擠壓桿用于傳遞金屬擠壓變形所需的全部擠壓力。在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管擠壓時,擠壓桿的允許負荷限制了坯料金屬可能達到的變形程度。因此,擠壓桿材料和結構的選擇,在擠壓不銹鋼管工藝中具有重要意義。
從(cong)理論上講(jiang),擠壓(ya)桿僅在壓(ya)縮(suo)狀(zhuang)態下工作(zuo)。從(cong)使用(yong)的角度來看,任何鋼種的壓(ya)縮(suo)強度可采(cai)用(yong)其拉伸(shen)強度相同的指標。只要擠壓(ya)桿材(cai)料(liao)的強度指標不超過其屈服極限,擠壓(ya)時擠壓(ya)桿就不會發(fa)生變形破壞。
但是(shi),理論上的擠壓桿(gan)僅在(zai)壓縮(suo)狀態下(xia)工(gong)作的情況(kuang),實際(ji)上并不存在(zai)。擠壓桿(gan)使用(yong)(yong)(yong)前并沒有按規定制度(du)進行(xing)預熱,擠壓坯(pi)料的溫度(du)不均,擠壓時施加的負荷(he)產生(sheng)偏心,沖擊性負荷(he)引起了附加應(ying)力等情況(kuang)都表明,在(zai)擠壓過程中,擠壓桿(gan)除了承受壓縮(suo)應(ying)力的作用(yong)(yong)(yong)之外,還(huan)存在(zai)縱向彎曲應(ying)力的作用(yong)(yong)(yong)。因此,對于擠壓桿(gan)的強度(du)校驗,應(ying)該(gai)包括(kuo)壓縮(suo)應(ying)力和彎曲應(ying)力的強度(du)校驗。
同時,在選擇擠(ji)(ji)壓桿的(de)材料時,除了強度指標之(zhi)外(wai),還(huan)應考(kao)慮材料的(de)淬(cui)透(tou)性(xing)。當(dang)擠(ji)(ji)壓桿工作時,由于有擠(ji)(ji)壓墊將(jiang)其與高溫坯(pi)料隔離(li),其實際的(de)工作溫度一般在200~250℃,因(yin)此,對擠(ji)(ji)壓桿材料的(de)耐熱性(xing)能的(de)要求(qiu)并(bing)不(bu)高。
一(yi)、擠壓桿的種(zhong)類
根據(ju)使(shi)用(yong)情況(kuang)的(de)(de)不同,擠壓(ya)桿(gan)(gan)的(de)(de)結構有多種多樣,如圖(tu)(tu)7-8所示(shi)。除了整體擠壓(ya)桿(gan)(gan)(圖(tu)(tu)7-8(a)、圖(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)7-8(e)、圖(tu)(tu)7-8(f))之外,還有由工作桿(gan)(gan)、加粗(cu)桿(gan)(gan)和(he)桿(gan)(gan)座組成的(de)(de)組合式(shi)擠壓(ya)桿(gan)(gan)(圖(tu)(tu)7-8(c)、圖(tu)(tu)7-8(d)、圖(tu)(tu)7-8(g)).一般(ban)在大(da)噸位的(de)(de)臥式(shi)擠壓(ya)機上使(shi)用(yong)組合式(shi)擠壓(ya)桿(gan)(gan)比較(jiao)普(pu)遍。

在特(te)殊的(de)情(qing)況下,還可以采(cai)(cai)用(yong)(yong)階梯形的(de)擠壓(ya)(ya)桿(圖(tu)7-8(b)、圖(tu)7-8(d))。由于在整(zheng)個(ge)擠壓(ya)(ya)過(guo)程中,諸多因素綜合作用(yong)(yong),實際(ji)的(de)擠壓(ya)(ya)過(guo)程不(bu)是平穩進行(xing)的(de)。因此,施加在擠壓(ya)(ya)桿上的(de)力(li)也(ye)不(bu)是絕對(dui)穩定和均勻的(de)。采(cai)(cai)用(yong)(yong)階梯形擠壓(ya)(ya)桿的(de)目(mu)的(de),主(zhu)要是為了提(ti)高(gao)(gao)擠壓(ya)(ya)桿抗縱向彎曲的(de)能力(li)。其(qi)一般都使用(yong)(yong)在高(gao)(gao)強(qiang)度、難(nan)度形材(cai)料生產(chan)小斷面特(te)殊產(chan)品的(de)場合。
階梯(ti)(ti)形擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)除了工作(zuo)桿(gan)(gan)之外,還有(you)加粗桿(gan)(gan)和桿(gan)(gan)座三部(bu)分組(zu)成(cheng)(圖7-8(b)).階梯(ti)(ti)形擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)既可以(yi)做成(cheng)整體的(de)(de)(圖7-8(b)),也可以(yi)做成(cheng)組(zu)合形的(de)(de)(圖7-8(d)).在使用(yong)階梯(ti)(ti)形擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)時(shi),相(xiang)應(ying)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內(nei)襯也要做成(cheng)階梯(ti)(ti)形的(de)(de)。在無獨立(li)穿孔(kong)裝(zhuang)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機上擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)鋼管時(shi),采用(yong)帶有(you)固(gu)定芯棒(bang)的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan),芯棒(bang)用(yong)螺紋擰在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)的(de)(de)端(duan)部(bu)(圖7-8(e)).
圖(tu)7-9所示(shi)(shi)為60MN(6000t)臥(wo)式(shi)管棒型材擠壓(ya)機整體結構的擠壓(ya)桿。圖(tu)7-10所示(shi)(shi)為31.5MN(3150t)臥(wo)式(shi)管棒型材擠壓(ya)機組合式(shi)結構的擠壓(ya)桿。


