專利名稱：調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬塑性成形的擠壓設備，特別涉及適用于連續(xù)擠壓設備的一種調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置。
背景技術：
眾所周知，擠壓是有色金屬管、棒、型、線材生產上廣泛使用的一種主要的壓力加工方法。擠壓是利用外力迫使金屬從?？谥辛鞒龆尚偷囊环N塑性加工方法。從外力的驅動方式上，擠壓有兩種類型，一種是通過對擠壓筒中的坯料施加壓力迫使筒內的坯料由?？谥辛鞒?，形成產品。這種擠壓方法的適用范圍廣，幾乎不受產品規(guī)格的限制，金屬流動路徑單一，變形程度和變形溫度容易控制。但不足之處是坯料與擠壓筒壁之間存在阻礙金屬流動的摩擦，產生能量損耗；另一種稱為連續(xù)擠壓方法，是利用旋轉的擠壓輪與坯料間產生的摩擦力作為驅動力，實現(xiàn)對材料的擠壓成形。這種擠壓方法的最大優(yōu)勢在于摩擦力不再是金屬流動變形的阻力，而是變形的驅動力，利用摩擦和變形功實現(xiàn)對金屬的加熱和成形， 因此，是一種最節(jié)能的塑性加工方法之一。連續(xù)擠壓的原理是利用摩擦力作為擠壓變形驅動力，這樣，摩擦路徑越長，其驅動力越大，消耗的能量越高。目前，連續(xù)擠壓設備結構主要由機架、電動的擠壓輪、固定在機架的咬入輪和固定擠壓腔體的靴座組成。在擠壓過程中，咬入輪和擠壓腔體的位置固定，這樣，被加工坯料從開始進入咬入輪到從擠壓腔體中擠出，經歷了繞擠壓輪圓周發(fā)生摩擦流動包角為90°的流動過程，因此，隨擠壓輪輪徑增加，坯料摩擦流動路徑增加，設備的驅動功率相應增加。顯然，這種包角固定的擠壓方式的電機負荷主要依賴于坯料流動包角對應的輪周長度，而對將坯料從模腔中擠出所需要的負荷變化不特別敏感，這就是說，既是生產小負荷產品，由于包角固定，消耗的能力并沒有相應減少，顯然，這對生產小負荷產品是非常不經濟的。同時， 隨擠壓輪徑的大型化，坯料摩擦流動路徑增加對設備的驅動功率增加程度明顯，造成擠壓過程的應力和溫度均處于較高值，這對設備的結構及工模具材料均提出了苛刻的要求，并明顯降低了工模具的使用壽命。同時，這種長路徑的摩擦變形不利于變形溫度的控制，這對于容易發(fā)生晶粒長大的單相金屬是非常難于控制晶粒尺寸的，容易導致產品由于晶粒粗大而降低力學性能。另一方面，連續(xù)擠壓中，坯料以繞擠壓輪的摩擦流動包角P =90°的流動模式要求坯料經90°的彎曲后又需要再回彎轉動角度0 =90°，恢復到初始狀態(tài)。這樣，對大尺寸坯料來說，這樣一個大角度的重復彎曲造成變形功率的增加是顯著的，這進一步加重了擠壓設備的負荷和惡化了工模具的使用條件。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在為了避免上述技術中存在的缺點和不足之處，而提出供一種調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置。該裝置的結構設計合理，簡單實用，其原理是通過調整咬入輪和擠壓腔體位置，實現(xiàn)縮短坯料流動路徑，同時又可以減少坯料的轉動角度，從而降低了金屬的擠壓負荷及變形溫度，達到節(jié)約能源，提高工模具壽的目的，尤其是通過調整坯料流動路徑，可實現(xiàn)對變形溫度的控制，這對于制備出具有細晶結構的高性能的有色金屬擠壓產品是非常有利的。