CN104162556B - 用于驱动间接式挤压机的方法和间接式挤压机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于驱动间接式挤压机的方法，其中间接式挤压机包括间接柱塞，锁闭件和能纵向移动的坯块接收器，所述间接柱塞带有能够接合在所述间接柱塞上的模具头，所述坯块接收器带有用于接纳坯料的坯料支撑件。其中在挤压坯料且在壳体腔室坯料中形成壳体之后，待替换的模具头由替代的模具头从坯块接收器中推出，以便能够非常安全的去除在一个或者多个挤压过程中所形成的壳体。对此间接式挤压机在锁闭件与间接柱塞之间的最大距离至少相当于模具头和坯块接收器在移动方向上的延伸总长。

Description

用于驱动间接式挤压机的方法和间接式挤压机
技术领域
本发明涉及一种用于驱动间接式挤压机的方法和间接式挤压机。
背景技术
在间接式挤压原料金属坯块(如铜、黄铜或者相应的合金)时，成型过程产生的压制产品会形成有壳体，以便避免例如待变形的坯块表面上的杂质进入到所完成的压制产品中。像例如在专利文献EP0224115B1中公开的那样，在此包含有凹模的模具头要保持其直径的尺寸小于坯块的内径，这样会有大约0.2mm到2.0mm壁厚的壳体留在每一个坯块接收器的内壁上。对于其它的材料(例如对于铝)，形成壳体也可以具有相应的优点。
在此应当区分直接式压制过程和间接式压制过程，其中在直接式挤压时，在同向导入挤压柱塞和待变形的金属的情况下，通常能够制造出更大的压制产品。在间接式挤压时，其中被称为间接柱塞的挤压柱塞和材料被相向地导入，通常摩擦力相当小，这是因为材料不需要相对于坯块接收器移动。然而，由于压制产品必须通过间接柱塞穿过式地引出，因此通常在间接挤压时只能制造更小的压制产品。
为了减小在间接柱塞中的材料张力，在专利文献DE10131901A1中做出以下建议，即，将拉削环旋置在间接柱塞上并用锁紧螺母来卸载，或者将熔接盘和/或凹模通过在间接柱塞的相应的钻孔过程中会收缩的插销来固定。
在一次或者多次压制过程之后，通常应当将通过挤压坯料而形成的壳体去除，以便能够为随后的压制过程实现安全的挤压。在已知的方法中，为了去除壳体，要将壳体与模具头一起从坯块接收器中拉出，这伴随着高的拆卸成本以及安装成本。然而，通过该方法并不能将壳体从坯块接收器中几乎没有遗留地去除。而且，壳体的遗留物会对随后的压制过程或者随后的压制过程的运行安全产生不利的影响，这是因为在挤压时该遗留物尤其会导致金属坯块或者坯料在为随后的挤压或者压制而设置的加载过程中被非期望地压缩。进一步地，壳体的遗留物会阻碍新的模具头或者清洁过或修复过的模具头安全地进入坯块接收器中。模具头尤其会卡在遗留物上。
发明内容
本发明的目的是提供一种间接式挤压机以及用于驱动间接式挤压机的方法，其能够安全地去除在一次或者多次压制过程中形成的壳体。
上述目的通过一种用于驱动间接式挤压机的方法以及间接式挤压机实现。
一种用于驱动间接式挤压机的方法，其中所述间接式挤压机包括间接柱塞、锁闭件和能纵向移动的坯块接收器，所述间接柱塞带有能够接合在所述间接柱塞上的模具头，所述坯块接收器带有用于接纳坯料的坯料支撑件，其中，所述坯块接收器从所述锁闭件起通过所述间接柱塞直线地移动，其中所述间接柱塞能够通过所述坯块接收器向所述锁闭件移动而从所述坯料支撑件中移出，以及能够通过所述坯块接收器向相反方向移动而进入所述坯料支撑件中，
其中，在挤压所述坯料且在壳体腔室中形成壳体之后，在该方法中包括以下步骤：
(A)通过向所述锁闭件的方向移动所述坯块接收器，将所述间接柱塞从所述坯料支撑件中移出；
