擠壓桿用于傳遞金屬擠壓變形所需的全部擠壓力。香蕉視頻app在線觀看: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,擠壓(ya)桿僅在壓(ya)縮(suo)狀態下工(gong)作。從(cong)使用的角度來(lai)看(kan),任何鋼種的壓(ya)縮(suo)強度可(ke)采用其(qi)拉(la)伸強度相(xiang)同(tong)的指標。只(zhi)要擠壓(ya)桿材料的強度指標不超(chao)過其(qi)屈服極限,擠壓(ya)時擠壓(ya)桿就(jiu)不會(hui)發生變(bian)形(xing)破壞。
但是,理論上的(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿僅(jin)在壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)狀態下工作(zuo)的(de)情(qing)況,實際上并(bing)不存在。擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿使用(yong)前并(bing)沒有按規(gui)定制(zhi)度進行預熱,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)坯料的(de)溫(wen)度不均,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時施加的(de)負(fu)荷產生偏心,沖擊性(xing)負(fu)荷引(yin)起了附加應力等情(qing)況都表明,在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)過程(cheng)中,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿除了承受壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)應力的(de)作(zuo)用(yong)之外,還存在縱(zong)向彎(wan)曲應力的(de)作(zuo)用(yong)。因此,對于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)桿的(de)強度校驗(yan),應該(gai)包括(kuo)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)應力和彎(wan)曲應力的(de)強度校驗(yan)。
同時(shi),在選擇擠(ji)壓桿(gan)的(de)材料時(shi),除了強(qiang)度指標之外,還(huan)應考慮(lv)材料的(de)淬透(tou)性。當擠(ji)壓桿(gan)工作時(shi),由于有擠(ji)壓墊(dian)將(jiang)其與高溫坯(pi)料隔離,其實際的(de)工作溫度一般在200~250℃,因(yin)此,對(dui)擠(ji)壓桿(gan)材料的(de)耐熱性能的(de)要求并不(bu)高。
一、擠壓桿的種類
根據使用(yong)情況的不同,擠(ji)(ji)壓桿(gan)(gan)的結構有(you)多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣,如圖(tu)(tu)(tu)7-8所示。除(chu)了整體擠(ji)(ji)壓桿(gan)(gan)(圖(tu)(tu)(tu)7-8(a)、圖(tu)(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)(tu)7-8(e)、圖(tu)(tu)(tu)7-8(f))之外,還有(you)由(you)工作桿(gan)(gan)、加(jia)粗桿(gan)(gan)和桿(gan)(gan)座組成的組合式(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓桿(gan)(gan)(圖(tu)(tu)(tu)7-8(c)、圖(tu)(tu)(tu)7-8(d)、圖(tu)(tu)(tu)7-8(g)).一般在大噸位的臥式(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓機上使用(yong)組合式(shi)(shi)擠(ji)(ji)壓桿(gan)(gan)比(bi)較(jiao)普(pu)遍。
在(zai)特殊的(de)(de)情況下,還可以(yi)采(cai)用階梯形(xing)的(de)(de)擠壓(ya)桿(gan)(圖(tu)(tu)7-8(b)、圖(tu)(tu)7-8(d))。由于在(zai)整(zheng)個(ge)擠壓(ya)過程(cheng)中,諸多因素(su)綜合(he)(he)作用,實際的(de)(de)擠壓(ya)過程(cheng)不是(shi)(shi)平(ping)穩進行的(de)(de)。因此,施加在(zai)擠壓(ya)桿(gan)上的(de)(de)力也不是(shi)(shi)絕對穩定(ding)和(he)均勻的(de)(de)。采(cai)用階梯形(xing)擠壓(ya)桿(gan)的(de)(de)目的(de)(de),主(zhu)要是(shi)(shi)為了提高(gao)擠壓(ya)桿(gan)抗(kang)縱向彎曲的(de)(de)能(neng)力。其一般都使用在(zai)高(gao)強度(du)、難度(du)形(xing)材料生(sheng)產(chan)小斷面特殊產(chan)品的(de)(de)場合(he)(he)。
階(jie)(jie)梯(ti)形擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)桿(gan)除了(le)工作桿(gan)之(zhi)外,還有加粗桿(gan)和桿(gan)座三部分組成(圖7-8(b)).階(jie)(jie)梯(ti)形擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)桿(gan)既可以做(zuo)(zuo)成整體的(de)(圖7-8(b)),也可以做(zuo)(zuo)成組合形的(de)(圖7-8(d)).在使用(yong)(yong)階(jie)(jie)梯(ti)形擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)桿(gan)時,相應(ying)的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)筒內(nei)襯也要做(zuo)(zuo)成階(jie)(jie)梯(ti)形的(de)。在無獨立穿孔(kong)裝的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)機上(shang)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)鋼管(guan)時,采用(yong)(yong)帶有固定芯棒的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)桿(gan),芯棒用(yong)(yong)螺紋(wen)擰在擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)桿(gan)的(de)端部(圖7-8(e)).
