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(bu)銹鋼管工藝中具有重要意義。
從(cong)理論(lun)上講,擠(ji)壓桿僅在(zai)壓縮(suo)狀態(tai)下工作。從(cong)使用的角度(du)來看,任(ren)何(he)鋼(gang)種(zhong)的壓縮(suo)強(qiang)度(du)可采用其(qi)拉伸強(qiang)度(du)相同的指標。只要擠(ji)壓桿材(cai)料的強(qiang)度(du)指標不超過其(qi)屈服極限(xian),擠(ji)壓時擠(ji)壓桿就不會發(fa)生變形破壞。
但是,理論上(shang)的(de)擠(ji)壓(ya)桿(gan)(gan)僅(jin)在壓(ya)縮狀態下工作(zuo)(zuo)的(de)情況(kuang),實(shi)際上(shang)并(bing)(bing)不存在。擠(ji)壓(ya)桿(gan)(gan)使(shi)用(yong)前并(bing)(bing)沒有按規定(ding)制度進行預(yu)熱,擠(ji)壓(ya)坯料的(de)溫度不均,擠(ji)壓(ya)時施加的(de)負(fu)荷產生(sheng)偏心,沖擊性負(fu)荷引起了(le)(le)附加應(ying)力(li)等情況(kuang)都表明,在擠(ji)壓(ya)過程中,擠(ji)壓(ya)桿(gan)(gan)除了(le)(le)承受(shou)壓(ya)縮應(ying)力(li)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)之(zhi)外,還(huan)存在縱向彎曲(qu)應(ying)力(li)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。因此,對于(yu)擠(ji)壓(ya)桿(gan)(gan)的(de)強度校驗(yan),應(ying)該(gai)包括(kuo)壓(ya)縮應(ying)力(li)和彎曲(qu)應(ying)力(li)的(de)強度校驗(yan)。
同時,在選擇擠壓桿的(de)材料時,除了強度指標之(zhi)外(wai),還應(ying)考慮材料的(de)淬透性。當擠壓桿工作(zuo)時,由于有擠壓墊將其與高(gao)溫坯(pi)料隔(ge)離(li),其實際的(de)工作(zuo)溫度一(yi)般在200~250℃,因(yin)此,對擠壓桿材料的(de)耐(nai)熱性能(neng)的(de)要(yao)求并不高(gao)。
一(yi)、擠壓桿的種類
根(gen)據使用情況的不同,擠(ji)壓桿(gan)(gan)的結構有(you)多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣,如圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8所示。除了整(zheng)體擠(ji)壓桿(gan)(gan)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(a)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(e)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(f))之(zhi)外,還有(you)由工作桿(gan)(gan)、加粗桿(gan)(gan)和桿(gan)(gan)座(zuo)組成的組合(he)式(shi)擠(ji)壓桿(gan)(gan)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(c)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(d)、圖(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)7-8(g)).一(yi)般(ban)在大噸位的臥式(shi)擠(ji)壓機上使用組合(he)式(shi)擠(ji)壓桿(gan)(gan)比較普遍。
在特(te)殊(shu)的(de)(de)情況下(xia),還可(ke)以采用階梯形的(de)(de)擠壓(ya)桿(gan)(圖7-8(b)、圖7-8(d))。由(you)于在整個擠壓(ya)過程中,諸多因(yin)素綜合作用,實際的(de)(de)擠壓(ya)過程不(bu)是(shi)平穩(wen)進行(xing)的(de)(de)。因(yin)此,施加在擠壓(ya)桿(gan)上的(de)(de)力也不(bu)是(shi)絕對穩(wen)定和均勻的(de)(de)。采用階梯形擠壓(ya)桿(gan)的(de)(de)目的(de)(de),主要是(shi)為了提高(gao)擠壓(ya)桿(gan)抗縱向彎曲的(de)(de)能(neng)力。其一般(ban)都使(shi)用在高(gao)強度(du)、難度(du)形材料生(sheng)產小斷面特(te)殊(shu)產品的(de)(de)場(chang)合。
階梯(ti)形(xing)(xing)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)除了工作桿(gan)(gan)(gan)之(zhi)外,還有(you)加粗桿(gan)(gan)(gan)和桿(gan)(gan)(gan)座三(san)部(bu)分組成(圖(tu)(tu)7-8(b)).階梯(ti)形(xing)(xing)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)既可以(yi)做(zuo)成整體(ti)的(圖(tu)(tu)7-8(b)),也(ye)可以(yi)做(zuo)成組合形(xing)(xing)的(圖(tu)(tu)7-8(d)).在(zai)使用階梯(ti)形(xing)(xing)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)時(shi),相應的擠壓(ya)(ya)筒內襯也(ye)要做(zuo)成階梯(ti)形(xing)(xing)的。在(zai)無獨立(li)穿孔裝的擠壓(ya)(ya)機上擠壓(ya)(ya)鋼管時(shi),采用帶有(you)固定芯棒的擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan),芯棒用螺紋(wen)擰在(zai)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)的端部(bu)(圖(tu)(tu)7-8(e)).
