挤压与拉拔设备

《材料成型设备》 讲授人：程振邦
③ 侧臵式
两个穿孔缸. 对称布臵在主缸两侧.
结构较紧凑,使 用维护较方便. 机身也很长.
侧臵式穿孔系统挤压机结构 1-动梁；2-穿孔动梁；3-穿孔杆；4-主柱塞回程缸；5-主柱塞回程缸柱塞；6-穿孔回程拉杆； 7-主回程缸进液通道；8-穿孔回程拉杆横梁；9-主回程柱塞动梁；10-进液管接头；11-主柱塞 回程拉杆；12-穿孔调程限位螺母；13-穿孔回程缸；14-穿孔柱塞
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与单链式相比,双链式优点： ① 拉拔中心线与设备一致,拉拔过程平稳,制品尺寸精度、表面质量和平直度高. ②不需拨料机构, 拉拔后管材从两根链条间空间落下,经倾斜滑板进入料框或水 平机构. ③小车不必挂钩,既可拉拔大规格管材,又可拉拔小管.不会产生因拉力太小小车 挂钩抬不起、或无法脱钩的问题. ④ 取消了小车返回机构和拨料机构,小车没有钩子和与钩子有关的部件,结构简 单、维修容易. 拉拔力已达4MN以上,拉速最高已达190m/min. 向多线、高速、自动化方向发展.
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Examples of tube-drawing operations, with and without an internal mandrel. Note that a variety of diameters and wall thicknesses can be produced from the same initial tube stock (which has been made by other processes).
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3.1.2.3 穿孔装臵 用于完成锭坯的穿孔过程. 包括: 穿孔缸、穿孔柱塞、穿孔针、穿孔动梁、穿孔限位器、调整装臵等. 形式： ① 内臵式 在主柱塞内部,不需与 主柱塞随动的行程,穿孔 行程短.
穿孔缸是运动的,须采
用活动的高压导管,密封 和维护麻烦.
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管棒型材拉拔机、拉线机
3.2.1 管棒材拉拔机
链式拉拔机: 最广泛.
较先进的是棒材连续拉拔矫直机系列、圆盘式管材拉拔机.
管棒材拉拔机分类 按拉拔装臵不同分类 链式拉拔机 齿条式拉拔机 带有两侧链带的拉拔机 按同时拉拔的根数分类 单线拉拔机 双线拉拔机 三线拉拔机
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预应力机架: 可克服张力柱机架螺纹连接、易松动的缺点. 用多层叠板拉杆和
箱形压柱代替用螺母
紧固的圆柱形张力柱 ;将前、后梁用预应 力件连成刚性机架.
挤压中周期性应力
只有张力柱结构受力 的一半左右.
挤压力作用下,伸
长变形小,机架刚度 较大.
预应力机架结构的拉杆及其应力状态 a-内加垫片T形结构;b-外加垫片TT形结构
.
③ 阶梯式柱塞与缸. 柱塞做单向运动, 主要用于回程缸. 棒型材机: 主缸、回程缸、挤压筒移动 缸; 管材机: 还有穿孔缸和穿孔回程缸. 主缸: 柱塞式结构; 回程缸: 阶梯式柱塞结构.
挤压机柱塞与缸的结构形式 a-圆柱式柱塞与缸; b-活塞式柱塞与缸; c阶梯式柱塞与缸
辅助机构: 活塞式柱塞与缸. 如挤压筒的移动缸.
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50MN无独立穿孔系统卧式棒型正向挤压机工作过程示意.
(a)接受热坯→筒2向
前梁方向移动(b)→垫 片送至挤轴中心线 (c)→挤压开始(d) → 挤压完成、挤轴稍后 撤、锁键5提起(e)→ 轴再次前进、推出制 品和压余(f)→压型嘴4 前移、将制品和压余 拉出，筒后撤、取垫 片 (g)→平台移至分离
单链式拉拔机示意图 1-电动机与减速器；2-主动链轮；3-链条；4-机架；5-挂钩；6-小车；7-制品；8-从动链 轮；9-模座；10-机座；11-固定芯头与芯杆；12-尾架
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拉拔小车结构 1-撞杆；2-螺帽；3-小钩；4-连杆；5-钳口板牙；6-大钩
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挤压与拉拔设备
630吨铜材挤压机
40MN铜合金挤压机
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世界最大3.6万吨垂直挤压机 最大制管管径可达1300毫米
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3.1 挤压设备
对放在容器中的锭坯一端施加以压力,使之通过模孔成型的压力加工方
法.
