用于金屬產品的直接擠壓的壓力的制造方法
【專利摘要】一種用于鋼坯的直接擠壓的壓力機(100)，包括用于準確地沿正交于擠壓軸線(X)的平面來切削底部的剪切機(6)，該剪切機(6)借助于滑動引導件(13’、13”)由柱狀物(9’、9”)承載，以便允許剪切機(6)滑動并在擠壓操作的不同的步驟中在沿擠壓軸線(X)的不同的點上定位，以執(zhí)行切削操作，并且允許剪切機(6)定位于靜止位置，在這期間，還可以執(zhí)行容器(3)的容易的更換。
【專利說明】用于金屬產品的直接擠壓的壓力機發(fā)明領域
[0001]本發(fā)明涉及用于直接擠壓從鋼還的擠壓中獲得的金屬型材(metal sect1n bar)的壓力機，該壓力機設置有用于切削底部的剪切機。
現有技術
[0002]直接擠壓壓力機本質上包括主缸，主缸用于提供所需要的推動或力以使鋼坯變形的任務。鋼坯是在其上執(zhí)行擠壓過程的開始產品，并且可包括金屬或合金，例如鋁、銅、黃銅、鋼等。其橫截面在直徑上可以不同。
[0003]已知的是，待由直接擠壓壓力機中的主缸施加的推動適合于待被擠壓的金屬的類型和鋼坯的直徑。當前市場上的壓力機產生在600噸和15，000噸之間變化的擠壓力，而在這種壓力機中擠壓的鋼坯的直徑可以落在152mm(6”)和600mm(24”)的范圍之間。
[0004]所有的金屬具有其自己最小的特定工作壓力，這通過壓力機來供給，低于該最小的特定工作壓力，擠壓變得是不可能的。例如，根據壓力機的力和鋼坯的橫截面，鋁具有在50kg/mm2和80kg/mm2之間的特定壓力?；诖粩D壓的金屬，可達到的最大的擠壓速度也是不同的:例如，招可以用在O和30mm/sec之間的模的橫向速度來擠壓,銅和黃銅用在O和65mm/sec之間的速度來擠壓，鋼用在O和400mm/sec之間的速度來擠壓。
[0005]形成擠壓壓力機的基本元件是主缸,主缸通過壓桿(pressing stem)將鋼還壓迫到容器內部，并且然后引起鋼坯穿過模的孔。剪切機設置在擠壓鋼坯的結束處，具有切削鋼坯的被稱為“底部”的最后延伸(last stretch)的任務，由于鋼坯雜質在其中被運送，所以該最后延伸被保持在模的上游。從而，底部保持附接到模本身并且借助于剪切機的動作以正交于鋼還軸線的自頂向下(top-downwards)的切削運動被移除并引起落下。
[0006]文獻JP8033917和JP8010831公開了用于將剪切機固定到壓力機的解決方案，其中剪切機借助于在模組裝(die pack)上方懸伸地布置的框架而穩(wěn)固地錨固到壓力機的反作用橫檔(react1n crosspiece)。用于錨固壓力機的剪切機和反作用橫檔的結構因此相對于切削橫截面交錯給定的距離，在剪切期間，這導致通過切削力乘以距錨固結構固定到的橫檔的表面的距離的乘積而給出的錨固結構上的彎曲力矩。
[0007]在切削底部期間產生的該彎曲力矩通過剪切機的錨固結構被釋放到壓力機結構上，從而對切削的平整度妥協(xié)。由于刀片從對應于正交于鋼坯軸線的平面的理想軌跡的偏差，產生了對應于橫向于鋼還的縱向軸線的傾斜表面的斜彎的切削(curved-obIiquecut)，從而隨著刀片下降到底部的本體中而漸進地移動刀片邊緣遠離模的表面。在切削操作的最后，由于相對于模平面的傾斜的切削表面，所以有材料在模的下邊緣上突出。因此，在抵著模連續(xù)地接近容器處，這種殘留的突出材料阻止在容器和模之間的有效的夾緊，從而留下間隙，材料部分地通過間隙從待被擠壓的連續(xù)鋼坯脫離，從而導致材料的浪費并且需要在壓力機的活動期間管理這種脫離。