圖7-9所(suo)示為60MN(6000t)臥(wo)式(shi)管棒型材擠(ji)壓(ya)機(ji)整體結(jie)(jie)構的(de)擠(ji)壓(ya)桿(gan)(gan)。圖7-10所(suo)示為31.5MN(3150t)臥(wo)式(shi)管棒型材擠(ji)壓(ya)機(ji)組合式(shi)結(jie)(jie)構的(de)擠(ji)壓(ya)桿(gan)(gan)。
擠壓桿的工(gong)作部(bu)分外徑(jing)一(yi)般(ban)比(bi)擠壓筒直徑(jing)小5~30mm,其(qi)內孔(kong)比(bi)芯棒直徑(jing)大(da)5~30mm.不過(guo)有時考慮(lv)到提高大(da)型工(gong)模具的共(gong)用性,其(qi)尺(chi)寸之差也可以超出此范(fan)圍。
另(ling)外在擠(ji)壓桿機(ji)加工(gong)時,其(qi)外徑(jing)和內(nei)徑(jing)必須保(bao)(bao)持同心(xin),且(qie)其(qi)兩端面(mian)和中(zhong)心(xin)線必須精確地保(bao)(bao)持垂直。
同時擠(ji)壓(ya)桿的(de)硬度(du)、強度(du)及(ji)塑性要進行(xing)綜合(he)考慮(lv),其硬度(du)HRC為40~45。擠(ji)壓(ya)桿所(suo)用的(de)熱(re)模工具鋼(gang)能(neng)(neng)承(cheng)受(shou)1100MPa以下的(de)負荷,馬氏(shi)體時效鋼(gang)能(neng)(neng)承(cheng)受(shou)1600MPa的(de)負荷。
二、造成(cheng)擠壓桿破壞(huai)的原(yuan)因
造成擠壓桿破(po)壞的原因有如下幾(ji)點:
1. 擠壓桿過度(du)快(kuai)速地加熱和冷卻。
2. 工(gong)作(zuo)(zuo)時沒有遵(zun)守熱制(zhi)度,工(gong)作(zuo)(zuo)前應預熱。
3. 工(gong)作時施加的負荷偏心(xin),可能引起彎曲力(li)(li)矩和應力(li)(li)集(ji)中。
4. 由于沖擊負荷引起附加應力。
5. 擠(ji)壓桿端(duan)部(bu)不可(ke)避免地被減徑,因擠(ji)壓桿表面(mian)出現裂(lie)紋時(shi),會(hui)在直徑上車削掉2~3mm.
6. 擠壓(ya)桿(gan)在(zai)高壓(ya)下與擠壓(ya)墊(dian)接觸,端部金(jin)屬層出現(xian)加工硬化,產生開裂(lie),導致(zhi)擠壓(ya)桿(gan)端部出現(xian)環狀碎裂(lie)。
三、對于(yu)擠壓桿材料(liao)的要求
對于擠壓桿(gan)材料的要(yao)求如(ru)下:
1. 材料熱處(chu)理前的(de)強度極(ji)限應(ying)(ying)比最大擠壓力(li)時擠壓桿(gan)中產生(sheng)的(de)應(ying)(ying)力(li)大15%~25%.