(B)将另一个模具头布置在所述间接柱塞与坯料支撑件之间，并且将所述另一个模具头接合在所述间接柱塞上；
(C)通过向相反方向移动所述坯块接收器，使所述间接柱塞与其所接合的所述另一个模具头一起进入所述坯料支撑件中，并且使所述另一个模具头与其他的模具头接触；和
(D)通过向相反方向进一步地移动所述坯块接收器，将所述其他的模具头从所述坯料支撑件(中推出，其中，在所述进一步的移动中通过所述另一个模具头将所述壳体部分或者整体地从所述坯料支撑件中压出。
一种间接式挤压机，其包括间接柱塞、锁闭件和能纵向移动的坯块接收器，所述间接柱塞带有能够接合在所述间接柱塞上的模具头，所述坯块接收器带有用于支撑坯料的坯料支撑件，其中，所述坯块接收器从所述锁闭件起通过所述间接柱塞直线地移动，其中所述间接柱塞能够通过所述坯块接收器向所述锁闭件移动而从所述坯料支撑件中移出，以及能够通过所述坯块接收器向相反方向移动而进入所述坯料支撑件中，其中，所述锁闭件能够从与所述间接柱塞相距最大距离的最大位置处向所述间接柱塞直线地移动，所述间接式挤压机的特征在于，在所述最大位置处在所述锁闭件与所述间接柱塞之间的最大距离至少与所述间接柱塞和所述坯块接收器在移动方向上的延伸总长相对应。
其他的有利的实施形式或者设计方案记载在随后的说明书中。
在驱动间接式挤压机时，可以通过以下步骤以不同于已知方法的方式来安全地去除壳体：
(A)通过向锁闭件的方向移动坯块接收器，将间接柱塞从坯料支撑件中移出；
(B)将另一个模具头布置在间接柱塞与坯料支撑件之间，并且将所述另一个模具头接合在间接柱塞上；
(C)通过向相反方向移动坯块接收器，使间接柱塞与其所接合的另一个模具头一起进入坯料支撑件中，并且使所述另一个模具头与其他的模具头接触；和
(D)通过向相反方向进一步地移动坯块接收器，将所述其他的模具头从坯料支撑件中推出，其中在进一步的移动中通过所述另一个模具头将壳体部分地或者整体地从坯料支撑件中压出。
在已知方法中，通过挤压(多个)坯料而形成的壳体是通过从坯块接收器中拉出每一个模具头的方式来高成本地去除，与已知方法不同的是，通过设置步骤A～D，尤其是通过以下方式能够基本上安全地去除壳体：按照步骤D通过从坯料支撑件中推出所述其他的模具头，可以通过所述另一个模具头将该壳体或者所形成的壳体部分地或者整体地从坯料支撑件中压出。这尤其是以下情况的结果，即通过所述另一个模具头在坯料支撑件中被引导的方式将壳体从坯料支撑件中压出。在已知方法中通过将壳体与模具头一起从坯块接收器中拉出或者部分地拉出的高成本地去除的方式，只会带来一定的不可避免的安全隐患，像例如模具头可能掉落或者错认，因而不具备优势。
尤其地，通过合适的实施过程，在执行步骤D时可以将壳体进一步有利地无遗留地或者几乎无遗留地从坯块接收器中或者从坯料支撑件中去除。
尤其地，像在步骤C中实施的那样，通过向相反方向移动坯块接收器，使间接柱塞与其所接合的另一个模具头一起进入坯料支撑件中，并且使得所述另一个模具头与其他的模具头接触，能够确保所述另一个模具头具有与坯块接收器相关联的移动，该移动在间接挤压时与坯块接收器本身的移动相符，从而在坯块接收器内可能有的壳体遗留物在合适的实施过程中如同被挤压的材料一样被同样安全地处理。尤其地，例如另一个模具头的皮尔环能够对在坯块接收器内可能有的遗留物有相应的作用。
在步骤D中只要在进一步的移动中通过所述另一个模具头将壳体从坯料支撑件中部分地压出，那么在步骤D中在壳体从坯料支撑件中被部分地压出之后，就能够将通过壳体的部分压出而形成的残留物与材料的遗留物分离。当由于结构或者制程技术的设定不可避免地或者必要时甚至期望放置一定的材料遗留物时，这种工作方式尤其有利。特别有利的是，可以借助剪切刀将残留物剪切掉。
