CN1864882A - 利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法及其装置 - Google Patents

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利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法及其装置，进线坯料采用双根铜杆进料，经各自的矫直器后，上下各一根进入除氧化层工序，之后进入为防止扭绞和跳槽而设置的防扭绞工序进行处理，出来的两根杆料进入压实轮和挤压轮中间，在压实轮的作用下变形，随着挤压轮的挤压而进入腔体，经双孔模具实现双孔出线工序，再经防粘结工序，在现有的单槽单轮连续挤压机上挤压出两根成品，与传统的连续挤压工艺相比综合起来降低生产成本30％，出来的产品，既可是同一规格的产品，也可以是两种不同规格的产品，方便了生产组织，提高了生产效率和设备的使用效率。

Description

利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法及其装置
一、技术领域
本发明属于有色金属压力加工，尤其是一种利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法及其装置。
二、背景技术
随着国产连续挤压机的成功研制，运用连续挤压机生产铜扁线、铜型材得到迅速的推广。挤压产品也因其品质优良，受到变压器、发电机等行业的充分肯定。
目前采用连续挤压机单进单出生产挤压产品的过程中，发现存在产量低、生产时间长、挤压轮、腔体寿命短等缺点，从而使得挤压成本较高。另一方面目前各型单轮槽挤压机由于受挤压轮槽尺寸限制，必须采用某一特定规格原料，不便于采购。同时，连续挤压机对15mm2以下截面的产品较难挤压，各厂家仍在采用拉拔工艺，因而必须准备两种以上规格的原材料，增加了资金占用。
目前报道的英国BWE公司采用的双进双出挤压工艺，采用的的是双轮槽挤压机，其特征是在挤压轮上开双槽的结构，进料时双根铜杆各行其道，挤压腔采用的也是双堵头方式，结构和形式与本工艺方法不同。
三、发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提出一种利用现有的单轮槽连续挤压机双进双出生产挤压产品的方法及其装置，该方法进线坯料采用双根铜杆进料，经各自的矫直器后，上下各一根进入除氧化层工序，之后进入为防止扭绞和跳槽而设置的防扭绞工序进行处理，出来的两根杆料进入压实轮和挤压轮中间，在压实轮的作用下变形，随着挤压轮的挤压而进入腔体，经双孔模具实现双孔出线工序，再经防粘结工序，在现有的单槽单轮连续挤压机上挤压出两根成品。
所述的双根铜杆在除氧化层工序中经可调式轮刷旋转机构除去表面氧化层，轮刷速度在300-600R/Min之间变换，各铜杆均与轮刷外延相切，两根杆料与轮刷之间的间隙可调，轮刷截面为半圆弧状。
所述上下位置各自进入防扭绞工序中的杆料经过导引模和导引辊后进入挤压机，导引模间隔30-300秒调向换位一次，改变两根铜杆的压和位置，同时导引模和导引辊的导引作用可避免两根杆料在挤压机内发生跳槽。
本发明提出的利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的设备，包括：
除去两根杆料表面氧化层的除氧化层装置，该装置内装有轮刷以300-600R/Min速度旋转的可调式轮刷机构，上杆料和下杆料与轮刷外沿相切，将两根杆料焊和面上的氧化层刷去；
防止杆料扭绞和跳槽的防扭装置，该装置水平固定于挤压轮前端，并与挤压轮槽位于同一中轴线上，在该装置内上杆料和下杆料在垂直平面上分别通过对应的导引模和导引辊，导引模间隔30-300秒调向换位一次；
