CN116550783A - 一种连续挤压机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续挤压机，涉及连续挤压技术领域，包括机架以及安装于所述机架上的挤压轮、压实轮总成、腔体和模具，所述挤压轮的环形沟槽的开口端两侧相对设置有环形凸起，两侧的环形凸起之间留有凸起间隙，所述腔体靠近所述挤压轮的一面上设置有腔体凸台，所述模具靠近所述挤压轮的一面上设置有与所述腔体凸台平滑相接的模具凸台，所述腔体凸台和所述模具凸台均能够进入所述凸起间隙内；所述环形凸起与所述环形沟槽的侧壁之间形成沟槽空间，所述沟槽空间能够留存被挤压坯料，并使其粘附在沟槽空间的内壁上。本发明能够提高坯料与挤压轮的环形沟槽之间摩擦力，保证坯料挤压过程的进行。

Description

一种连续挤压机
技术领域
本发明涉及连续挤压技术领域，特别是涉及一种连续挤压机。
背景技术
连续挤压是指带有沟槽的旋转挤压轮，通过沟槽与坯料之间的摩擦力来驱动坯料向前，当坯料接触挡料块时，由于挡料块的阻挡，坯料通过腔体进料口进入腔体，并通过腔体内安装的模具，挤压成各种需要的产品。由于挤压轮是旋转的，腔体是固定不动的，因此腔体弧面和挤压轮轮面之间必须有一定的间隙，而这个间隙的存在，必然会导致坯料从间隙内挤出，形成溢料。
溢料是连续挤压过程中产生的废料，减少溢料量就能提高材料利用率，连续挤压的一个核心技术是如何控制挤压溢料量，传统连续挤压机的溢料密封是通过挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙m1来实现的，如图1所示。
首先，由于挤压轮旋转径向跳动的变化直接影响挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙m1值的变化，其次，挤压轮在不同转速下摩擦发热量不同导致挤压轮热膨胀量不同，使得在挤压轮不同转速下，挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙m1值发生较大变化。
以上两个原因导致连续挤压过程中，挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙m1值不能过小，挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙m1过小会造成挤压过程中挤压轮与腔体之间的剧烈磨损，其结果是挤压轮和腔体因磨损而损坏，相反，如果挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙m1过大，会造成溢料量很大，导致材料利用率降低。
美国专利US4054048中公开了一种金属旋转挤压装置，其中涉及利用凸台侧面与挤压轮沟槽侧平面密封溢料，但由于其沟槽采用上下一致的沟槽侧平面，使得该方法仅仅适合于铝等软金属的连续挤压，而对于铜等强度稍高一些材料的挤压，无法建立起坯料与沟槽的摩擦条件，使得挤压过程无法进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续挤压机，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高坯料与挤压轮的环形沟槽之间摩擦力，保证坯料挤压过程的进行。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种连续挤压机，包括机架以及安装于所述机架上的挤压轮、腔体和模具，所述挤压轮上设置有环形沟槽；所述环形沟槽的开口端两侧相对设置有沿所述挤压轮的轴向延伸的环形凸起，两侧的环形凸起之间留有凸起间隙，所述腔体靠近所述挤压轮的一面上设置有腔体凸台，所述模具安装于所述腔体凸台内，且所述模具靠近所述挤压轮的一面上设置有与所述腔体凸台平滑相接的模具凸台，所述腔体凸台和所述模具凸台均能够进入所述凸起间隙内；所述环形凸起与所述环形沟槽的侧壁之间形成沟槽空间，所述沟槽空间能够留存被挤压坯料，并使其粘附在沟槽空间的内壁上。