在本方法的步骤B中，另一个模具头可以由工业机器人的机械手布置在间接柱塞与坯料支撑件之间，并且接合在所述另一个模具头上。通过使用工业机器人的机械手使得步骤B可以非常高的制程安全性来执行。
在步骤D中，其他的模具头可以于推出时推至工业机器人的机械手上的预定的位置处或者机械手的周围，接着由机械手抓取并从坯块接收器处移开。通过在步骤D中使用工业机器人的机械手，使得步骤D可以非常高的制程安全性来执行。
通过在整个方法流程中合适的衔接，由于在步骤B和C中设置机械手，以上述方式能够有利地实现高的自动化程度。
尤其地，作为上述解决方案的附加或者备选，可以借助一种间接式挤压机来安全地去除壳体，该间接式挤压机包括其上带有可以接合的模具头的间接柱塞、锁闭件和可纵向移动的带有用于接纳坯料的坯料支撑件的坯块接收器，其中，坯块接收器从锁闭件起通过间接柱塞在移动方向上直线地移动，其中，间接柱塞通过坯块接收器向锁闭件方向的移动而能够从坯料支撑件中移出，以及通过坯块接收器向相反方向的移动而能够进入坯料支撑件中，其中，锁闭件能够从与间接柱塞相距最大距离的最大位置处向间接柱塞直线式地移动，其中，该间接式挤压机的特征在于，于最大位置处在锁闭件与间接柱塞之间的最大距离至少相当于模具头和坯块接收器在移动方向上的延伸总长。
通过设置这个最大距离，使得上述方法的步骤B能够以简单的方式安全地执行，并且由此使得安全地去除所形成的壳体成为可能。安全地执行步骤B能够通过以下方式成为可能，即，通过提供最大距离，当锁闭件处于最大位置处或者之前已移动到最大位置处时，能够确保在间接柱塞与坯料支撑件之间不受干扰地布置另一个模具头。但是，其他的可能并非十分安全的实施例也是可能的，其中例如首先将模具头整体退出，接着在朝着锁闭件的方向尽可能远地移走坯块接收器之后放置一个新的模具头。
尤其优选地，将最大距离设置成比总长大2mm，以便在本发明的步骤B中能够非常安全且尤其以足够的空间将另一个模具头布置在间接柱塞与坯料支撑件之间。尤其是对于安全的流程来说总共4mm的距离是有利的，以使针对正常的模具头更换来说在模具头的两侧分别具有2mm的距离。
优选地，模具头可以在间接式挤压机的挤压方向上或者相反的方向上具有用于形成间接式挤压机的壳体腔室的一段锥形段，该壳体腔室受限于该锥形段和坯料支撑件的内壁，该内壁限定了坯料支撑件。通过设置锥形段，能够有利地解决模具头被壳体夹绕的问题，尤其是，尤其像在本方法的步骤D中为所述其他模具头设置的那样，通过逆着挤压方向从坯料支撑件中推出模具头能够有利地解决模具头被壳体夹绕的问题。
优选地，间接柱塞包括皮尔环，其在挤压方向上限定了壳体腔室，并且能够从模具头拆下。通过这种方式，模具头可以非常简单地与皮尔环或者与间接柱塞分离。同样的，也可以轻而易举地将新的模具头安置在皮尔环之前。
应当理解的是，上述技术特征和技术方案必要时还可以组合，以便能够相应地累积地实现优点。
附图说明
本发明的其他的优点、目标和特性将根据下面实施例的描述进行说明，该实施例也特别在附图中示出。其中：
图1显示了间接式挤压机与为挤压而设置的坯料的示意图；
图2显示了图1所示的间接式挤压机在运行状态中的示意图，其中坯料的一段已经被压制成压制产品；
图3显示了图1和图2所示的间接式挤压机在运行状态中的示意图，其中坯料已经被完全地压制成压制产品；
