挤压机主要技术参数确定.doc

第三节 挤压机主要技术参数确定一、挤压力挤压机所必需的挤压力的大小，是挤压机最基本参数，它取决于挤压生产工艺的要求。在工艺计算得力能参数基础上，按表4-1选用我国推荐的标准系列值。称此选定值为公称挤压力。二、液体的工作压力目前，用于金属液压挤压机的液体工作压力，介于2032MPa之间。在工艺参数确定后，由机械设计师选定。三、主缸系统参数（一）主柱塞直径主柱塞直径根据所确定的挤压力及液体工作压力按下式计算初选，即：式中Dch主柱塞直径初选值，m；F 公称挤压力，MN；p 液体工作压力，MPa。根据初选Dch 值，按表4-2选取柱塞直径Dch。表4-2 推荐柱塞直径(JB2001-76)/mm4045505560657075809095100110120125130140150160180200220250260280300320360380400420450500520560580630650710730820900920100011401200128014201500160018002000这样选定之后，实际最大挤压力为式中：Fs 实际最大挤压力，MN； Dzh 主柱塞直径，m；P 液体工作压力，MPa；实际最大工作压力与公称挤压力之间略有出入。(二)主柱塞行程主柱塞行程取决于挤压机装入锭坯的方式，主柱塞行程有长行程和短行程之分。行程长短与装锭方式的关系如图4-2所示。当锭坯在挤压筒和挤压轴之间装入时，主柱塞行程至少要大于挤压筒长度、锭坯长度、锭片厚度三者之和。称为长行程，其值按下式选取，即：式中：Szh主柱塞行程，mm Lt 挤压筒长度，mm短行程挤压机分两种情况，锭坯在挤压筒(可移动)和模座间装入；挤压筒可移出挤压中心线外装入锭坯。此时主柱塞行程为短行程，一般取为（三）主柱塞回程力主柱塞回程力Fh，一般按经验公式确定，即 Fh =(0.050.08)F式中 Fh 主柱塞回程力，MN；F 公称挤压力，MN。对于小型挤压机，系数取上限值，否则反之。（四）快速前进力对于泵-蓄势器传动的挤压机，主柱塞空程前进是靠低压罐中的液体(0.81.2MPa)推动，不存在快速前进力。而在泵直接传动的挤压机液压系统中，在主柱塞空程向前时，填充阀处于打开状态，油箱与主缸直接连通，主柱塞靠侧缸(回程缸)推动前进。因这个缸是活塞结构。所以，快速前进力大于回程力，一般取为Fk=(0.080.12)F式中 Fk 快速前进力，MN；F 公称挤压力，MN。四、穿孔系统参数（一）穿孔力挤压机的穿孔力也是挤压机主要的技术参数之一。穿孔力的大小取决于工艺要求，同时要注意到穿孔针本身的工作应力及工作温度。在挤压机设计时， 可按挤压力的15%选定，对于一些大型挤压机可取30%左右，即Fc=(0.150.3)F式中 Fc 穿孔力，MN；F 公称挤压力，MN。（二）穿孔行程穿孔行程与穿孔系统的配置方式有关，可分为以下两种情况。1.内置式穿孔系统内置式穿孔系统设置在主柱塞内，因此穿孔行程只需略大于挤压筒长度即可，一般取为Sc=Lt+(30100mm)式中 Sc穿孔行程，mm； Lt挤压筒长度，mm；2.外置式（后置、侧置）穿孔系统外置式穿孔系统的穿孔行程应为主柱塞行程与穿孔针相对于主柱塞行程二者之和，可按下式求出： Sc=Szh+Scz式中 Sc外置穿孔系统的行程，mm； Szh 主柱塞行程，mm； Scz 穿孔针相对于主柱塞的行程，mm；（三）穿孔回程力穿孔回程力，一般按下面的经验公式选取，即 Fch= 0.06F式中 Fch 穿孔回程力，MN； F 公称挤压力，MN。