优选的，所述腔体的上游还设置有进料导板，所述进料导板靠近所述挤压轮的一面设置有进料凸台，所述进料凸台和所述腔体凸台平滑相接，所述进料凸台、所述腔体凸台以及所述模具凸台共同形成与所述挤压轮相配合的凸台主体。
优选的，所述凸台主体两侧的侧面为凸台侧面，两侧所述环形凸起相对的侧面为凸起侧面，所述凸台侧面和所述凸起侧面之间垂直方向的间隙值为δ，δ为0.001mm～0.2mm；
所述凸起侧面到所述环形沟槽的开口端侧壁之间的距离为w，w≥0.6mm；
自挡料块端面向进料导板方向，凸台主体的长度值为L，在L≤30mm的范围内，H≥3.5mm，n≥H；其中，H为凸台主体的凸台表面到挤压轮的轮面的垂直距离，且在所述挤压轮的圆周不同角度位置(凸台主体不同的长度位置处)，H相同或不同，n为凸起侧面的高度。
优选的，所述凸台主体靠近所述挤压轮的一面为凸台表面，所述凸台表面为圆弧面，或者，所述凸台表面为圆弧面与平面及曲面的平滑衔接组合；所述凸台主体与所述腔体一体成形设置，或者，所述腔体凸台、所述进料凸台和所述模具凸台独立设置，且分别安装于所述腔体、所述进料导板和所述模具上。
优选的，所述凸台主体与所述模具一体成形设置。
优选的，所述腔体靠近所述挤压轮的一面为腔体表面，所述进料导板靠近所述挤压轮的一面为进料导板表面，所述腔体表面以及所述进料导板表面与所述挤压轮的轮面之间形成有溢料排出通道。
优选的，所述腔体表面以及所述进料导板表面上均设置有斜面，所述斜面与所述凸台侧面直接连接，所述斜面与所述挤压轮的轮面之间形成所述溢料排出通道；或者，所述斜面通过弓形弧面与所述凸台侧面连接，所述斜面以及所述弓形弧面与所述挤压轮的轮面之间形成所述溢料排出通道。
其中，在所述斜面通过弓形弧面与所述凸台侧面连接时，所述挤压轮的轮面到弓形弧面的垂直距离为m，m≥0.8mm。
优选的，所述模具安装于靴座上，所述靴座安装于所述机架上，所述靴座上贯穿设置有产品出料孔，所述产品出料孔与所述模具的模具孔连通，所述靴座上还开设有模具冷却水孔；
所述模具冷却水孔和/或所述产品出料孔能够向所述模具的产品出口端面通入冷却介质。
优选的，所述模具上设置有多个所述模具孔。
优选的，所述靴座通过靴座枢轴转动安装在所述机架上，且所述靴座连接有油缸，所述油缸能够带动所述靴座转动；所述机架上还转动安装有锁紧装置，所述锁紧装置能够对所述靴座进行锁紧。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明所述环形沟槽的开口端两侧相对设置有环形凸起，且所述环形凸起与所述环形沟槽的侧壁之间形成沟槽空间，所述沟槽空间能够留存被挤压坯料，并使其粘附在沟槽空间的内壁上，从而能够提高坯料与挤压轮的环形沟槽之间摩擦力，保证坯料挤压过程的进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中传统连续挤压溢料密封示意图；
图2为本发明实施例中连续挤压机沿着挤压轮的环形沟槽中心线剖面图；
图3为图2的A-A的剖面图(去掉底座)；
图4为图2的局部放大图(仅仅保留进料导板、腔体、模具、腔体盖、压板、挤压轮和靴座局部)；
图5为图4的B-B剖面图(仅仅保留挤压轮和进料导板局部)；
图6为图4的C-C剖面图(仅仅保留挤压轮、模具、腔体和腔体盖)；
图7为图4的C-C剖面图(腔体表面由弓形弧面和斜面组合而成)。
图1中，m1-挤压轮和腔体弧面之间的径向间隙，101-挤压轮，102-模具，103-腔体，104-腔体盖；