图4至图8分别是图1至图3所示的带有两个模具头的间接式挤压机的示意图，其中这些示意图显示了驱动间接式挤压机的方法的一个实施例；
图9显示了图1至图8所示的间接式挤压机带有一个在用于压制过程的坯块加载位置处的模具头。
具体实施方式
在图1中显示的间接式挤压机10的实施例包括间接柱塞12，其带有可以接合在间接柱塞12上的模具头14，还包括带有锁闭件16的挤压柱塞13，以及可纵向移动的坯块接收器18，其带有用于接纳坯料22的坯料支撑件20。间接柱塞12还包括皮尔环42。
对于借助间接式挤压机10可以压制成压制产品的坯料22来说，其可以是至少部分地或者整体地由金属材料(例如铝、铜、黄铜或者相应的合金)组成的坯料22。
坯块接收器18从锁闭件16起通过间接柱塞12直线地移动。间接柱塞12可以通过坯块接收器18向锁闭件16的方向移动而从坯料支撑件20移出。由此，间接柱塞12能够通过坯块接收器18向相反方向的移动而进入坯料支撑件20中(在此与图4比较)。应当理解的是，由于此处基本上取决于相对移动，因此在不同的实施例中，当其它的部件只设计成静止的时，间接柱塞也能够移动。
在图2显示的运行状态中，借助锁闭件16或者借助挤压柱塞13坯块接收器18和坯料22移动，进入坯料支撑件20中的坯料22的一段通过穿过模具头14的凹模19的穿过式挤压而已被挤压成管状的压制产品17，其通过设置在间接柱塞12内的空腔15而引出。
图3显示了间接式挤压机10的运行状态，其中坯料22被完全挤压成压制产品17。所设置的剪切刀34的作用是将在压制过程中形成的挤压遗留物35在从坯料支撑件20中排出或者压出之后从模具头14或者坯块接收器18上剪切掉，同时从同样在压制过程中形成的位于间接式挤压机10的壳体腔室26中的壳体24上分离掉，其中，壳体腔室26径向地围绕着模具头14布置。
为了构成壳体腔室26，模具头14具有在间接式挤压机10的挤压方向上或者在相反方向上的一段锥形段38，其中，壳体腔室26受限于该锥形段38和坯料支撑件20，即受限于限定了坯料支撑件20的内壁40。
图4至图8显示了用于驱动间接式挤压机10的方法的实施例。对于此处显示的该方法的实施例而言，在挤压坯料22和在壳体腔室26中形成壳体24之后，提供有下面需要进一步说明的步骤A至步骤D。
图4显示了在执行本方法的步骤A之后和在执行本方法的步骤B中的情况和运行状态。即，在图4中显示了在间接柱塞12通过坯块接收器18向锁闭件16移动而从坯料支撑件20中移出之后的情况和运行状态，以及在间接柱塞12与坯块接收器20之间布置另一个模具头28之后、然而在该另一个模具头28接合在间接柱塞12上之前的情况和运行状态。
在图4中显示了锁闭件16位于在锁闭件16与间接柱塞12之间为最大距离时的最大位置处的情况，其中，锁闭件16以及挤压柱塞13从最大位置处向间接柱塞12直线地移动。通过锁闭件16以及挤压柱塞13朝向间接柱塞12的移动，坯料22能够进入坯料支撑件20中，其中锁闭件16以及挤压柱塞13为了挤压每一个坯料22需要这样功能(与图2比较)。
为了在间接柱塞12与坯料支撑件20之间没有干扰地以及安全地布置另一个模具头28，并且没有干扰地以及安全地将另一个模具头28接合在间接柱塞12上，该最大距离优选地设置成比模具头14与坯块接收器18在移动方向上的延伸总长大7％，其中坯块接收器18从锁闭件16起通过间接柱塞12直线地移动。
图4还显示了(即使仅仅示意性地)在步骤B中另一个模具头28由(示意性地显示的)工业机器人的机械手36布置在间接柱塞12与坯料支撑件20之间，并且接合在间接柱塞12上。