2. 材料必須有足夠(gou)的(de)沖擊韌(ren)性。
3. 擠壓桿在工(gong)作溫度下不會失去硬度,加(jia)熱到(dao)200~250℃工(gong)作溫度時(shi),表面部分不應引起變(bian)形。
4. 根據擠壓桿的(de)外(wai)形結構特點,在熱(re)處(chu)理之后應使殘余的(de)熱(re)處(chu)理應力(li)最小(xiao)。
5. 應同時考(kao)慮到材料的(de)(de)經濟(ji)性、加工性能(neng)以及高的(de)(de)使用(yong)壽命。一(yi)般(ban)推薦采用(yong)含碳(tan)量0.40%~0.45%,并含少量鎢的(de)(de)鉻一(yi)鎳鋼,如4CrNi2W,其熱處理后的(de)(de)硬度HRC為44~48(相當于1450~1550).
擠壓桿圓(yuan)柱(zhu)部(bu)分向(xiang)寬底過渡半(ban)徑要仔細加(jia)工,因急劇過渡和粗糙加(jia)工均可引(yin)起應力集中。
四、擠壓桿的強度校核
在擠壓(ya)桿(gan)的(de)材(cai)料(liao)確定(ding)之后,就可以(yi)對擠壓(ya)桿(gan)的(de)強度(du)進行校核。在強度(du)校核時,擠壓(ya)桿(gan)被作(zuo)為(wei)受壓(ya)縮應力的(de)固定(ding)的(de)懸壁梁,如圖(tu)7-11所(suo)示(shi)。
因(yin)此(ci),應(ying)根(gen)據這個壓應(ying)力(li)值來選(xuan)擇制造擠(ji)壓桿(gan)的(de)鋼種,同時必須考慮到所(suo)選(xuan)材(cai)料的(de)淬透性(xing)。并且沖(chong)擊性(xing)的(de)加(jia)(jia)載或卸壓時都(dou)會在擠(ji)壓桿(gan)中(zhong)產生附加(jia)(jia)應(ying)力(li)。因(yin)此(ci),材(cai)料也要有足(zu)夠(gou)的(de)沖(chong)擊韌(ren)性(xing)。一般推薦可(ke)用含有4.0%~4.5%鎳的(de)鋼來制作擠(ji)壓桿(gan)。
為(wei)了增加擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)對縱向彎曲的(de)(de)(de)抵抗(kang)能力(li),在(zai)(zai)許多情況(kuang)(kuang)下把(ba)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)做(zuo)(zuo)成有加粗工(gong)作桿(gan)(gan)部分的(de)(de)(de)階(jie)(jie)梯形狀。這種(zhong)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)也(ye)(ye)是既(ji)可(ke)以(yi)做(zuo)(zuo)成整體(ti)的(de)(de)(de)(圖(tu)(tu)7-8(b)),同時(shi)也(ye)(ye)可(ke)以(yi)是組合式的(de)(de)(de),在(zai)(zai)這種(zhong)情況(kuang)(kuang)下,擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)由頭部、中間加粗的(de)(de)(de)部分和工(gong)作桿(gan)(gan)三部分組成(圖(tu)(tu)7-8(d)).采用(yong)階(jie)(jie)梯形的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)桿(gan)(gan)時(shi),需要應用(yong)相(xiang)應的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)筒內(nei)襯(圖(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)7-8(d)).
在型材擠(ji)壓(ya)機上擠(ji)壓(ya)不銹鋼管時,采(cai)用帶有固定芯(xin)棒的擠(ji)壓(ya)桿,芯(xin)棒以螺紋(wen)擰(ning)在擠(ji)壓(ya)桿的端部(圖(tu)7-8(e))。