为保证双头出线而设置的双孔出线挤压腔体、双孔模具和带加强筋的腔体盖，在挤压腔体的孔口后紧接着双孔模具，双孔模具和腔体盖上开有两个孔型，有加强筋的腔体盖顶住双孔模具中部，双孔模具加工成台阶结构或加厚结构，以增加强度，满足两个模孔的布置；
为防止导线粘结而设置的具有分割导引功能的防粘结装置，该装置中分隔导引板安装于靴座底部，长度为20-700mm，厚度1-6mm；冷却槽内安装梳状分割导辊，满足双根产品的正常出线。
本发明提出的方法改变了受挤压轮槽尺寸限制而必须采用单一或特定规格原料的局限性，厂家用市面上常见规格的原料即可，方便原料的采购和备料，减少了资金占用；通过双根出料，提高了产量、缩短了生产时间，并且降低了腔内压力，提高了腔体等的寿命，与传统的连续挤压工艺相比综合起来降低生产成本30％，出来的产品，既可是同一规格的产品，也可以是两种不同规格的产品，方便了生产组织，提高了生产效率和设备的使用效率。
本发明生产的铜扁线质量与原单进单出方法生产的铜扁线一样，完全达到并优于国家标准的要求，更好的满足用户在交货时间、价格方面的要求。为生产厂家带来效益、给用户带来方便。本工艺方法及其装置是对现有单轮槽挤压机的创新和进一步开发利用，具有较好的实用价值。
四、附图说明
图1是本发明提出的工艺方法及其装置的流程图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1中除氧化层装置的结构原理示意图。
图4是图1中防扭绞装置的结构原理示意图。
图5是图1中双孔出线挤模具的主视图和左视剖面图。
图6是图1中腔体盖的主视图和左视剖面图。
图7是防粘结装置中的分隔导引板的主视图和左视图。
图8是防粘结装置中的梳状分割导辊的剖面图。
五、具体实施方式
本发明的工艺流程见图1-2。该方法是在国产的300单轮槽连续挤压机上，使用两根8mm铜杆为原料，新增除氧化层工序、防扭绞工序、双孔出线工序、防粘结工序，挤出双根铜产品。具体而言，两根铜杆经各自的矫直器，进入除氧化层装置5，除去影响铜料焊合的氧化层，接着进入防止铜杆扭绞和跳槽的防扭装置6，之后进入挤压轮和压实轮之间，在压实轮的作用下，两根铜杆变形，被压成轮槽的形状，随着挤压轮的转动，两根坯料与凹槽侧壁及槽封块的接触面积逐渐增加，金属向进料型腔的角落部位充填，此时，金属除受到挤压轮槽的摩擦外，还受到槽封块表面的摩擦，金属产生大量的剪切变形，伴随大量的变形热和摩擦热，使坯料的温度升高，在到达堵头附近时受到的压应力最大，并改变流向进入挤压腔体和双孔模具7内。由于堵头和挤压轮槽底存在一定的间隙，此处金属的塑性流动模式是由径向挤压的流动模式和泄漏处类似正挤压的流动模式组合而成，后者对两根铜杆表面氧化膜的破碎，增加金属结合力和氧化物的弥散分散较为有利。金属在到达模孔前，受到大约1000Mpa的压强和约600℃的温度。在双孔模具7内，金属分流，分别从两个模孔中挤出，经防粘结装置9，冷却及吹干，各自的张力调节器和各自的收线机，实现两根铜杆进料挤出两根成品的过程。
实施例一：生产1.80mm×11.20mm铜扁线
1、进入除氧化层装置5。
由于两根铜杆表面的氧化铜不易保证结合面的焊合质量，故设计了除氧化层装置5。上杆料1经矫直器3、下杆料2经矫直器4后，上下各一根在垂直平面上经导向模11进入该装置，示意图见图3。在其中钢刷10以300r/min的速度旋转，铜杆与轮刷外沿相切，将两根铜杆焊和面上的的氧化层刷去，由于钢丝会磨损变短，为保证清刷效果，铜杆通过对应的导向模11在垂直方向沿螺杆12移动，使钢刷始终与铜杆保持接触，以保证清刷效果，轮刷截面为半圆弧状。
2、进入防扭绞装置6。
由于上下铜杆在挤压轮槽内很难保证在中轴线上压和，当挤压力较大时，两根铜杆接触时容易产生偏心旋转运动。生产一段时间后，容易将铜杆扭断。同时增大了进杆阻力。为克服扭绞现象，设计出防扭绞装置6，如图4所示：上下铜杆分别经过导引模13和导引辊14，导引模13间隔30-300秒、最好是固定时间40秒，调向换位一次(如图4中双向箭头所示)，改变两根铜杆的压和位置。同时该装置的导引作用可避免铜杆发生跳槽现象。安装时，该装置水平固定于挤压轮前端，并与挤压轮槽位于同一中轴线上。