擠(ji)壓(ya)(ya)桿的工作部分外(wai)徑(jing)一般比(bi)擠(ji)壓(ya)(ya)筒直徑(jing)小(xiao)5~30mm,其(qi)內孔比(bi)芯(xin)棒(bang)直徑(jing)大5~30mm.不過有時考慮到提高大型工模(mo)具(ju)的共用性,其(qi)尺寸之(zhi)差也可以(yi)超出此(ci)范圍。
另外在擠壓桿機加工時,其(qi)外徑和內(nei)徑必須保持同心,且其(qi)兩端(duan)面和中心線(xian)必須精(jing)確地保持垂(chui)直。
同時擠壓(ya)桿的(de)硬(ying)(ying)度(du)、強度(du)及塑性要進行綜合考(kao)慮,其(qi)硬(ying)(ying)度(du)HRC為40~45。擠壓(ya)桿所用的(de)熱模工(gong)具鋼(gang)(gang)能承受1100MPa以下的(de)負荷(he),馬氏體時效鋼(gang)(gang)能承受1600MPa的(de)負荷(he)。
二、造成擠壓(ya)桿破壞的原因
造(zao)成擠壓(ya)桿破(po)壞的原因有(you)如下幾點:
1. 擠(ji)壓(ya)桿過度(du)快速地加熱(re)和冷卻。
2. 工(gong)作時沒(mei)有遵守熱制度,工(gong)作前(qian)應預熱。
3. 工作(zuo)時(shi)施加(jia)的負荷(he)偏心,可能引(yin)起彎(wan)曲力矩和應(ying)力集中。
4. 由于(yu)沖擊負(fu)荷引起附加應(ying)力(li)。
5. 擠壓桿端部不可避免地被減徑,因擠壓桿表面出現裂紋(wen)時,會在(zai)直徑上車(che)削掉2~3mm.
6. 擠壓桿(gan)在(zai)高壓下(xia)與擠壓墊(dian)接(jie)觸(chu),端(duan)部(bu)金屬層出(chu)現(xian)加工硬化,產生開裂,導(dao)致擠壓桿(gan)端(duan)部(bu)出(chu)現(xian)環狀碎(sui)裂。
三(san)、對于(yu)擠(ji)壓桿材料(liao)的要求
對于擠(ji)壓桿材料的要求如下:
1. 材料熱處(chu)理前的強度極限應比最大擠壓力時(shi)擠壓桿(gan)中(zhong)產生的應力大15%~25%.
2. 材料(liao)必須有足(zu)夠的沖擊韌性。
3. 擠(ji)壓(ya)桿在工作溫度下不(bu)會(hui)失去硬度,加熱(re)到(dao)200~250℃工作溫度時,表面(mian)部分不(bu)應引起變(bian)形。
4. 根據擠(ji)壓桿的外形(xing)結構特點,在熱(re)處(chu)理之后應使殘余的熱(re)處(chu)理應力最小(xiao)。
5. 應同時(shi)考慮到材料的(de)經濟(ji)性、加工性能以及高的(de)使用(yong)壽命。一般(ban)推薦采(cai)用(yong)含碳量0.40%~0.45%,并含少量鎢的(de)鉻一鎳鋼,如4CrNi2W,其熱處理后(hou)的(de)硬度HRC為44~48(相當于(yu)1450~1550).
擠壓桿圓柱(zhu)部分向(xiang)寬底過渡(du)半徑要仔細(xi)加(jia)工,因(yin)急(ji)劇過渡(du)和粗糙(cao)加(jia)工均可引起應力集中(zhong)。
四、擠壓(ya)桿的強度校核(he)
在(zai)擠壓桿的(de)材料確定之后,就可以對擠壓桿的(de)強度進行校核。在(zai)強度校核時,擠壓桿被(bei)作為受壓縮應力的(de)固(gu)定的(de)懸壁梁,如圖7-11所示。



因此,應(ying)根據這個(ge)壓(ya)應(ying)力(li)值來(lai)選(xuan)擇制造擠壓(ya)桿的鋼(gang)種,同(tong)時必須考慮到所選(xuan)材料(liao)的淬透(tou)性(xing)。并且沖擊性(xing)的加載(zai)或卸(xie)壓(ya)時都會在擠壓(ya)桿中產生附加應(ying)力(li)。因此,材料(liao)也要有足夠的沖擊韌性(xing)。一(yi)般推(tui)薦可用含(han)有4.0%~4.5%鎳的鋼(gang)來(lai)制作擠壓(ya)桿。
為(wei)了(le)增加擠壓(ya)(ya)桿(gan)對(dui)縱向彎(wan)曲的(de)抵抗能力,在(zai)(zai)許多情況下把(ba)擠壓(ya)(ya)桿(gan)做成有加粗工作桿(gan)部(bu)(bu)(bu)分(fen)的(de)階(jie)梯形狀。這種擠壓(ya)(ya)桿(gan)也是(shi)既可以做成整體的(de)(圖(tu)(tu)7-8(b)),同時也可以是(shi)組(zu)合式的(de),在(zai)(zai)這種情況下,擠壓(ya)(ya)桿(gan)由頭部(bu)(bu)(bu)、中間加粗的(de)部(bu)(bu)(bu)分(fen)和工作桿(gan)三部(bu)(bu)(bu)分(fen)組(zu)成(圖(tu)(tu)7-8(d)).采用階(jie)梯形的(de)擠壓(ya)(ya)桿(gan)時,需要應(ying)用相應(ying)的(de)擠壓(ya)(ya)筒內襯(圖(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)7-8(d)).
在型材擠壓機(ji)上擠壓不銹鋼(gang)管(guan)時,采(cai)用(yong)帶(dai)有固定芯(xin)棒的擠壓桿,芯(xin)棒以螺紋擰(ning)在擠壓桿的端部(圖7-8(e))。

