于金属产品的直接挤压的压力机(100)，挤压轴线(X)被界定在所述压力机(100)中，所述压力机(100)包括：

-主缸(1)，其布置在所述压力机的相对于所述挤压轴线(X)的第一端部处并包括活塞，

-可移动的横档(15)，其安装在所述主缸(1)的活塞上，

-压杆(2)，其与所述活塞同轴并由所述活塞致动，

-容器(3)，其具有在其中的与所述挤压轴线(X)同轴的通孔(3’)，并且配置成在挤压操作期间容纳所述金属产品(7)，

-反作用横档(5)，其布置在所述压力机的关于所述挤压轴线(X)的第二端部处，具有与所述挤压轴线(X)同轴的通孔(8)，以用于允许所述金属产品在所述挤压操作之后通过，所述反作用横档(5)具有挤压模(4)和压环(10)，所述挤压模(4)具有与所述挤压轴线(X)同轴的孔，所述压环(10)布置在所述挤压模(4)和所述反作用横档(5)之间并与所述挤压轴线(X)同轴，

-至少三个纵向柱状物(9’、9”、9ⁱⁱⁱ、9^iv)，其平行于所述挤压轴线(X)，所述至少三个纵向柱状物(9’、9”、9ⁱⁱⁱ、9^iv)将所述主缸(1)连接到配置成传递在所述挤压操作中产生的反作用力的所述反作用横档(5)，

-剪切机(6)，其配置成沿横向于所述挤压轴线(X)的切削平面切削所述金属产品，所述剪切机(6)适合于与正交于所述挤压轴线(X)的所述切削平面共平面地定位，

通过平行于所述挤压轴线(X)的运动滑动联接件，所述剪切机被直接地联接到所述至少三个纵向柱状物(9’、9”、9ⁱⁱⁱ、9^iv)中的两个纵向柱状物，所述运动滑动联接件允许所述剪切机在沿所述挤压轴线(X)的不同的轴向位置处定位，

其特征在于，当所述剪切机(6)在邻近于所述反作用横档(5)的位置中时，所述剪切机(6)不与横向于所述挤压轴线(X)的所述切削平面相交。

2.根据权利要求1所述的压力机，其中设置有联接装置，所述联接装置界定所述运动滑动联接件，该运动滑动联接件包括固定到所述两个纵向柱状物的线性滑动引导件(13’、13”)、和与所述剪切机(6)整体地固定的并适合于在所述线性滑动引导件(13’、13”)内滑动的滑动块(18’、18”)。

3.根据权利要求1所述的压力机，其中所述至少三个纵向柱状物(9’、9”、9ⁱⁱⁱ、9^iv)各自包括被容纳在相应的壳体(17’、17”、17ⁱⁱⁱ、17^iv)内的相应的预张紧的拉杆(16’、16”、16ⁱⁱⁱ、16^iv)，所述预张紧的拉杆(16’、16”、16ⁱⁱⁱ、16^iv)充当在所述可移动的横档(15)和所述反作用横档(5)之间的间隔物。

4.根据权利要求2所述的压力机，其中所述至少三个纵向柱状物(9’、9”、9ⁱⁱⁱ、9^iv)各自包括被容纳在相应的壳体(17’、17”、17ⁱⁱⁱ、17^iv)内的相应的预张紧的拉杆(16’、16”、16ⁱⁱⁱ、16^iv)，所述预张紧的拉杆(16’、16”、16ⁱⁱⁱ、16^iv)充当在所述可移动的横档(15)和所述反作用横档(5)之间的间隔物。

5.根据权利要求4所述的压力机，其中所述线性滑动引导件(13’、13”)被固定到所述两个纵向柱状物的所述壳体(17’、17ⁱⁱⁱ)上。

6.根据权利要求1所述的压力机，其中所述两个纵向柱状物是两个上部柱状物(9’、9”’)。

7.根据权利要求1所述的压力机，其中所述两个纵向柱状物是两个下部柱状物(9”、9^iv)。

8.一种挤压工艺，其由根据权利要求1至7中任一项所述的压力机来执行，所述挤压工艺包括以下步骤：

a)推动所述金属产品穿过所述挤压模(4)，以便得到预定端部的金属产品的形状，在步骤a)期间，所述剪切机(6)在远离所述挤压模(4)的静止位置上，以及

b)切削所述金属产品的端部延伸，在步骤b)期间，所述剪切机(6)在工作位置上，与正交于所述挤压轴线(X)的所述切削平面是共平面的并邻近于所述挤压模(4)。

9.根据权利要求8所述的挤压工艺，其中在步骤a)期间，所述剪切机(6)在所述静止位置，在沿所述挤压轴线(X)的不同于并且远离所述切削平面的轴向位置处。