[0008]關于在以上提到的文獻JP8033917和JP8010831中描述的剪切機的另一個問題涉及在容器的更換期間由剪切機的體積導致的阻礙。在這樣的操作期間，容器在軸向方向上從壓桿移出，并且然后在橫向于軸向方向的方向上從壓力機的頂部抽出。在這種抽出過程中，剪切機結構因此是對容器的移動的妨礙，從而迫使要提供用于容器的較長的行程，以具有在主缸的側部上的增加的自由空間并從而允許容器從頂部抽出。
[0009]文獻US3220237描述了一種擠壓壓力機，其設置有安裝在壓力機的兩個縱向柱狀物上的剪切機，剪切機沿該兩個縱向柱狀物可執(zhí)行在幾毫米內的非常有限的滑動幅度，以便標定剪切機刀的切削平面的位置。滑動僅借助于圍繞螺紋桿擰緊螺母而手動地控制，操作不足以空出來其中在模和容器之間發(fā)生接觸的平面上方的區(qū)域，從而設置柱狀物的增加的長度，以允許容器從壓力機的抽出。剪切機的滑動僅可能在壓力機的工作循環(huán)之外，例如，在維修操作期間，而在工作循環(huán)期間執(zhí)行是不可能的。
[0010]發(fā)明概述
[0011]本發(fā)明的目標在于提供一種用于直接擠壓金屬產品的裝備有剪切機的壓力機，其克服了以上提到的問題并提高了底部的切削品質，從而產生準確且平坦的切削表面，因此確保了模表面從底部的完全的清理，以便防止擠壓材料在模上的殘留。
[0012]本發(fā)明的另一目標在于確保在模和容器之間的干凈的夾緊表面，而沒有任何飛邊(flash)，以便防止然后被擠壓的鋼坯穿過其可能脫離從而導致材料的損失和另外的飛邊的形成的不連續(xù)。
[0013]另外，本發(fā)明的同樣重要的目標是提供緊湊的同時確保容易的維修操作的擠壓壓力機。
[0014]通過閱讀以下描述將是明顯的這些和其他問題，根據本發(fā)明的第一方面，借助于用于擠壓特別是鋼坯的金屬產品的壓力機來解決，擠壓軸線被界定在該壓力機中，并且壓力機根據權利要求1包括:主缸，其布置在壓力機的相對于擠壓軸線的第一端部處并包括活塞；可移動的橫檔，其安裝在所述主缸的活塞上；壓桿，其與主缸的活塞同軸并由主缸的活塞致動；容器，其具有在其中的與軸線同軸的通孔，并且配置成在擠壓操作期間容納鋼坯；反作用橫檔，其布置在壓力機的關于擠壓軸線的第二端部處，具有與軸線同軸的通孔，以允許金屬產品在擠壓操作之后通過，反作用橫檔具有擠壓模和壓環(huán)，擠壓模具有與軸線同軸的孔，壓環(huán)布置在模和反作用橫檔之間并與軸線同軸；至少三個縱向柱狀物，其平行于擠壓軸線，該至少三個縱向柱狀物將主缸連接到配置成傳遞在擠壓操作中產生的反作用力的反作用橫檔；剪切機，其配置成沿橫向于擠壓軸線的切削平面切削金屬產品，該剪切機適合于與正交于擠壓軸線的切削平面共平面地布置，用平行于擠壓軸線的運動滑動聯接件(kinematic sliding coupling)直接地聯接到該至少三個縱向柱狀物中的兩個固定的柱狀物，運動滑動聯接件允許剪切機在沿擠壓軸線的不同的軸向位置中定位，其特征在于，當剪切機在鄰近于反作用橫檔的位置中時，剪切機不與橫向于軸線(X)的切削平面相交。
