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。
從理論(lun)上講,擠(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)僅在(zai)壓(ya)(ya)縮(suo)狀態下工作(zuo)。從使用的角度(du)來看,任何鋼(gang)種的壓(ya)(ya)縮(suo)強(qiang)度(du)可采用其拉伸強(qiang)度(du)相同的指(zhi)標(biao)。只(zhi)要擠(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)材料的強(qiang)度(du)指(zhi)標(biao)不超(chao)過(guo)其屈服極限,擠(ji)壓(ya)(ya)時擠(ji)壓(ya)(ya)桿(gan)就不會發生變形破(po)壞。
但是,理論上(shang)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)桿僅在壓(ya)縮(suo)狀態(tai)下工作的(de)(de)情(qing)況(kuang),實際上(shang)并不存在。擠(ji)(ji)壓(ya)桿使用前并沒有按(an)規定制度(du)進行預(yu)熱(re),擠(ji)(ji)壓(ya)坯料的(de)(de)溫度(du)不均,擠(ji)(ji)壓(ya)時施加(jia)的(de)(de)負荷(he)產(chan)生(sheng)偏心,沖擊性(xing)負荷(he)引起了附加(jia)應力(li)等情(qing)況(kuang)都表明,在擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程中,擠(ji)(ji)壓(ya)桿除了承受壓(ya)縮(suo)應力(li)的(de)(de)作用之(zhi)外,還(huan)存在縱向彎曲應力(li)的(de)(de)作用。因此(ci),對于擠(ji)(ji)壓(ya)桿的(de)(de)強度(du)校(xiao)驗(yan),應該包括壓(ya)縮(suo)應力(li)和彎曲應力(li)的(de)(de)強度(du)校(xiao)驗(yan)。
同時(shi),在(zai)選擇擠(ji)壓(ya)桿的(de)(de)材料(liao)(liao)時(shi),除了強度指(zhi)標之外,還應考慮材料(liao)(liao)的(de)(de)淬透性。當擠(ji)壓(ya)桿工(gong)作時(shi),由于有擠(ji)壓(ya)墊將其(qi)與高溫坯(pi)料(liao)(liao)隔離(li),其(qi)實際(ji)的(de)(de)工(gong)作溫度一般在(zai)200~250℃,因此,對(dui)擠(ji)壓(ya)桿材料(liao)(liao)的(de)(de)耐(nai)熱(re)性能的(de)(de)要求并不高。
一、擠壓(ya)桿的種類
根(gen)據使用情況的(de)(de)(de)不(bu)同,擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)(de)結構(gou)有(you)多(duo)種多(duo)樣,如圖(tu)7-8所(suo)示。除(chu)了(le)整體(ti)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)(圖(tu)7-8(a)、圖(tu)7-8(b)、圖(tu)7-8(e)、圖(tu)7-8(f))之外,還有(you)由工作桿(gan)(gan)(gan)、加粗桿(gan)(gan)(gan)和桿(gan)(gan)(gan)座組(zu)(zu)(zu)成的(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)合式擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)(圖(tu)7-8(c)、圖(tu)7-8(d)、圖(tu)7-8(g)).一(yi)般(ban)在大(da)噸位的(de)(de)(de)臥式擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機上使用組(zu)(zu)(zu)合式擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿(gan)(gan)(gan)比較(jiao)普遍。

在(zai)特(te)殊的(de)(de)情況下,還可以采(cai)用(yong)階(jie)梯(ti)(ti)形(xing)的(de)(de)擠(ji)壓桿(gan)(gan)(圖7-8(b)、圖7-8(d))。由于在(zai)整個擠(ji)壓過(guo)(guo)程中,諸多(duo)因素綜合作用(yong),實(shi)際的(de)(de)擠(ji)壓過(guo)(guo)程不是(shi)平穩(wen)進行(xing)的(de)(de)。因此,施加在(zai)擠(ji)壓桿(gan)(gan)上的(de)(de)力也不是(shi)絕對穩(wen)定和(he)均勻的(de)(de)。采(cai)用(yong)階(jie)梯(ti)(ti)形(xing)擠(ji)壓桿(gan)(gan)的(de)(de)目的(de)(de),主要是(shi)為了(le)提高(gao)擠(ji)壓桿(gan)(gan)抗縱(zong)向彎曲的(de)(de)能力。其一般都(dou)使用(yong)在(zai)高(gao)強度、難度形(xing)材料生產小(xiao)斷(duan)面特(te)殊產品(pin)的(de)(de)場合。