圖7-9所示(shi)為(wei)60MN(6000t)臥(wo)式管棒型材(cai)(cai)擠壓機整體結構的(de)擠壓桿(gan)。圖7-10所示(shi)為(wei)31.5MN(3150t)臥(wo)式管棒型材(cai)(cai)擠壓機組合(he)式結構的(de)擠壓桿(gan)。
擠(ji)壓(ya)桿的工作部分外徑(jing)一(yi)般比(bi)擠(ji)壓(ya)筒(tong)直徑(jing)小(xiao)5~30mm,其(qi)內孔(kong)比(bi)芯(xin)棒直徑(jing)大5~30mm.不(bu)過有時考慮(lv)到提高大型工模具的共用性,其(qi)尺(chi)寸之(zhi)差也可以(yi)超出此范(fan)圍。
另(ling)外在(zai)擠(ji)壓桿機加工時(shi),其外徑和內徑必(bi)須保持同心(xin),且其兩(liang)端面和中心(xin)線必(bi)須精確地保持垂(chui)直。
同時擠壓(ya)桿的(de)硬(ying)度(du)、強度(du)及塑性要進(jin)行綜合考(kao)慮,其硬(ying)度(du)HRC為40~45。擠壓(ya)桿所用的(de)熱模工具(ju)鋼能承受(shou)1100MPa以下的(de)負荷,馬氏體(ti)時效鋼能承受(shou)1600MPa的(de)負荷。
二、造成(cheng)擠壓桿破壞(huai)的原(yuan)因
造成擠壓桿破壞的原因(yin)有如(ru)下(xia)幾(ji)點(dian):
1. 擠壓(ya)桿過度(du)快速(su)地(di)加熱和冷卻。
2. 工(gong)(gong)作時沒有遵守熱制度(du),工(gong)(gong)作前(qian)應預熱。
3. 工作時(shi)施加的負荷偏心,可(ke)能引起彎曲力矩和應力集中。
4. 由于沖(chong)擊負荷引起附(fu)加應力。
5. 擠壓(ya)桿(gan)端部不可避免地被減(jian)徑(jing),因擠壓(ya)桿(gan)表面(mian)出現裂紋時(shi),會在直徑(jing)上(shang)車削(xue)掉(diao)2~3mm.
6. 擠壓(ya)桿在(zai)高壓(ya)下(xia)與擠壓(ya)墊接觸,端(duan)部金屬層出(chu)現加工硬(ying)化,產生開(kai)裂,導致擠壓(ya)桿端(duan)部出(chu)現環狀碎裂。
三、對于擠壓桿材料(liao)的要(yao)求
對于擠壓桿材(cai)料的要求如下:
1. 材料熱(re)處理前的強度極限應比最(zui)大(da)擠壓力時(shi)擠壓桿中產生的應力大(da)15%~25%.
2. 材(cai)料必須有足夠的沖擊韌性。
3. 擠壓(ya)桿在工(gong)作溫度下不會(hui)失去硬度,加(jia)熱(re)到200~250℃工(gong)作溫度時,表(biao)面部分不應(ying)引(yin)起變形。
4. 根據(ju)擠壓桿的外形結構特點(dian),在熱(re)處(chu)理之(zhi)后應(ying)使(shi)殘(can)余的熱(re)處(chu)理應(ying)力最(zui)小。
5. 應同(tong)時考慮(lv)到材(cai)料的(de)(de)經濟性、加工性能以及(ji)高的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)。一般(ban)推薦采用(yong)含碳量0.40%~0.45%,并含少(shao)量鎢的(de)(de)鉻一鎳鋼,如4CrNi2W,其熱處理后(hou)的(de)(de)硬度HRC為44~48(相當于1450~1550).
擠壓桿圓柱(zhu)部(bu)分向寬底過渡半(ban)徑要仔細加(jia)工(gong)(gong),因急劇(ju)過渡和粗(cu)糙加(jia)工(gong)(gong)均可引(yin)起(qi)應力集中。
四(si)、擠壓桿的(de)強(qiang)度(du)校(xiao)核(he)
在擠壓桿(gan)的材料確定(ding)之后(hou),就可以(yi)對擠壓桿(gan)的強(qiang)度進行校核。在強(qiang)度校核時(shi),擠壓桿(gan)被作為受(shou)壓縮應力的固定(ding)的懸壁梁(liang),如圖7-11所示。
因此,應(ying)根據(ju)這(zhe)個壓(ya)(ya)應(ying)力(li)值來(lai)選擇(ze)制造擠(ji)壓(ya)(ya)桿的鋼(gang)種(zhong),同時(shi)必(bi)須考慮到所選材料(liao)的淬(cui)透性。并且沖擊性的加(jia)(jia)載(zai)或卸壓(ya)(ya)時(shi)都會在擠(ji)壓(ya)(ya)桿中產生(sheng)附(fu)加(jia)(jia)應(ying)力(li)。因此,材料(liao)也要有足夠的沖擊韌(ren)性。一(yi)般推(tui)薦可用含有4.0%~4.5%鎳的鋼(gang)來(lai)制作擠(ji)壓(ya)(ya)桿。
為了增加(jia)擠(ji)壓(ya)桿對縱向彎曲的(de)(de)(de)抵抗能力(li),在(zai)許多(duo)情況(kuang)下把擠(ji)壓(ya)桿做成(cheng)(cheng)(cheng)有加(jia)粗工(gong)作桿部分的(de)(de)(de)階梯(ti)形(xing)(xing)狀。這(zhe)種(zhong)擠(ji)壓(ya)桿也是既可(ke)以做成(cheng)(cheng)(cheng)整(zheng)體(ti)的(de)(de)(de)(圖(tu)7-8(b)),同時也可(ke)以是組(zu)合式的(de)(de)(de),在(zai)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)下,擠(ji)壓(ya)桿由頭部、中(zhong)間加(jia)粗的(de)(de)(de)部分和(he)工(gong)作桿三部分組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(圖(tu)7-8(d)).采用(yong)階梯(ti)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)桿時,需(xu)要應用(yong)相應的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)筒(tong)內(nei)襯(圖(tu)7-8(b)、圖(tu)7-8(d)).
在(zai)型材擠(ji)壓機上(shang)擠(ji)壓不銹(xiu)鋼管時,采用帶(dai)有固定芯(xin)棒的(de)擠(ji)壓桿(gan),芯(xin)棒以螺紋擰在(zai)擠(ji)壓桿(gan)的(de)端部(圖(tu)7-8(e))。