图2-图7中，1-挤压轮，2-腔体，3-凸台表面，4-模具，5-环形沟槽，6-轮面，7-挡料块端面，8-挡料块，9-凸台主体，10-凸起侧面，11-凸台侧面，12-主轴，13-主轴轴承，14-轴承座，15-机架，16-底座，17-进料导板，18-靴座，19-靴座枢轴，20-腔体盖，21-压紧装置，22-压紧装置轴，23-油缸，24-压实轮总成，25-刮刀总成，26-冷却水孔，27-压板，28-弓形弧面，29-模具孔，30-挤压轮沟槽边缘圆角，31-模具表面，32-模具侧面，33-产品出口端面，34-模具冷却水孔，35-产品出料孔，36-斜面，37-溢料排出通道，38-沟槽空间；
H-凸台主体的凸台表面到挤压轮的轮面的垂直距离；
δ-凸台侧面和凸起侧面之间垂直方向的间隙值；
m-挤压轮的轮面到弓形弧面的垂直距离；
L-自挡料块端面向进料导板方向，凸台主体的长度值；
w-凸起侧面到环形沟槽的开口端侧壁之间的距离；
n-凸起侧面的高度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种连续挤压机，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高坯料与挤压轮的环形沟槽之间摩擦力，保证坯料挤压过程的进行。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图2-图7所示，本实施例中提供一种连续挤压机，主要包括机架15以及安装于所述机架15上的挤压轮1、压实轮总成24、腔体2和模具4等，所述挤压轮1通过主轴12转动安装于所述机架15上，具体地，挤压轮1安装于主轴12上，主轴12两侧设置有主轴轴承13进行支撑，主轴轴承13安装在轴承座14内，轴承座14安装在机架15上，机架15安装在底座16上；所述挤压轮1的外圆面上设置有环形沟槽5，所述压实轮总成24用于将坯料压入所述挤压轮1的环形沟槽5内，建立起坯料与环形沟槽5的初始摩擦力；所述模具4的下游(远离所述压实轮总成24的一侧)设置有挡料块8，所述挡料块8能够对所述环形沟槽5内的坯料进行阻挡，以使其进入所述模具4内。其中，需要进行说明的是，上述结构为本领域的成熟现有技术，本实施例中便不再进行赘述。
在本实施例中，所述环形沟槽5的开口端两侧相对设置有沿所述挤压轮1的轴向延伸的环形凸起，两侧的环形凸起之间留有凸起间隙，所述腔体2靠近所述挤压轮1的一面上设置有腔体凸台，所述模具4安装于腔体凸台表面(靠近挤压轮1的一面)上靠近挡料块8位置处设置的安装孔内，且所述模具4靠近所述挤压轮1的一面上设置有与所述腔体凸台平滑相接的模具凸台，所述腔体凸台和所述模具凸台均能够进入所述凸起间隙内；所述环形凸起与所述环形沟槽5的侧壁之间形成沟槽空间38，所述沟槽空间38能够留存被挤压坯料，并使其粘附在沟槽空间38的内壁上，从而能够提高坯料与挤压轮1的环形沟槽5之间摩擦力，保证坯料挤压过程的进行。
在本实施例中，如图4所示，腔体2安装在靴座18内，通过腔体盖20固定，腔体2的上游(靠近所述压实轮总成的一端)安装有进料导板17，进料导板17靠近挤压轮1的一面上也带有与腔体凸台具有相同宽度尺寸的进料凸台，腔体凸台、进料凸台和模具凸台共同形成凸台主体9，进料导板17的上端设置有压板27，通过压板27将进料导板17和腔体2固定在靴座18上。
而靴座18则通过靴座枢轴19转动安装在机架15上，靴座18可以绕着靴座枢轴19旋转，靴座枢轴19两端安装在机架15上；机架15上还设置有压紧装置21，靴座18在工作时，通过压紧装置21将靴座18定位锁紧在机架15上。其中，压紧装置21通过压紧装置轴22转动安装于机架上，压紧装置21可以绕压紧装置轴22旋转，以实现靴座18的打开或者压紧，压紧装置轴22两端安装在机架15上；在本实施例中，压紧装置21可以根据具体工作需要进行选择，例如压紧装置21可以为压紧块，可以通过液压缸来带动压紧块绕压紧装置轴22转动，以实现靴座18的打开或者压紧。进一步地，靴座18连接有油缸23，通过油缸23带动靴座18打开或闭合，油缸23的一端转动连接在靴座18上，另一端转动连接在底座16上。