3、进入腔体经双孔模具7和腔体盖8。
两根铜杆在挤压轮槽内经压实轮压实后，经过初始粘着区和墩粗变形区，铜杆在轴向上发生墩粗变形，截面增大至进料型腔截面大小。此时铜杆一方面受到挤压槽底和两侧的摩擦力，同时又受到槽封块的表面摩擦力，铜杆在两个摩擦力作用下产生大的剪切变形，产生大量的变形热和摩擦热。金属在堵头处改变方向，进入挤压腔体。由于堵头和挤压轮槽底存在一定的间隙，泄漏处类似正挤压的金属流动对两根铜杆表面氧化膜的破碎，增加金属新鲜表面和氧化物的弥散分散较为有利；之后金属在挤压腔体和双孔模具7之间发生扩张变形。进入双孔模具7的两个孔型，发生挤压塑性变形。以上过程均发生在挤压腔体和模具7内，腔体孔口面积加大以使产品达较大截面，有加强筋的腔体盖8顶住双孔模具中部，双孔模具为直径￠40mm，加工成台阶结构或加厚，以增加强度。双孔模具和腔体盖的结构见图5和图6。
4、进入防粘结装置9。
出模时，由于是同时挤出两根产品，两根产品易弯曲，发生粘连而堵模。为此，在出模口设计了为具有分隔导引功能的防粘结装置。分割导引板15安装于靴座底部，长度为20-200mm，厚度1-4mm；通过其分割，两根产品在冷却管内各行其道，之后再经过冷却槽内的2组梳状分割导辊16，有效地避免了产品发生粘连而堵模；同时设置吹风口于两根铜产品之间，保证内部可干燥，满足产品正常出线。构件见图7、图8。
5、铜杆经冷却，计米、张力和卷绕装置，生产出合格的产品。
6、本实施例挤压得到的铜扁线检测结果如下：
  产品指标  国家标准  试验产品
  外观：  表面光滑无毛刺  表面光滑无毛刺
  尺寸：mm  1.80×11.20  1.80×11.20
  抗拉强度(mpa)  不大于275  240
  延伸率％  30  42
  回弹角  小于5°  4.1°
  弯曲  a边弯曲90°不出现裂纹  a边弯曲90°未出现裂纹
  电阻率(Ωmm2/m)  0.017241  0.016970
  电导率(％IACS)  100  101.6
实施例二：生产3.8mm×10.0mm铜扁线
1、进入除氧化层装置5。
由于两根铜杆表面的氧化铜不易保证结合面的焊合质量，故设计了除氧化层装置5。上杆料1经矫直器3、下杆料2经矫直器4后，上下各一根在垂直平面上经导向模11进入该装置，见图3，在其中钢刷10以600r/min的速度旋转，铜杆与轮刷外沿相切，将两根铜杆焊和面上的的氧化层刷去，由于钢丝会磨损变短，为保证清刷效果，铜杆通过对应的导向模11在垂直方向沿螺杆12移动，使钢刷始终与铜杆保持接触，以保证清刷效果，轮刷截面为半圆弧状。
2、进入防扭绞装置6。
由于上下铜杆在挤压轮槽内很难保证在中轴线上压和，当挤压力较大时，两根铜杆接触时容易产生偏心旋转运动。生产一段时间后，容易将铜杆扭断。同时增大了进杆阻力。为克服扭绞现象，设计出防扭绞装置6，见图4：上下铜杆分别经过导引模13和导引辊14，导引模13间隔30-300秒、最好是固定时间300秒调向换位一次(如图中双向箭头所示)，改变两根铜杆的压和位置。同时该装置的导引作用可避免铜杆发生跳槽现象。安装时，该装置水平固定于挤压轮前端，并与挤压轮槽位于同一中轴线上。
3、进入腔体经模具7和腔体盖8。
两根铜杆在挤压轮槽内经压实轮压实后，经过初始粘着区和墩粗变形区，铜杆在轴向上发生墩粗变形，截面增大至进料型腔截面大小。此时铜杆一方面受到挤压槽底和两侧的摩擦力，同时又受到槽封块的表面摩擦力，铜杆在两个摩擦力作用下产生大的剪切变形，产生大量的变形热和摩擦热。金属在堵头处改变方向，进入挤压腔体。由于堵头和挤压轮槽底存在一定的间隙，泄漏处类似正挤压的金属流动对两根铜杆表面氧化膜的破碎，增加金属新鲜表面和氧化物的弥散分散较为有利。之后金属在挤压腔体和模具7之间发生扩张变形。进入模具7的两个孔型，发生挤压塑性变形，以上过程均发生在挤压腔体和模具7内。腔体孔口面积加大以使产品达较大截面，有加强筋的腔体盖8顶住双孔模具中部，以增加强度，构件见图5和图6。