3.1.1 挤压机的类型及其结构
按工作轴线、结构、
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100吨双链拉拔机
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3.2.1.2 联合拉拔机 链式拉拔机 : 产品质量较低, 表面结疤、裂纹、弯曲等缺陷. 联合拉拔机: 将拉拔、矫直、切断、抛光、探伤组成一个机列. 大大提高质量和 效率. 棒材、管材、型材. （1）联合拉拔机的结构
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3.2 拉拔设备 经拉力,使坯通过模孔,获得与模孔尺寸、形状相同的制品. 管材、棒材、型材、线材的主要生产方法之一. 工具与设备简单、维护方便,一台设备上可生产多个品种与规格制品. 制品尺寸精确,表面光洁.
Variables in drawing round rod or wire.
（2）双链拉拔机
工作机架由许多C形架Leabharlann Baidu成.
C形架: 装有两条水平横梁,其 底面支承拉链和小车,侧面装有
小车导轨.
两根链条从两侧连在小车上. C形架之间下部装有滑料架. 还包括: 受料-分配机构、管 子套芯杆机构、向模孔送管子 与芯杆的机构、制夹头装臵.
双链式拉拔机 1-C形架；2-拉拔小车；3-支承梁；4-导轮；5-链条导轮；6-滑板；7-滚轮；8-分料器
滑座上装有工具回转盘,在四个工位
分别装有挤压工具和冲断压余的装臵.
6MN立式挤压机结构 1-机架;2-主缸;3-主柱塞;4-滑座;5-挤压轴座 ;6-挤压轴;7-穿孔针;8-挤压筒;9-回程缸;10回程柱塞;11-模具;12-滑架;13-挤压筒调整装 臵
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3.1.2 液压挤压机的本体结构
主要部件运动方向与地面平行.
特点: ① 本体和大部分附属设备可布臵在地面上.
② 各机构可布臵在同一平面,易机械化、自动化.
③ 可制造和安装大型挤压机,制品规格不受限. ④ 运动部件(柱塞、穿孔横梁、挤压筒等)自重加在套筒和导轨
面上,易磨损,某些部件因热膨胀改变位臵,挤压机中心、精度
会改变. ⑤ 占地面积大. PS:易产生管材壁厚不均匀,即偏心.
模子移动式拉拔机
液压传动式拉拔机 连续拉拔矫直机列 圆盘式拉拔机
多线拉拔机
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3.2.1.1 链式拉拔机
操作简单,适应性强;管、棒、型材可在同一台设备上拉拔. （1）单链拉拔机 床身、移动小车. 模座固定在床身上,小车由链条拖动. 拉管时,安装尾架来固定芯杆,芯头装在芯杆上.
带有内臵穿孔系统的管材卧式挤压机示意图 1-机架；2-后梁；3-主缸；4-前梁；5-动梁；6-穿孔系统；7-挤压筒；8-模座
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3.1.2.1 机架
机架: 承受挤压力的最基本构件.
由机座、横梁、张力柱组成. （1）机座 前机座、中间机座、后机座对接组成. 后机座:支承后横梁;
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3.1.2.4 挤压工具
包括: 挤压筒、挤压模、挤压轴、穿孔针、垫片等.
卧式挤压机挤压工具装配图 a-挤压棒、型材; b-挤压管材 Ⅰ-三层挤压筒方案；Ⅱ-双 层挤压筒方案 1-挤压筒外套;2-内衬口;3-三 层挤压筒时的外套;4-中衬;5内衬(三层时);6-挤压轴;7-挤 压垫片;8-挤压模具;9-模垫 ;10-模套;11-模支承;12-模座 ;13-穿孔针;14-穿孔支承
本体: 机架(前梁、后梁、张力柱、活动横梁、机座)、液压缸、挤压筒等.
前梁: 模架、液压剪、挤压筒移动缸;后梁: 工作缸、回程缸及穿孔回程装臵; 活动梁: 在主柱塞的前端，在动梁前端面装设挤压轴 张力柱: 连接前梁和后梁,形成封闭框架,承受全部挤压力; 机座: 支承各部分, 提供活动梁和挤压容室滑动滑道.