在本实施例中，所述主轴轴承13优选为圆柱滚子轴承，从而能够使主轴系统易于在主轴轴承13上进行移动，便于凸台主体9和挡料块8与环形沟槽5自动对中。
在本实施例中，挤压轮1上设有冷却水孔26，用于通入冷却水给挤压轮1降温，减少其热膨胀量，避免因热膨胀导致挤压轮1的凸起侧面10与凸台侧面11发生直接接触而产生磨损。
在本实施例中，机架15上还安装有刮刀总成25，刮刀总成25用于去除挤压轮1的轮面6(外圆面)的溢料；具体地，如图2所示，刮刀总成25主要包括刮刀以及刮刀驱动装置，刮刀驱动装置能够带动刮刀靠近或远离挤压轮1，当靠近挤压轮1时，能够去除挤压轮1的轮面6的溢料；其中，刮刀驱动装置可以根据需要进行选择，如选择液压杆或者直线电机等。
在本实施例中，如图5-图6所示，凸起侧面10到环形沟槽5的开口端侧壁之间的距离(环形凸起沿挤压轮1轴向凸起的高度)为w，w值不小于0.6mm；凸台侧面11和所述凸起侧面10之间垂直方向的间隙值为δ，δ为0.001～0.2mm；凸台表面3(靠近挤压轮1的一面)的圆半径不小于凸起侧面10的最小圆半径，也就是凸起侧面10的高度n(沿挤压轮1径向的高度)不小于凸台主体9的凸台表面到挤压轮的轮面6的垂直距离H，凸台侧面11和凸起侧面10之间垂直方向的间隙值δ应尽量保持两侧相同，从而保证在生产过程中，两侧所产生的溢料均衡并保持挤压过程的溢料量最低。
在本实施例中，利用凸起侧面10与凸台侧面11之间的间隙来密封挤压材料，可以把凸台侧面11与凸起侧面10之间间隙设置的非常小，极大地减少了溢料，提高了材料利用率，也解决了因挤压轮1径向跳动引起的溢料周期性波动，导致产品挤压线速度波动造成的小断面产品尺寸变化的问题，提高了产品的尺寸精度等级；而且将模具4最大限度地安装在靠近环形沟槽5槽底位置，最大限度地减少了坯料流动通道上摩擦力，降低挤压载荷。
本实施例进行铜等不与挤压轮1粘结的材料挤压时，极大地减少轮面6与被挤压坯料之间的有害摩擦，减少发热量，在节能的同时降低挤压轮1的温度，提高挤压轮1的使用寿命。
在本实施例中，自挡料块端面7(挡料面)向进料导板17方向，在凸台主体9长度值L不大于30mm的范围内，凸台主体9的凸台表面到挤压轮的轮面6的垂直距离H不小于3.5mm，优选为5-8mm。为了增加溢料密封效果，挤压轮沟槽边缘圆角30(环形凸起远离环形沟槽的一端边缘圆角)的半径一般采用0.1-0.5mm。
在本实施例中，如图7所示，在凸台侧面11远离挤压轮1的一端衔接有一个溢料排出通道37；具体地，溢料排出通道37可以由弓形弧面28和斜面36组合，也可以直接采用斜面36形成，斜面36向外扩张的角度β不小于3°，便于溢料顺利排出，轮面6到弓形弧面28的垂直距离m值不小于0.8mm，采用较大的m值，有利于溢料顺利排出，降低挤压轮1的温度，并提高挤压轮1的使用寿命。本实施例中设置弓形弧面28主要是便于腔体2装入靴座18后进行安装位置检测，当不需要设置弓形弧面28即可完成检测时，可以取消弓形弧面28，将溢料排出通道37设置为由斜面36构成。
在本实施例中，腔体2的凸台主体9上开有沿着主轴轴线方向贯通的模具安装槽时，在模具安装槽内安装有模具4，模具4宽度等于凸台主体9的宽度，此时，模具4是凸台主体9的组成部分，模具表面31与凸台表面3基本平滑衔接，模具侧面32与凸台侧面11应平滑衔接。
在本实施例中，模具4上可以设置一个模具孔29，也可以设置两个甚至多个模具孔29，优选采用双孔模式同时挤压出两个产品。
在本实施例中，所述凸台主体9可以分段设置在进料导板17和腔体2上，也可以将进料导板17与腔体2设置成一个整体零件，凸台主体9同样为一整体零件；进一步地，所述凸台主体9靠近所述挤压轮1的一面为凸台表面3，所述凸台表面3可以是圆弧面，也可以是圆弧面、平面和曲面的组合。
在本实施例中，所述挡料块8可以是镶嵌在腔体2上的独立零件，也可以是与腔体2一体的整体零件。
在本实施例中，所述凸台主体9的凸台表面到挤压轮的轮面6的垂直距离H值，优选越靠近挡料侧，H值越大，也可以基本保持不变。