本發(fā)明的目的是采用如下的技術方案實現(xiàn)的所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，包括機架、擠壓輪、咬入輪、靴座和擠壓腔體，其特征在于在其擠壓機的機架上裝設由包角調整機構和輔助坯料咬入機構組成的坯料摩擦流動路徑調短裝置，所述的坯料摩擦流動路徑調短裝置是通過其包角調整機構對坯料繞擠壓輪的摩擦流動包角3的調整以及對其坯料沿擠壓輪切向方向轉向進入擠壓腔體的轉動角度0的調整；所述的摩擦流動包角3和坯料轉動角度0的調整，是通過調整咬入輪位置移動角度a和調整擠壓腔體的位置移動角度Y于以實現(xiàn)；所述的包角調整機構由咬入輪位置調整組件和擠壓腔體位置調整組件組成；所述的咬入輪調整組件由輪座和咬入輪組成，該咬入輪的移動路徑是在與擠壓輪為同心圓的圓周上；通過調整其輪座在機架上的位置，使其咬入輪處于不同的位置移動角度a，從而實現(xiàn)調整其坯料繞擠壓輪的摩擦流動包角3的大?。凰龅臄D壓腔體位置調整組件由靴座、擠壓腔體、調整墊組和固定螺栓組成，所述的擠壓腔體和調整墊組置于靴座的凹腔內；該擠壓腔體的圓弧面中心與其擠壓輪圓心為同心圓；所述的調整墊組置于擠壓腔體凹腔內底部，與其調整墊組位置相對應的凹腔頂壁內螺紋連接固定螺栓，通過旋轉固定螺栓將凹腔內的擠壓腔體鎖緊固定；通過增減其調整墊組中的墊板數(shù)量改變擠壓腔體的位置移動角度Y，實現(xiàn)調整坯料繞擠壓輪的摩擦流動包角3的大小和坯料轉動角度 6的大?。挥谒龅臄D壓輪前的機架上裝設由導彎輥甲、導彎輥油缸甲、導彎輥乙和導彎輥油缸乙組成的輔助坯料咬入機構；調整該導彎輥甲和導彎輥乙的位置，對坯料施加彎曲移動作用，實現(xiàn)引導其坯料進入咬入輪與擠壓輪之間的封閉組成的流道中。本發(fā)明的原理和特點分述于下由于本發(fā)明是對連續(xù)擠壓設備中的坯料摩擦流動路徑進行縮短調整和減少坯料轉動角度e，其縮短調整和減少坯料轉動角度e是通過包角調整機構實現(xiàn)的，包角調整機構改變了坯料繞擠壓輪的摩擦流動包角P和坯料轉動角度0。所以在本發(fā)明中裝設由咬入輪位置調整組件和擠壓腔體位置調整組件組成的包角調整機構，其包角調整機構中的咬入輪位置調整組件實現(xiàn)咬入輪位置角度的調整，其擠壓腔體位置調整組件實現(xiàn)擠壓腔體位置角度的調整。通過調整咬入輪和擠壓腔體的位置，實現(xiàn)坯料流動路徑的縮短；且其坯料繞擠壓輪的摩擦流動包角3、坯料轉動角度0、擠壓腔體位置移動角度Y和咬入輪移動對應的角度a可根據(jù)需要，同時進行4個角度的調整，或是僅對其中一個以上的角度調整。由于坯料的摩擦路徑縮短可調，同時可減少坯料轉動角度0，因此，明顯地降低了金屬的擠壓負荷及變形溫度，從而降低了高溫和大擠壓負荷對設備和工模具損傷，減少了電能和工模具消耗。尤其重要的是，由于咬入輪和擠壓腔體位置可調，這允許根據(jù)實際金屬的流動阻力而調整包角，避免了出現(xiàn)產品變形所需要的負荷小而設備負荷大的現(xiàn)象，實現(xiàn)設備輸出功率能根據(jù)擠壓產品變形所需的能量來調整，減少了功率的浪費以及超額能量造成變形溫度過高的情況。尤其對于大型連續(xù)擠壓設備，這種縮短坯料流動距離的擠壓方式對減少能量損耗的作用是明顯的。因此，本發(fā)明通過調整咬入輪和擠壓腔體位置，實現(xiàn)縮短坯料流動路徑，并減少了坯料的轉動角度，從而降低了金屬的擠壓負荷及變形溫度，適用于大擠壓輪徑，其設計合理，簡單實用，而且具有產品質量好，節(jié)約能源，提高工模具壽命和操作使用十分方便等優(yōu)


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明共有四幅附圖。其中附圖I是本發(fā)明實施例之一的主視結構示意圖。附圖2是本發(fā)明實施例之二的主視結構示意圖。附圖3是本發(fā)明實施例之三的主視結構示意圖。附圖4是圖I中沿A-A線的剖視放大圖。圖中1、導彎輥甲，2、導彎輥油缸甲，3、導彎輥乙，4、導彎輥油缸乙，5、咬入輪，6、 固定螺栓，7、輪座，8、靴座，9、擠壓腔體，10、坯料，11、調整墊組，12、擠壓輪，13、機架。