[0015]由于本發(fā)明要求保護的特征，而不是限于反作用橫檔，剪切機安裝在縱向柱狀物上，并且更確切地，在優(yōu)選的實施方式中，安裝在柱狀物的殼體上。
[0016]在擠壓所有的鋼坯之后，當底部被切削時，剪切機在模的表面處垂直地對準，并且由于切削沿剪切機的軸線延伸，所以不產生彎曲力矩，而是僅有對切削的垂直反作用，其被釋放到壓力機的是非常剛性的且在切削操作之后不經受顯著的變形的柱狀物上。因此，可沿整個橫向執(zhí)行準確且直線的切削，從而防止產生斜彎的切削且由此防止殘留材料留在模和容器之間的接觸表面上。
[0017]有利地，將剪切機束縛到柱狀物的結構可以裝備有滑動塊，由于該滑動塊，所以縱向移動可以借助于合適的滑動引導件沿柱狀物本身來執(zhí)行，并且例如借助于液壓或氣動缸或齒條缸來控制。由于這種聯接模式，所以剪切機也可以在擠壓過程中布置在沿柱狀物的不同的軸向位置中。
[0018]此外，由于剪切機可以平行于壓力機的柱狀物的軸線來移動，并且由于用于剪切機的接近空間設置成接近于反作用橫檔，所以剪切機可避免成為在用于改變容器的操作期間的妨礙:實際上，將剪切機縮回在模的容積空間內從而空出來在模的端部平面前面的空間是可能的，從而由于剪切機不再是妨礙，所以可得到執(zhí)行容器從頂部抽出的較大的空間。這進一步允許柱狀物被縮短等于剪切機結構的突起相對于模的厚度的量。
[0019]本發(fā)明的解決方案允許在工作循環(huán)之外移動和在工作循環(huán)期間移動兩者，在工作循環(huán)之外的移動中，剪切機被移動以允許容器的抽出，以用于維修，在工作循環(huán)期間的移動中，剪切機在擠壓步驟期間從切削線移動以為容器和相關的橫檔讓出地方。
[0020]本發(fā)明的另外的優(yōu)勢在于在工作循環(huán)期間自動地控制剪切機的軸向滑動的可能性，但是不排除在維修期間也使移動自動化的可能性。
[0021]因此，直接擠壓壓力機可設置有柱狀物，并且因此整個結構在長度上相對于已知的壓力機更短，從而確保壓力機增加的剛度和擠壓產品的提高的品質。
[0022]根據本發(fā)明的另一方面，提到的問題借助于通過上文的壓力機執(zhí)行并且根據權利要求8的擠壓工藝來解決。
[0023]由于本發(fā)明的壓力機，從而獲得了以下優(yōu)勢:
[0024]-增加了壓力機結構的總剛度，其肯定地影響了擠壓產品的最終品質；
[0025]-增加了生產率，這是由于涉及停止機器的材料脫離和飛邊形成的減少的可能性；
[0026]-減少了壓力機結構的重量和體積；
[0027]-減少了壓力機結構的制造成本。
[0028]附圖簡述
[0029]圖1示出了根據本發(fā)明的擠壓壓力機的概略側視圖；
[0030]圖2示出了正交于本發(fā)明的壓力機的軸線方向的平面上的截面圖；
[0031]圖3示出了本發(fā)明的在第一工作位置上的壓力機的軸向平面上的截面圖；
[0032]圖4示出了本發(fā)明的在第二工作位置上的壓力機的軸向平面上的截面圖；
[0033]圖5示出了本發(fā)明的在第二工作位置上的壓力機的軸向平面上的截面圖；
[0034]圖6示出了本發(fā)明的壓力機從上方看的視圖。
[0035]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述