階(jie)(jie)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿除(chu)了工(gong)作(zuo)桿之外,還有(you)加粗桿和桿座三部分組(zu)成(cheng)(cheng)(圖7-8(b)).階(jie)(jie)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿既可以做成(cheng)(cheng)整體的(de)(de)(圖7-8(b)),也可以做成(cheng)(cheng)組(zu)合(he)形(xing)(xing)的(de)(de)(圖7-8(d)).在(zai)(zai)使用(yong)階(jie)(jie)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿時,相應的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)筒(tong)內襯(chen)也要做成(cheng)(cheng)階(jie)(jie)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)的(de)(de)。在(zai)(zai)無獨立穿孔裝的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)機上擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼管(guan)時,采用(yong)帶(dai)有(you)固定(ding)芯(xin)棒的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿,芯(xin)棒用(yong)螺紋(wen)擰在(zai)(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)桿的(de)(de)端部(圖7-8(e)).
圖(tu)7-9所(suo)(suo)示為60MN(6000t)臥式管棒(bang)(bang)型材擠(ji)壓(ya)機(ji)整體結構的擠(ji)壓(ya)桿。圖(tu)7-10所(suo)(suo)示為31.5MN(3150t)臥式管棒(bang)(bang)型材擠(ji)壓(ya)機(ji)組(zu)合(he)式結構的擠(ji)壓(ya)桿。


擠(ji)壓桿的(de)工(gong)作部分外(wai)徑一般比擠(ji)壓筒直徑小5~30mm,其(qi)內孔比芯棒直徑大(da)(da)5~30mm.不過有時(shi)考慮到(dao)提(ti)高大(da)(da)型工(gong)模具的(de)共(gong)用性,其(qi)尺寸之(zhi)差也可以(yi)超出此范圍(wei)。
另外在擠(ji)壓桿機加工時,其外徑(jing)和內徑(jing)必(bi)須保持同心(xin),且其兩端面和中(zhong)心(xin)線必(bi)須精(jing)確地保持垂直。
同時擠壓桿(gan)的(de)硬度、強度及塑性要進行綜合考慮,其硬度HRC為40~45。擠壓桿(gan)所(suo)用(yong)的(de)熱(re)模工具鋼能承(cheng)受1100MPa以下的(de)負荷(he),馬氏(shi)體時效鋼能承(cheng)受1600MPa的(de)負荷(he)。
二、造成擠壓桿(gan)破壞的原(yuan)因(yin)
造成擠(ji)壓桿破壞的原因有如下幾點:
1. 擠(ji)壓桿過(guo)度快速(su)地加熱和冷卻。
2. 工(gong)作時沒有遵(zun)守熱制(zhi)度,工(gong)作前應預熱。
3. 工作時(shi)施加的(de)負(fu)荷偏心,可能引起彎曲力矩(ju)和應力集(ji)中(zhong)。
4. 由于沖擊負荷引起附(fu)加應(ying)力。
5. 擠(ji)壓桿端部(bu)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地被(bei)減(jian)徑,因擠(ji)壓桿表面(mian)出現裂紋時,會在直徑上車(che)削掉2~3mm.
6. 擠壓(ya)(ya)桿在高壓(ya)(ya)下與擠壓(ya)(ya)墊接(jie)觸,端(duan)部(bu)金屬層出(chu)現加工(gong)硬(ying)化(hua),產生開裂,導致擠壓(ya)(ya)桿端(duan)部(bu)出(chu)現環狀(zhuang)碎裂。
三、對(dui)于擠壓桿材料(liao)的要(yao)求(qiu)
對于擠壓(ya)桿材料的要求如下(xia):
1. 材料熱處理前的強度極限應比(bi)最大擠壓力時擠壓桿(gan)中產生的應力大15%~25%.