在本实施例中，当进行小断面产品挤压时，为了降低模具温度，提高模具使用寿命，在模具4的产品出口端面33通有冷却介质；具体地，在腔体2上设置有模具冷却水孔34，模具冷却水孔34靠近模具4的产品出口端面33设置，冷却介质可以是通过腔体2上模具冷却水孔34单独提供；或者也可以是通过产品出料孔35通入冷却介质，其中，产品出料孔35的一端与模具4的产品出口连通，另一端贯穿腔体盖以及靴座，用于产品出料。
在本实施例中，优选通过腔体2上的模具冷却水孔34单独提供冷却介质。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种连续挤压机，包括机架以及安装于所述机架上的挤压轮、腔体和模具，所述挤压轮上设置有环形沟槽；其特征在于：所述环形沟槽的开口端两侧相对设置有沿所述挤压轮的轴向延伸的环形凸起，两侧的环形凸起之间留有凸起间隙，所述腔体靠近所述挤压轮的一面上设置有腔体凸台，所述模具安装于所述腔体凸台内，且所述模具靠近所述挤压轮的一面上设置有与所述腔体凸台平滑相接的模具凸台，所述腔体凸台和所述模具凸台均能够进入所述凸起间隙内；所述环形凸起与所述环形沟槽的侧壁之间形成沟槽空间，所述沟槽空间能够留存被挤压坯料，并使其粘附在沟槽空间的内壁上。
2.根据权利要求1所述的连续挤压机，其特征在于：所述腔体的上游还设置有进料导板，所述进料导板靠近所述挤压轮的一面设置有进料凸台，所述进料凸台和所述腔体凸台平滑相接，所述进料凸台、所述腔体凸台以及所述模具凸台共同形成与所述挤压轮相配合的凸台主体。
3.根据权利要求2所述的连续挤压机，其特征在于：所述凸台主体两侧的侧面为凸台侧面，两侧所述环形凸起相对的侧面为凸起侧面，所述凸台侧面和对应的所述凸起侧面之间垂直方向的间隙值为δ，δ为0.001mm～0.2mm；
所述凸起侧面到所述环形沟槽的开口端侧壁之间的距离为w，w≥0.6mm；
自挡料块端面向进料导板方向，凸台主体的长度值为L，在L≤30mm的范围内，H≥3.5mm，n≥H；其中，H为凸台主体的凸台表面到挤压轮的轮面的垂直距离，且在所述挤压轮的圆周不同角度位置，H相同或不同，n为凸起侧面的高度。
4.根据权利要求2或3所述的连续挤压机，其特征在于：所述凸台主体的凸台表面为圆弧面，或者，所述凸台表面为圆弧面与平面及曲面的平滑衔接组合；所述凸台主体与所述腔体一体成形设置，或者，所述腔体凸台、所述进料凸台和所述模具凸台独立设置，且分别安装于所述腔体、所述进料导板和所述模具上。
5.根据权利要求2或3所述的连续挤压机，其特征在于：所述凸台主体与所述模具一体成形设置。
6.根据权利要求2所述的连续挤压机，其特征在于：所述腔体靠近所述挤压轮的一面为腔体表面，所述进料导板靠近所述挤压轮的一面为进料导板表面，所述腔体表面以及所述进料导板表面与所述挤压轮的轮面之间形成有溢料排出通道。
7.根据权利要求6所述的连续挤压机，其特征在于：所述腔体表面以及所述进料导板表面上均设置有斜面，所述斜面与所述凸台侧面直接连接，所述斜面与所述挤压轮的轮面之间形成所述溢料排出通道；或者，所述斜面通过弓形弧面与所述凸台侧面连接，所述斜面以及所述弓形弧面与所述挤压轮的轮面之间形成所述溢料排出通道。
8.根据权利要求7所述的连续挤压机，其特征在于：在所述斜面通过弓形弧面与所述凸台侧面连接时，所述挤压轮的轮面到弓形弧面的垂直距离为m，m≥0.8mm。
9.根据权利要求1所述的连续挤压机，其特征在于：所述模具安装于靴座上，所述靴座安装于所述机架上，所述靴座上贯穿设置有产品出料孔，所述产品出料孔与所述模具的模具孔连通，所述靴座上还开设有模具冷却水孔；
所述模具冷却水孔和/或所述产品出料孔能够向所述模具的产品出口端面通入冷却介质。
10.根据权利要求9所述的连续挤压机，其特征在于：所述模具上设置有多个所述模具孔。
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