图5显示了在执行本方法的步骤C之后的情况和运行状态，其中步骤C包括使间接柱塞12与所接合的另一个模具头28一起进入坯料支撑件20中，以及使另一个模具头28与其他的模具头14通过坯块接收器18向相反方向的移动而接合，也即通过移走锁闭件16而接合。
图6显示了在执行或者实施本方法的步骤D时的情况和运行状态。步骤D包括通过向相反方向进一步地移动坯块接收器18而将其他的模具头14从坯料支撑件20中推出，其中在进一步的移动中将壳体24通过另一个模具头28从坯料支撑件20部分地压出。在此，图6显示了其中步骤D还没有完全结束的情况，尤其显示了其中壳体24还整个布置在坯料支撑件20中的情况。
图7同样显示了其中步骤D还没有完全结束的运行状态和情况，然而与图6显示的情况相比，显示了时间上较晚的情况。图7必须指出，其它的模具头14的大部分已经从坯料支撑件20中推出。这个其他的模具头14于推出时可以推至工业机器人的机械手36上的预定位置处，其中在图7中仅示意性地显示了机械手36。
图8显示了按照本方法的步骤D在从坯料支撑件20中推出该其他的模具头14之后的情况。此处显示了该其他的模具头14在推出之后由机械手36抓取，并且借助机械手36从坯块接收器18移走的情况。
通过按照本方法的步骤D进一步地向相反方向移动坯块接收器18，壳体24会通过上述另一个模具头28从坯料支撑件20部分地压出。图8还显示了通过部分压出壳体24而形成的遗留物30从材料的非常小的遗留物(此处没有更详细地显示)上分离掉的情况，即，遗留物30借助剪切刀34剪切掉或者分离掉的情况。这种小的遗留物可以忽略，并且只是稍微地占据通过下一个模具头28所形成的空间，这使得随后的流程不会因此而受影响。
图9显示了例如在更换模具头28之后或者在此期间的当坯料22被整个挤压的执行情况，其中在另一个模具头28或者新的模具头28进入坯料支撑件20中之后，借助坯块加载器44将另一个或者新的坯料22放置在另一个模具头28之前，为此，该坯块加载器44在预定的位置处摆动。
附图标记列表
10间接式挤压机
12间接柱塞
13挤压柱塞
14模具头
15空心的间接柱塞
16锁闭件
17压制产品
18坯块接收器
19凹模
20坯料支撑件
22坯料
24壳体
26壳体腔室
28另一个模具头
30遗留物
34剪切刀
35压制遗留物
36机械手
38锥形段
40内壁
42皮尔环
44坯块加载器

Claims (8)

1.一种用于驱动间接式挤压机(10)的方法，其中所述间接式挤压机(10)包括间接柱塞(12)、锁闭件(16)和能纵向移动的坯块接收器(18)，所述间接柱塞(12)带有能够接合在所述间接柱塞(12)上的模具头一(14)，所述坯块接收器(18)带有用于接纳坯料(22)的坯料支撑件(20)，其中，所述坯块接收器(18)从所述锁闭件(16)起通过所述间接柱塞(12)直线地移动，其中所述间接柱塞(12)能够通过所述坯块接收器(18)向所述锁闭件(16)移动而从所述坯料支撑件(20)中移出，以及能够通过所述坯块接收器(18)向相反方向移动而进入所述坯料支撑件(20)中，
其中，在挤压所述坯料(22)且在壳体腔室(26)中形成壳体(24)之后，在该方法中包括以下步骤：
(A)通过向所述锁闭件(16)的方向移动所述坯块接收器(18)，将所述间接柱塞(12)从所述坯料支撑件(20)中移出；
(B)将另一个模具头(28)布置在所述间接柱塞(12)与坯料支撑件(20)之间，并且将所述另一个模具头(28)接合在所述间接柱塞(12)上；