[0036]本發(fā)明的整體地參考100表示的界定擠壓軸線X的直接擠壓壓力機，包括主缸1、壓桿2，該壓桿2在擠壓操作之前延伸主缸活塞1，并且與鋼坯7在直徑上大約相等。壓桿2用于將由主缸I產生的擠壓壓力傳遞到鋼坯上以引起鋼坯穿入容器3的軸向孔3’的內部的目的。該孔3’的直徑大體上等于在擠壓之前的鋼坯7，使得當鋼坯7通過壓桿2抵著模4被推動時，其不將阻力置于鋼坯的通道。壓塊2’布置在壓桿2的端部處，用于密封容器的孔3’并防止金屬從入口的泄漏。
[0037]容器3用于在擠壓期間橫向地容納鋼坯7和完全地引導模4內部的金屬流的目的。容器3保持以加熱溫度被加熱，這取決于待被加工的金屬，例如，對于鋁，其保持在大約450°C的溫度。
[0038]模4包括具有機加工的中間孔的切紋器(threader)，中間孔類似在擠壓的最后所獲得的線性產品的橫截面成形。模4的中間孔的形狀的表面的橫截面小于在擠壓之前的鋼坯7的橫截面的面積。金屬質量流在由主缸I施加在鋼坯7的后端部上的推力下穿過模4，從而得到希望的橫截面的形狀，并且伸長且形成的棒材也大于10m長。由于質量守恒原理，端部棒材將具有與被引入到小于底部的容器中的鋼坯相同的重量，而其長度將根據其橫穿端部的橫截面的面積相對于鋼坯7的最初面積來界定。
[0039]擠壓壓力機100的結構包括反作用橫檔5，壓環(huán)10同軸于擠壓軸線安裝在反作用橫檔5上，反作用橫檔5用于抵抗主缸I施加在鋼坯上的力的目的，從而將該力傳遞到結構的柱狀物9’、9”，并且也傳遞到未在圖1中示出的柱狀物9m和9iv?？?在反作用橫檔5和壓環(huán)10的中間，其允許在模4中產生的型材朝著設置在生產線上的另外的處理區(qū)域脫離?？v向柱狀物9’、9”、9m和9iv在數量上優(yōu)選地是四個，并且包括被封閉在相應的殼體17’、17”、17m、17iv內的預張緊的拉桿16’、16”、16m、16iv，其也充當在擠壓壓力機100的兩個橫檔5和15之間的間隔物。頂部5從而剛性地連接到主缸I的支撐件。
[0040]在本發(fā)明的壓力機的未在附圖中示出的可選擇的實施方式中，提供用于連接主缸I和反作用橫檔5的僅三個柱狀物是可能的，例如，可能用形成壓力機的放置基部的單個柱狀物來代替放置在地面上的兩個柱狀物。
[0041]在本發(fā)明的第一變體中，剪切機6的結構借助于束縛器(其在切削操作期間僅允許剪切機6產生垂直于該切削的被釋放到壓力機的柱狀物上的反作用)而被束縛于柱狀物中的至少兩個(例如，兩個上部柱狀物9’和9m)的殼體17’和17m ;由于這種束縛器，剪切機準確地固定在切削平面的垂直面上并在與軸線X的完全正交位置上；從而，獲得的切削是完全線性的并且不具有材料殘留。
[0042]本發(fā)明的第二變體設置成，剪切機6借助于運動聯接件而被束縛到例如上部柱狀物9’、9m的殼體17’和17m，該運動聯接件允許剪切機6沿柱狀物9’和9m縱向地滑動，但是保證其在平行于和橫向于軸線X的方向上在兩個殼體17’和17m之間的中間位置上是穩(wěn)定的，從而允許沿箭頭Z的方向的執(zhí)行切削運動。這借助于集成到剪切機結構的滑動塊18’和18”而獲得，該滑動塊18’和18”在平行于擠壓軸線X的與相應的柱狀物9’、9”成整體的兩個縱向引導件13’、13”內滑動。由于這種滑動運動連接，所以剪切機的刀片12可以準確地定位在切削平面的垂直面上并且在完全正交于軸線X的位置上，從而在該情況下也最小化在切削期間作用在剪切機6的結構上的彎曲力矩，該彎曲力矩的值遠遠低于用現有技術的剪切機構型產生的彎曲力矩的值。