具體實施例方式圖I所示是本發(fā)明的實施例之一；它是在棒材擠壓設備上安裝的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，是采用同時調整咬入輪5和擠壓腔體9兩者的位置的方式，它的結構包括機架13、電動的擠壓輪12、咬入輪5、靴座8和擠壓腔體9，其特征在于在其擠壓機的機架13上裝設由包角調整機構和輔助坯料咬入機構組成的坯料摩擦流動路徑調短裝置，所述的坯料摩擦流動路徑調短裝置是通過其包角調整機構對坯料10繞擠壓輪12的摩擦流動包角P的調整以及對其坯料10沿擠壓輪12切向方向轉向進入擠壓腔體9的轉動角度e 的調整；所述的摩擦流動包角3和坯料轉動角度9的調整，是通過調整咬入輪5位置移動角度a和調整擠壓腔體9的位置移動角度Y于以實現(xiàn)；所述的包角調整機構由咬入輪位置調整組件和擠壓腔體位置調整組件組成；所述的咬入輪調整組件由輪座7和咬入輪5組成，該咬入輪5的移動路徑是在與擠壓輪12為同心圓的圓周上；通過調整其輪座7在機架 13上的位置，使其咬入輪5處于不同的位置移動角度a，從而實現(xiàn)調整其坯料10繞擠壓輪 12的摩擦流動包角3的大小；所述的擠壓腔體位置調整組件由靴座8、擠壓腔體9、調整墊組11和固定螺栓6組成，所述的擠壓腔體9和調整墊組11置于靴座8的凹腔內；該擠壓腔體9的圓弧面中心與其擠壓輪12圓心為同心圓；所述的調整墊組11置于擠壓腔體9凹腔內底部，與其調整墊組11位置相對應的凹腔頂壁內螺紋連接固定螺栓6，通過旋轉固定螺栓6將凹腔內的擠壓腔體9鎖緊固定；通過增減其調整墊組11中的墊板數(shù)量改變擠壓腔體 9的位置移動角度Y，實現(xiàn)調整坯料10繞擠壓輪12的摩擦流動包角P的大小和坯料轉動角度9的大??；于所述的擠壓輪12前的機架13上裝設由導彎輥甲I、導彎輥油缸甲2、導彎輥乙3和導彎輥油缸乙4組成的輔助坯料咬入機構；調整該導彎輥甲I和導彎輥乙3的位置，對坯料10施加彎曲移動作用，實現(xiàn)引導其坯料10進入咬入輪5與擠壓輪12之間的封閉組成的流道中。所述的導彎輥甲I裝設在坯料10下方，其導彎輥乙3裝設在坯料10上方，兩個導彎輥其中的任一個輥面上設有周向凹槽，其凹槽的寬度是坯料10直徑的1.2一 1.5倍，其凹槽的深度是坯料10直徑的0.6一 I倍；兩個導彎輥間的距離通過油缸伸縮移動控制。改變兩個導彎輥間的距離，則改變了坯料10的喂料角度，導彎輥迫使坯料10發(fā)生彎曲導入咬入輪 5與擠壓輪12封閉而成的流道內，起到坯料10導入的作用。當坯料10形成咬入運行后，導彎輥退出而與坯料10脫離，坯料10實現(xiàn)正常咬入。
所述的坯料10)繞擠壓輪12的摩擦流動包角e控制在50 一 70°內。所述的坯料10的轉動角度0控制在50一70°內。所述的咬入輪5位置角度Ct可調，其咬入輪5移動對應的角度Ct為0一20°。它可通過其輪座7上裝設沿機架13移動的絲杠絲母式的或是滑軌槽組合式的調整機構實現(xiàn)位置調整。所述的擠壓腔體9位置移動角度Y可調，移動對應的角度Y為0一20°。所述的擠壓腔體位置調整組件內的擠壓腔體9的移動和緊固是由調整墊組11、固定螺栓6配合而成，固定螺栓6與靴座8為螺紋連接，調整墊組11由多個厚度不同的鋼墊板組成，墊在擠壓腔體9凹腔內底部，固定螺栓6于擠壓腔體9上部，通過增加或減少調整墊組11中的鋼墊板數(shù)量，實現(xiàn)改變擠壓腔體9在靴座8凹腔內的高度位置；然后通過旋緊固定螺栓6，則鎖定擠壓腔體9 ;其擠壓腔體9的弧面與擠壓輪12是同心圓，擠壓腔體9在任何位置上，其弧面圓心與擠壓輪12圓心重合，其擠壓腔體9的弧面直徑是擠壓輪12直徑的 100 一 110%。