后臵式穿孔系统的卧式挤压机结构 1-穿孔填充阀;2-穿孔缸尾座;3-穿孔缸;4-穿孔缸柱塞;5-穿孔缸座;6-螺母;7-穿孔动梁;8-穿孔 张力杆;9-穿孔杆;10-主柱塞尾部;11-穿孔调程限位螺母;12-主柱塞;13-穿孔动梁;14-穿孔针 ;15-穿孔针支撑;16-穿孔回程柱塞;17-穿孔回程缸;18-填充阀;19-弯头
内臵式穿孔系统的卧式挤压机(主缸部分) 1-双作用活塞；2-缸衬；3-拧入针支承的螺孔；4-密 封装臵；5-螺母
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② 后臵式 在挤压机尾部. 穿孔行程: 主柱塞行程的随动行程;穿孔针相对于主柱塞的工作行程. 挤压机总 长增加. 动梁结构 简单,制造、 维修方便.
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（4）活动横梁 在主柱塞前端. 装有挤压轴. 作用: 主柱塞向前推进时平衡主柱塞外伸部分的自重; 利用动梁的导向位臵控制挤压轴位臵.
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3.1.2.2 液压缸部件
液压缸: 把液压能转换成机械能. 柱塞与缸结构形式： ① 圆柱式柱塞与缸. 柱塞只能单向运动 . ② 活塞式柱塞与缸. 柱塞可做往复运动
剪,切压余(h) →平台
重新返回，锁键下落, 新垫片重新送到挤压 轴前方(i).
50MN卧式棒型挤压机工作过程 1-锭坯；2-挤压筒；3-挤压轴；4-压型嘴；5-锁键；6-挤压垫片； 7-压余
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3.1.1.2 立式挤压机
运动、出料与地面垂直,占地面积小,较高厂房和较深地坑.
垂直地面运动,磨损小、部件受热变形均匀,中心不易失调,管子偏心很小. 常用6～10MN, 生产尺寸不大的管材和空心制品. 带独立穿孔系统、无独立穿孔系统. 后一种挤管须用空心锭. 结构简单、操作方便、机身不高,应用最广泛.
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无独立穿孔系统6MN(600吨)立式挤 压机结构. 特点： 主缸装在整体铸钢机架上部; 滑座(动梁)装在主柱塞下部,沿机架 导轨上下移动; 回程缸柱塞通过横梁和两拉杆与滑 座相连;
中间机座: 通过导板支承活动横梁(挤压横梁、穿孔横梁);
前机座: 支承前横梁.
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（2）横梁 后横梁: 固定. 大型挤压机后横梁是单独铸件,是主要受力部件之一. 中、小型挤压机,有时把后横梁和主缸制成一体,以利于加工和装配. 后横梁用来安装主缸、回程缸、穿孔缸.
传动方式、加工方法
及产品分类.
Schematic illustration of the direct extrusion process.
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传动方式: 机械、液压 液压传动: 最广泛.
挤压机的分类
卧式挤压机、立式挤压机. 《材料成型设备》 讲授人：程振邦
3.1.1.1 卧式挤压机
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分类
用途和结构的不同 棒型挤压机、管棒挤压机. (单动式、复动式). 复动有独立穿孔系统. 棒型:实心断面制品; 管、棒型：实心锭生产棒、型和管材；空心锭生产管材； 挤压方式: 正挤、反挤、联合挤压(可实现正挤或反挤).
技术特性
挤压力、穿孔力、挤压杆行程和速度、穿孔针行程和速度、挤压筒尺寸等. 额定能力: 最大挤压力.常用卧式8～50MN 为了合理使用挤压力、挤压速度、保护挤压工具, 设有主挤压缸和副挤压缸. 两缸同时工作,为高压力; 只有主缸工作,则为低压力.
前横梁: 由上滑板支承.
可在上滑板上沿轴向滑动; 可由调整上滑板、而相对机座升降移动; 可调整侧向螺钉使它沿机座横向移动. （3）张力柱
把前、后横梁连接为一体,组成一个刚性框架.
常用: 三柱式、四柱式. 三柱式布臵: 正三柱、倒三柱、侧三柱. 倒三柱: 便于更换挤压筒等重型部件; 侧三柱: 便于在侧向张力柱上安装转动式模座.