[0043]使用等同于在引導件內滑動的滑動塊中的一個的不同的滑動運動聯接件也是可能的，本領域技術人員能夠根據剪切機的設計載荷來制造這種聯接件。
[0044]設置了用于沿引導件13滑動剪切機6的運動系統(tǒng)(附圖中未示出)，例如借助于液壓或氣動缸或者通過齒條來制造，以完全自動的方式控制。剪切機6的該聯接件允許其在擠壓期間也定位在沿柱狀物的不同的軸向位置中。
[0045]以下面的方式來執(zhí)行擠壓壓力機100上的剪切機6的操作。在鋼坯7的擠壓期間，剪切機6的位置是圖3中示出的靜止位置。一旦完成鋼坯7的擠壓，則容器3和壓桿2相對于模4縮回，S卩，它們關于圖1的視圖移動到左邊或關于圖3移動到右邊，從而沿軸線X移動。同時，剪切機6被引起在箭頭X’的方向上滑動，直到其到達工作位置，如圖4中所示，垂直地在模4的頂表面的上方，并且然后通過在完全正交于擠壓軸線X的箭頭Z的方向上的垂直移動，剪切機6切削鋼坯的最后的延伸或“底部”，如圖5中所示，從而留下完全與模4的頂表面共平面的切削表面。
[0046]由于剪切機6的結構被在待被切削的底部的直接上方的區(qū)域中固定到柱狀物的殼體17’、17m，所以在沒有剪切機6的結構上的任何顯著的彎曲力矩的情況下發(fā)生切削操作，從而確保不留下從模的表面突出的材料剩余物的完全平坦的且準確的切削，因為其完全地與模4的頂表面齊平，并且因此允許每次鋼坯擠壓循環(huán)在底部切削之后，容器的完全接觸表面在模上。
[0047]特別參考圖3，模4被限制到反作用橫檔5，以便在模4上方在軸向方向上留下足夠的接近空間以容納剪切機6，而使剪切機6不突出超過切削平面，并且從而當剪切機6在鄰近于反作用橫檔5的對應于靜止位置的位置時，剪切機6不與切削平面相交。
[0048]由于本發(fā)明的壓力機結構的該構型，引導件13設計有有限的長度，該有限的長度簡單地允許剪切機6從圖5中示出的工作位置(當壓力機在擠壓活動中并且剪切機6切削底部時)前進到圖3中示出的靜止位置(當剪切機6在模4上方的非激活位置時)，并且易于在該位置替換容器3，因為剪切機6的在模4和容器3之間的所有垂直體積帶(verticalvolume band)保持自由，而不像現有技術的已知解決方案。因此，這允許柱狀物9’、9”、9m、9iv和殼體17’、17”、17m、17iv的長度被設計成相對于現有技術的擠壓壓力機的其他構型更小，從而增加整個壓力機結構的總的剛度。
【權利要求】
1.一種用于金屬產品的直接擠壓的壓力機(100)，該金屬產品特別是鋼坯，擠壓軸線(X)被界定在所述壓力機(100)中，所述壓力機(100)包括: -主缸(I)，其布置在所述壓力機的相對于所述擠壓軸線(X)的第一端部處并包括活塞， -可移動的橫檔(15)，其安裝在所述主缸的活塞上， -壓桿(2)，其與所述主缸的活塞(I)同軸并由所述主缸的活塞(I)致動， -容器(3)，其具有在其中的與所述軸線(X)同軸的通孔(3’)，并且配置成在擠壓操作期間容納鋼坯(7)， -反作用橫檔(5)，其布置在所述壓力機的關于所述擠壓軸線(X)的第二端部處，具有與所述軸線(X)同軸的通孔(8)，以用于允許所述金屬產品在所述擠壓操作之后通過，所述反作用橫檔(5)具有擠壓模(4)和壓環(huán)(10)，所述擠壓模(4)具有與所述軸線(X)同軸的孔，所述壓環(huán)(10)布置在所述模(4)和所述反作用橫檔(5)之間并與所述軸線(X)同軸， -至少三個縱向柱狀物(9’、9”、9m、9iv)，其平行于所述擠壓軸線(X)，所述至少三個縱向柱狀物(9’、9”、9m、9iv)將所述主缸(I)連接到配置成傳遞在所述擠壓操作中產生的反作用力的所述反作用橫檔(5)， -剪切機(6)，其配置成沿橫向于所述擠壓軸線(X)的切削平面切削所述金屬產品，所述剪切機(6)適合于與正交于所述擠壓軸線(X)的所述切削平面共平面地定位， 用平行于所述擠壓軸線(X)的運動滑動聯接件直接地聯接到用于固定所述至少三個縱向柱狀物(9’、9”、9m、9iv)的兩個固定的柱狀物，所述運動滑動聯接件允許所述剪切機在沿所述擠壓軸線(X)的不同的軸向位置處定位， 其特征在于，當所述剪切機(6)在鄰近于所述反作用橫檔(5)的位置中時，所述剪切機(6)不與橫向于所述軸線⑴的所述切削平面相交。
2.根據權利要求1所述的擠壓壓力機，其中設置有聯接裝置，所述聯接裝置界定運動滑動聯接件，該運動滑動聯接件包括固定到所述兩個縱向柱狀物的線性滑動引導件(13’、13”)、和與所述剪切機(6)整體地固定的并適合于在所述引導件(13’、13”)內滑動的滑動塊(18，、18，，)。
3.根據前述權利要求中任一項所述的擠壓壓力機，其中所述至少三個縱向柱狀物(9’、9”、9m、9iv)各自包括被容納在相應的殼體(17’、17”、17m、17iv)內的相應的預張緊的拉桿(16’、16”、16m、16iv)，所述預張緊的拉桿(16’、16”、16m、16iv)充當在所述可移動的橫檔(15)和所述反作用橫檔(5)之間的間隔物。
4.根據權利要求3所述的擠壓壓力機，其中所述引導件(13’、13”)被固定到所述兩個固定的柱狀物的所述殼體(17’、17m)上。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的擠壓壓力機，其中所述兩個固定的柱狀物是兩個上部柱狀物(9’、9”’)。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的擠壓壓力機，其中所述兩個固定的柱狀物是兩個下部柱狀物(9”、9iv)。
7.一種擠壓工藝，其由根據權利要求1至6中任一項所述的壓力機來執(zhí)行，所述擠壓工藝包括以下步驟: a)推動所述金屬產品穿過所述模(4)，以便得到預定端部的金屬產品的形狀，在步驟a)期間，所述剪切機(6)在遠離所述模(4)的靜止位置上，以及 b)切削所述金屬產品的端部延伸，在步驟b)期間，所述剪切機(6)在工作位置上，與正交于所述軸線X的所述切削平面是共平面的并鄰近于所述模(4)。
8.根據權利要求7所述的擠壓工藝，其中在步驟a)期間，所述剪切機(6)在所述靜止位置，在沿所述擠壓軸線( X)的不同于并且遠離所述切削平面的軸向位置處。
【文檔編號】B21C23/21GK104080553SQ201380005945
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年1月18日 優(yōu)先權日:2012年1月19日
【發(fā)明者】保羅·弗拉泰爾納萊, 恩尼奧·納萊托 申請人:丹尼爾和科菲森梅克尼齊有限公司