當本具體實施例之一采用同時調整咬入輪5和擠壓腔體9兩者位置的方式時，將咬入輪5的位置角度a設置為20°，使擠壓包角P減少20°，增加調整墊組11，將擠壓腔體9的位置角度Y設置為20°，使擠壓包角減少20°，咬入輪5和擠壓腔體9兩者同時調整的方法使摩擦流動包角P為50°，同時，坯料10由流道進入擠壓腔體9的轉動角度0 則為70° ;在這種配置條件下，工作開始時，將坯料10送入導彎輥甲I的凹槽內，導彎輥甲 I在油缸2的推動下抬升，當坯料10運動到導彎輥乙3的位置時，油缸4推動導彎輥乙3下行，迫使坯料10彎曲導入咬入輪5，在擠壓輪12的驅動下，坯料10被摩擦力帶入流道，繞擠壓輪12運動進入擠壓型腔9，建立起擠壓過程；同時，導彎輥甲I和導彎輥乙3在油缸2和油缸4的拖動下退回，與坯料10脫開，坯料10則由擠壓輪12的拖動進入流道，形成連續(xù)擠壓過程。圖2所示是本發(fā)明的具體實施例之二，它是在管材擠壓設備上安裝的調整短程摩擦路徑的擠壓裝置，其結構與實施例之一相同；它僅采用調整咬入輪5位置角度a的方式， 將咬入輪5的位置角度a設置為20°，使擠壓包角P減少20°，去掉調整墊組11，旋緊固定螺栓6鎖定擠壓腔體9，使擠壓腔體9位置角度Y位于0°角位置，對應地，坯料由流道進入擠壓腔體的轉動角度9則為90°，咬入輪5的調整使摩擦流動包角P為70° ;在這種配置條件下，工作開始時，將坯料10送入導彎輥甲I的凹槽內，導彎輥甲I在導彎輥油缸甲2的推動下抬升，當坯料10運動到導彎輥乙3的位置時，導彎輥油缸乙4推動導彎輥乙 3下行，迫使坯料10導入咬入輪5，在擠壓輪12的驅動下，坯料10被摩擦力帶入流道，繞擠壓輪12運動進入擠壓型腔9，建立起擠壓過程。同時，導彎輥甲I和導彎輥乙3在導彎輥油缸甲2和導彎輥油缸乙4的拖動下退回，與坯料10脫開，坯料10則由擠壓輪12的拖動進入流道，形成連續(xù)擠壓過程。圖3所示是本發(fā)明的具體實施例之三，它是在扁材擠壓設備上安裝的路徑可調整的短程摩擦的擠壓裝置，其結構中沒有裝入輔助坯料咬入機構，其余的結構與實施例之一相同；它僅采用調整擠壓腔體9位置角度Y的方式，使摩擦流動包角P為70。;將咬入輪 5位于0°角位置，在擠壓腔體位置調整組件中，增加調整墊組11數(shù)量，將擠壓腔體9的位置上移，使擠壓腔體9角度、置為20°，導致擠壓包角P減少20°，同時，坯料由流道進入擠壓腔體的轉動角度9則為70° ;在這種配置條件下，工作開始時，坯料直接喂到咬入輪5，在擠壓輪12的驅動下，坯料10被摩擦力帶入繞擠壓輪12的摩擦流動包角P為70° 后，進入擠壓型腔9，形成連續(xù)擠壓過程。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，所有熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明公開的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其本發(fā)明的構思加以等同替換或改變均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，包括機架、擠壓輪、咬入輪、靴座和擠壓腔體，其特征在于在其擠壓機的機架(13)上裝設由包角調整機構和輔助坯料咬入機構組成的坯料摩擦流動路徑調短裝置，所述的坯料摩擦流動路徑調短裝置是通過其包角調整機構對坯料(10)繞擠壓輪(12)的摩擦流動包角P的調整以及對其坯料(10)沿擠壓輪(12) 切向方向轉向進入擠壓腔體(9)的轉動角度e的調整；所述的摩擦流動包角P和坯料轉動角度9的調整，是通過調整咬入輪(5)位置移動角度a和調整擠壓腔體(9)的位置移動角度Y于以實現(xiàn)；所述的包角調整機構由咬入輪位置調整組件和擠壓腔體位置調整組件組成；所述的咬入輪調整組件由輪座(7)和咬入輪(5)組成，該咬入輪(5)的移動路徑是在與擠壓輪(12)為同心圓的圓周上；通過調整其輪座(7)在機架(13)上的位置，使其咬入輪(5)處于不同的位置移動角度a，從而實現(xiàn)調整其坯料(10)繞擠壓輪的摩擦流動包角 ^的大小；所述的擠壓腔體位置調整組件由靴座(8)、擠壓腔體(9)、調整墊組(11)和固定螺栓(6)組成，所述的擠壓腔體(9)和調整墊組(11)置于靴座(8)的凹腔內；該擠壓腔體(9)的圓弧面中心與其擠壓輪(12)圓心為同心圓；所述的調整墊組(11)置于擠壓腔體(9) 凹腔內底部，與其調整墊組(11)位置相對應的凹腔頂壁內螺紋連接固定螺栓￠)，通過旋轉固定螺栓(6)將凹腔內的擠壓腔體(9)鎖緊固定；通過增減其調整墊組(11)中的墊板數(shù)量改變擠壓腔體(9)的位置移動角度Y，實現(xiàn)調整坯料(10)繞擠壓輪的摩擦流動包角3 的大小和坯料轉動角度0的大?。