2. 材料必須有(you)足夠的(de)沖擊韌(ren)性(xing)。
3. 擠(ji)壓桿在工作(zuo)溫(wen)度下不會(hui)失去(qu)硬度,加(jia)熱到200~250℃工作(zuo)溫(wen)度時(shi),表面部分不應引(yin)起變形。
4. 根據擠壓桿的外形結構特(te)點,在熱處理(li)之后(hou)應使(shi)殘余的熱處理(li)應力(li)最小。
5. 應同時考慮到材(cai)料的(de)(de)經濟性、加工性能(neng)以(yi)及(ji)高的(de)(de)使用壽(shou)命(ming)。一般推薦采用含(han)碳量0.40%~0.45%,并含(han)少量鎢的(de)(de)鉻一鎳鋼(gang),如4CrNi2W,其熱處理后的(de)(de)硬(ying)度HRC為44~48(相當(dang)于1450~1550).
擠壓桿圓柱(zhu)部分(fen)向寬底過渡半(ban)徑要仔(zi)細加工,因急劇(ju)過渡和粗糙加工均可(ke)引起應力集(ji)中。
四、擠壓(ya)桿的強度校核
在(zai)擠壓(ya)桿的(de)材(cai)料(liao)確定之后,就可以對擠壓(ya)桿的(de)強(qiang)(qiang)度進行校(xiao)核(he)。在(zai)強(qiang)(qiang)度校(xiao)核(he)時,擠壓(ya)桿被作為受壓(ya)縮應力(li)的(de)固(gu)定的(de)懸(xuan)壁(bi)梁,如(ru)圖(tu)7-11所(suo)示(shi)。



因(yin)此(ci),應(ying)根據這(zhe)個壓(ya)(ya)應(ying)力(li)值來(lai)選擇制(zhi)造(zao)擠壓(ya)(ya)桿的鋼種,同時(shi)必須考慮到所選材(cai)料的淬透性。并且沖(chong)擊性的加載或卸壓(ya)(ya)時(shi)都(dou)會在擠壓(ya)(ya)桿中產生附(fu)加應(ying)力(li)。因(yin)此(ci),材(cai)料也要有足夠的沖(chong)擊韌性。一(yi)般推薦(jian)可用含(han)有4.0%~4.5%鎳(nie)的鋼來(lai)制(zhi)作擠壓(ya)(ya)桿。
為(wei)了增加擠壓(ya)(ya)桿(gan)對縱向(xiang)彎曲的(de)(de)(de)抵(di)抗能力,在(zai)許多(duo)情況下(xia)把擠壓(ya)(ya)桿(gan)做(zuo)成(cheng)有加粗工作桿(gan)部(bu)分的(de)(de)(de)階梯形狀。這種(zhong)擠壓(ya)(ya)桿(gan)也(ye)是(shi)(shi)既可以做(zuo)成(cheng)整體的(de)(de)(de)(圖(tu)(tu)7-8(b)),同時(shi)也(ye)可以是(shi)(shi)組合式的(de)(de)(de),在(zai)這種(zhong)情況下(xia),擠壓(ya)(ya)桿(gan)由頭部(bu)、中(zhong)間加粗的(de)(de)(de)部(bu)分和工作桿(gan)三部(bu)分組成(cheng)(圖(tu)(tu)7-8(d)).采用階梯形的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)桿(gan)時(shi),需要(yao)應(ying)用相應(ying)的(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)筒內襯(圖(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)7-8(d)).
在(zai)(zai)型材擠壓(ya)機上擠壓(ya)不銹鋼管時(shi),采用帶(dai)有(you)固定芯(xin)棒(bang)的擠壓(ya)桿(gan)(gan),芯(xin)棒(bang)以(yi)螺紋擰在(zai)(zai)擠壓(ya)桿(gan)(gan)的端(duan)部(圖7-8(e))。