4、进入防粘结装置。
出模时，由于是同时挤出两根产品，两根产品易弯曲，发生粘连而堵模。为此，在出模口设计了为具有分隔导引功能的防粘结装置。结构见图7，图8所示，分割导引板15安装于靴座底部，长度为200-700mm，厚度3-6mm；通过其分割，两根产品在冷却管内各行其道，之后再经过冷却槽内的2组梳状分割导辊16，有效地避免了产品发生粘连而堵模；同时设置吹风口于两根铜产品之间，保证内部可干燥。
5、铜杆经冷却，计米、张力和卷绕装置，生产出合格的产品。
6、本实施例中挤压得到的铜扁线检测结果如下：
  产品指标  国家标准  试验产品
  外观：  表面光滑无毛刺  表面光滑无毛刺
  尺寸：  3.80×10.0  3.80×10.00
  抗拉强度(Mpa)  不大于275  230
  延伸率％  30  43
  回弹角  小于5°  4.2°
  弯曲  a边弯曲90°不出现裂纹  a边弯曲90°未出现裂纹
  电阻率(Ωmm2/m)  0.017241  0.016990
  电导率(％IACS)  100  101.4

Claims (6)

1、利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法，其特征是：用双根铜杆作为进线坯料，双根进料经各自的矫直器后，上下各一根进入除氧化层工序，之后进入为防止扭绞和跳槽而设置的防扭绞工序进行处理，出来的两根铜杆进入压实轮和挤压轮中间，在压实轮的作用下变形，随着挤压轮的挤压而进入腔体，依次经双孔出线工序和防粘结工序挤压出两根成品。
2、根据权利要求1所述的利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法，其特征是：双根铜杆在除氧化层工序中经可调式轮刷旋转机构除去表面氧化层，轮刷速度在300-600R/Min之间变换，各铜杆均与轮刷外延相切，两根铜杆与轮刷之间的间隙可调，轮刷截面为半圆弧状。
3、根据权利要求1所述的利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的方法，其特征是：以上下位置进入防扭绞工序中的铜杆各自经过导引模和导引辊后进入挤压机，导引模间隔30-300秒调向换位一次，改变两根铜杆的压和位置。
4、一种利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的装置，其特征是包括：
除去两根铜杆表面氧化层的除氧化层装置(5)，该装置内装有以300-600R/Min速度旋转的可调式轮刷机构，铜杆与轮刷(10)外沿相切，将两根铜杆焊和面上的氧化层刷去；
防止铜杆扭绞和跳槽的防扭装置(6)，该装置水平固定于挤压轮前端，并与挤压轮槽位于同一中轴线上，在该装置内上下铜杆分别通过对应的导引模(13)和导引辊(14)，导引模间隔30-300秒调向换位一次；
为保证双头出线而设置的双孔出线挤压腔体、双孔模具(7)和腔体盖(8)，在双孔出线挤压腔体上的孔口后紧接有双孔模具，双孔模具(7)和腔体盖(8)中间开有两个孔型，双孔模具连接在腔体盖(8)中部；
为防止导线粘结而设置的具有分隔导引及吹干双根产品功能的防粘结装置。
5、根据权利要求4所述的利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的装置，其特征是：有加强筋的腔体盖与双孔模具在中部连接，双孔模具加工成台阶结构或加厚结构。
6、根据权利要求4所述的利用单轮槽连续挤压机生产挤压产品的装置，其特征是：防粘结装置中的分隔导引板安装于靴座底部，长度为20-700mm，厚度1-6mm；有1-2组梳状分割导辊安装于冷却槽内。
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