五、挤压筒参数（一）挤压筒内径挤压筒内径主要取决于工艺要求及其强度条件。在一般情况下，挤压筒的工作应力应在下述范围之内：铝及铝合金 500900MPa 10001200MPa挤压机制造厂，一般只提供一种内径的挤压筒，用户可根据挤压工艺的要求设计自己的挤压筒。在保证工作应力不超过许用值的条件下，挤压筒的内径（多层挤压筒时为内衬内径）可大可小。但考虑到制造和更换的方便，对于同一台挤压机，挤压筒内径一般不超过23种。（二）挤压筒长度挤压筒长度应略大于最长锭坯长度及垫片厚度之和，即Lt=Ld+Lp+l式中 Lt 挤压筒长度，mm； Ld 锭坯长度，mm； Lp 挤压垫片厚度，mm； l 考虑穿孔引起金属倒流的长度，mm。（三）挤压筒移动行程在老式的压型嘴模座结构的挤压机中，如果采用楔形锁键，挤压筒是与前梁固定在一起的，不能移动；但在采用两个受力面为平行面的锁键时，为了提升、落下锁键方便，则要求挤压筒有一个较短的移动行程。对于2025MN挤压机，行程一般不超过200250mm；对于50MN挤压机，行程一般不超过300350mm。在采用横向滑移模座或回转模座的长行程挤压机上，挤压筒的移动目的是为了模座移动或回转、挤压制品与压余分离方便，清理挤压筒容易。在这种情况下，挤压筒行程一般取为SLx=0.5LtSLx 挤压筒行程，mm；Lt 挤压筒长度，mm；对于短行程挤压机来说，挤压筒的移动目的是为了使其移至于挤压轴相重合的位置，以便在挤压筒和模座之间装入锭坯，此时，挤压筒移动的行程相当于它自身的长度。即 SLx=Lt（四）挤压筒压紧力挤压筒的压紧力要保证挤压筒与模具间的密封要求，因此，挤压筒与模具接触面上的单位压力，必须大于挤压筒内的最大工作压力。压紧力一般按经验公式选定，即式中 Fty 挤压筒的压紧力，MN； F 公称挤压力，MN。（五）挤压筒松开力挤压筒大的驱动液压缸一般为活塞结构，当挤压筒液压缸固定在前梁(前机架)上时，松开力略大于压紧力，即当挤压筒移动缸固定在后梁(后机架)上时，松开力略小于压紧力，可取式中 Fts 挤压筒松开力，MN； Fty 挤压筒压紧力，MN。（六）挤压筒预热器功率挤压筒多用电阻或电感加热器，其加热功率可按经验公式估计，必要时进行热平衡计算。其加热功率的大小，取决于锭坯材料和质量大小。可按下面的经验计算公式进行估算： Pt=（1.22.0）F式中 Pt 挤压筒的加热功率，kW；F 以MN为单位的挤压力的数值（不考虑量纲）六、主剪力、辅助剪力（一）主剪力主剪力系指使压余与挤压制品分离的剪切力，其大小取决于被切金属的性质、截面面积和剪切时的温度。一般按经验公式选取，即Fzj = 0.03F式中 Fjz 主剪力，MN； F 公称挤压力，MN。（二）辅助剪力辅助剪是指压余与垫片的分离剪，其剪切力一般取为Ffj = 0.015F式中 Ffj 辅助剪力，MN； F 公称挤压力，MN。七、主剪力、辅助剪力滑移模座的驱动一般采用活塞式液压缸，推入力大于拉出力，取为 FhtFhl = 0.01F式中 Fht 滑座推入力，MN； Fhl 滑座拉出力，MN； F 公称挤压力，MN。八、挤压机速度参数（一）挤压速度铜及铜合金挤压 0160mm/s铝及铝合金挤压 030mm/s铝及铝合金冷挤 040mm/s钢冷挤压 20110mm/s钛、钢热挤压 120405mm/s静液挤压 060mm/s（二）穿孔速度穿孔速度与