(C)通过向相反方向移动所述坯块接收器，使所述间接柱塞(12)与其所接合的所述另一个模具头(28)一起进入所述坯料支撑件(20)中，并且使所述另一个模具头(28)与模具头一(14)接触；和
(D)通过向相反方向进一步地移动所述坯块接收器(18)，将所述模具头一(14)从所述坯料支撑件(20)中推出，其中，在所述进一步的移动中通过所述另一个模具头(28)将所述壳体(24)部分或者整体地从所述坯料支撑件(20)中压出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(D)中在将所述壳体(24)从所述坯料支撑件(20)中部分压出之后，将通过部分压出所述壳体(24)而形成的残留物(30)从材料的剩余物上分离。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，借助剪切刀(34)将所述残留物(30)剪切掉。
4.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤(B)中将所述另一个模具头(28)由工业机器人的机械手(35)布置在所述间接柱塞(12)与所述坯料支撑件(20)之间，并且接合在所述间接柱塞(12)上。
5.根据上述权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(D)中，所述模具头一(14)于推出时推至工业机器人的机械手(36)上的预定的位置或者所述机械手(36)的周围，接着由所述机械手(36)抓取并从所述坯块接收器(18)处移走。
6.根据上述权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(D)中，所述模具头一(14)于推出时推至工业机器人的机械手(36)上的预定的位置或者所述机械手(36)的周围，接着由所述机械手(36)抓取并从所述坯块接收器(18)处移走。
7.一种间接式挤压机，其包括间接柱塞(12)、锁闭件(16)和能纵向移动的坯块接收器(18)，所述间接柱塞(12)带有能够接合在所述间接柱塞(12)上的模具头一(14)，所述坯块接收器(18)带有用于支撑坯料(22)的坯料支撑件(20)，其中，所述坯块接收器(18)从所述锁闭件(16)起通过所述间接柱塞(12)直线地移动，其中所述间接柱塞(12)能够通过所述坯块接收器(18)向所述锁闭件(16)移动而从所述坯料支撑件(20)中移出，以及能够通过所述坯块接收器(18)向相反方向移动而进入所述坯料支撑件(20)中，其中，所述锁闭件(16)能够从与所述间接柱塞(12)相距最大距离的最大位置处向所述间接柱塞(12)直线地移动，在所述最大位置处在所述锁闭件(16)与所述间接柱塞(12)之间的最大距离至少与所述间接柱塞(12)和所述坯块接收器(18)在移动方向上的延伸总长相对应；
所述间接式挤压机的特征在于，所述模具头一(14)至少在所述间接式挤压机(10)的挤压方向上具有一段锥形段(38)，其设置成用于构成所述间接式挤压机(10)的壳体腔室(26)，所述壳体腔室(26)受限于所述锥形段(38)和所述坯料支撑件(20)的内壁(40)，所述内壁(40)限定了所述坯料支撑件(20)；所述间接柱塞(12)包括皮尔环(42)，其在挤压方向上限制了所述壳体腔室(26)，并且能够从所述模具头一(14)卸下。
8.根据权利要求7所述的间接式挤压机(10)，其特征在于，所述最大距离设置成比所述总长大2mm。
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