挥谒龅臄D壓輪(12)前的機架(13)上裝設由導彎輥甲(I)、導彎輥油缸甲(2)、導彎輥乙(3)和導彎輥油缸乙(4)組成的輔助坯料咬入機構；調整該導彎輥甲(I)和導彎輥乙(3)的位置，對坯料(10)施加彎曲移動作用，實現(xiàn)引導其坯料(10)進入咬入輪(5)與擠壓輪(12)之間的封閉組成的流道中。
2.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的坯料 (10)繞擠壓輪(12)的摩擦流動包角@控制在50 一70°內。
3.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的坯料(10)的轉動角度9控制在50一70°內。
4.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的咬入輪(5)位置角度a可調，咬入輪(5)移動對應的角度a為0一20°。
5.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的擠壓腔體(9)位置移動角度Y可調，移動對應的角度Y為0一20°。
6.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的調整墊組(11)由若干個厚度不同的鋼墊板組成，通過增加或減少調整墊組(11)中的鋼墊板數(shù)量，實現(xiàn)調整擠壓腔體(9)在靴座(8)凹腔內的位置。
7.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的擠壓腔體(9)的弧面直徑是擠壓輪(12)直徑的100一 110%。
8.按權利要求I所述的調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置，其特征在于所述的導彎輥甲(I)裝設在坯料(10)下方，其導彎輥乙(3)裝設在坯料(10)上方，兩個導彎輥其中的任一個輥面上設有周向凹槽，其凹槽的寬度是坯料(10)直徑的1.2一1.5倍，其凹槽的深度是坯料10直徑的0.6 I倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及適用于連續(xù)擠壓設備的一種調短坯料摩擦流動路徑的擠壓裝置；其特征在于機架上裝由包角調整機構和輔助坯料咬入機構組成的坯料摩擦流動路徑調短裝置，所述的包角調整機構由咬入輪位置調整組件和擠壓腔體位置調整組件組成；所述的輔助坯料咬入機構由導彎輥甲、導彎輥油缸甲、導彎輥乙和導彎輥油缸乙組成，藉以使坯料的摩擦流動路徑實現(xiàn)調短和減少坯料的轉動角度。本發(fā)明通過調整咬入輪和擠壓腔體位置，實現(xiàn)縮短坯料流動路徑，可減少坯料轉動角度，從而降低金屬的擠壓負荷及變形溫度，既節(jié)約能源，又提高工模具壽命，尤其通過調整坯料流動路徑，實現(xiàn)對變形溫度的控制，這對于制備出具有細晶結構的高性能的有色金屬擠壓產品是非常有利的。
文檔編號B21C23/21GK102601143SQ201210050769
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者劉元文, 宋寶韞, 賈春博, 高飛 申請人:大連交通大學