钳口杆式固定针正向铜铝无缝管材挤压装置 本发明的全称为导位双定心钳口杆式固定针正向铜铝无缝管材挤压装置(见说明书附图)。
本发明系有色金属工业通过压力加工生产铜铝无缝管材的一种机械装备。
在目前传统的铜铝无缝管材挤压行业内，这种无缝管产品一般采用反向挤压法(其工作原理见说明书附图十1、挤压轴；2、挤压垫；3、模子；4、铸锭；5、盛锭筒；6、挤压针)，实心锭复动穿心杆挤压法(其工作原理见附图十一，1、盛锭筒；2、穿心杆；3、模套；4、挤压杆；5、挤压垫；6、铝锭；7、模具；8、模垫)，空心锭随动针及固定针挤压法(见附图十二，1、挤压针；2、模具；3、盛锭筒；4、铝锭；5、挤压垫；6、挤压轴；附图十三，1、挤压针；2、模具；3、盛锭筒；4、铝锭；5、挤压垫；6、挤压轴；7、针支承)等工艺方法。
鉴于目前反向挤压机构造较为复杂，特别是反向挤压的工器具的设计与制造其技术难度较大，同时反向挤压机的结构仍不十分完善，产品质量不稳定，产品定尺长度受限，因此，在目前的生产中，其应用广度远不如正向挤压法。在目前的正向挤压法中其空心锭随动针挤压法，由于随动针在挤压过程中，其直径的选择受抗拉伸强度的限制，致使成品管材的内径将很难直径挤压生产出＜5mm的管材，若挤压针直径过小，则极易拉断而影响生产；同时由于随动针前端工作部与模具工作部的初始配合属径向不定位式配合，故产品极易产生偏心而影响产品质量，而管材内表面也欠光滑。空心锭固定针挤压法应用于复动挤压机上，复动机固定针其位移及定位的控制，是在套筒式挤压杆内采用液压机构控制其定位的运动方式，故机械制造过程及加工工艺较为复杂，精度要求较高；同时在使用过程中，由于盛锭筒的温度会在一段时间内的一定温度区间内不断提高，致使套筒式挤压杆内壁其温度在挤压过程中亦会升高，因此，会造成套筒式挤压杆内壁与挤压针液压传动系统间的密封，由于长期在高温环境下作业，而影响其密封性能。
本发明采用正向挤压，可在传统铜铝型材挤压机上改造，即可实现钳口杆式固定针正向挤压铜铝无缝管材的生产过程；其实现挤压无缝管装置的零部件名称及结构为：(1)钳口式挤压杆(见说明书附图三)；(2)双定位定径式挤压针(见说明书附图四，1、尾翅定径销支撑；2、支撑工作部件；3、定径工作部件；4、固定螺栓孔)；(3)盛锭筒(见说明书附图五，1、双定位定径式挤压针(2)尾翅定位销孔；2、同轴心式模具(6)定位销孔；3、固定螺栓孔)；(4)挤压垫(见说明书附图六，1、后片垫；2、前片垫)；(5)空心铜或铝合金棒(见说明书附图七)；(6)同轴心式模具(见说明书附图八)；(7)导位器(见说明书附图九)；前述零部件其组合的工艺方法是(见说明附图一)，首先将双定位定径式挤压针(2)固定在盛锭筒(3)上，然后将导位器(7)放入定轴心式模具(6)内，其后再将(6)、(7)共同放入模套(8)内，此时再将挤压垫(4)与空心铜或铝合金棒(5)置入盛锭筒(3)与模套(8)的位置中间，通过盛锭筒(3)向棋套(8)方向定向移动，并使其缩小其间距的位移过程，即可将挤压垫(4)与空心铜或铝合金棒(5)挤入盛锭筒(3)内，并使双定位定径式挤压针(2)穿入挤压垫(4)及空心铜或铝合金棒(5)的内孔，且双定位定径式挤压针(2)的定径工作部恰好嵌入已经镶在定轴心式模具(6)其内孔的导位器(7)的导位内腔中，其组合的方式见说明书附图二所示。此时开动挤压机。使钳口式挤压杆(1)的前端嵌入双定位定径式挤压针(2)地尾翅，并接触压实挤压垫(4)，则挤压过程开始。由于挤压垫(4)与同轴心式模具(6)的设计特征，可以实现无残料挤压。实现前述挤过程，可在目前传统的液压传动的正向铜或铝型材挤压机上，实施技术改造即可，其改造费用约1.0～6.0万元，其成套装置改造及制造周期为5～25天，安装调试时间仅为2.0～4.0小时。亦可据此挤压工作原理，专门制造挤压无缝管的正向及反向挤压机。
本发明形成的挤压工艺过程，在实际应用中，可实现按一般型材挤压机连续作业的挤压方式工作；当双定位定径式挤压针(2)的一端固定在盛锭筒(3)的后端(见说明书附图二，1、钳口式挤压杆；2、双定位定径式挤压针；3、盛锭筒；4、挤压垫；5、空心铜或铝合金棒；6、同轴心式模具；7、导位器；8、模套)，其双定位定径式挤压针(2)工作部前端亦被镶嵌在其固定在与生产既定产品的内径相同的且经过精密机加工的导位器(7)的内孔之中，从而使挤压针产生双定位效应，并同时使双定位定径式挤压针(2)的轴心线与盛锭筒(3)，导位器(7)及同轴心式模具(6)的轴心线重合为一条直线，以实现导位双定心固定针的挤压方式，并以此来保证产品的同心度。
鉴于无缝圆管材及异型无缝管材对同心度要求较高，而传统挤压机模具与模套间的配合公差较大。故本发明中，当双定位定径式挤压针(2)尾翅定位销插入盛锭筒(3)后端面的定位销孔内后(见说明书附图2)，再用螺栓将双定位定径式挤压针(2)的尾翅固定在盛锭筒(3)上，不仅可使其与盛锭筒(3)保持同轴心，亦可便于上棒及挤压垫的工艺操作过程。同时本发明中其同轴心式模具(6)与盛锭筒(3)相接触的端面亦加工两个凸出定位销，当盛锭筒(3)向轴心式模具(6)方向移动时，则定位销插入盛锭筒(3)端面上的两个凹进的定位孔内，从而实现双定位定径式挤压针(2)，盛锭筒(3)同轴心式模具(6)三位一体，其几何中心重合在同一条轴线上，从而稳定其挤压工艺过程。应用该装备连续生产时，其挤压垫(4)为双片组合式结构(见说明书附图6)，前片挤压垫内孔为可张缩型；这种结构设计的出发点在于当双定位定径式挤压针(2)挤压出第一根铝棒后，其表面将会包覆一层不甚均匀的很薄铝层，若用传统的挤压垫结构，则继续供棒生产时，会使安装挤压垫时产生极大阻力，故后片挤压垫内孔径Φ取值为Φ2+2.0mm，其中φ2为双定位定径式挤压针(2)的支撑工作部件的直径Φ2；而前片结构(见说明书附图6)其内孔可张缩，便于适应双定位定径式挤压针(2)Φ2的变化。
前述的双定位定径式挤压针(2)与盛锭筒(3)的安装方式，其铜或铝空心合金棒与传统的型材正向挤压机用铜或铝合金棒的长度相等，其形成内孔的减重百分比为5.0％------8.O％之间，故可生产较长定尺的无缝管材。
由于这种无缝管挤压装置可以制造成一种组合式专用部件，因此，该装置即可在线安装上在传统型材正向挤压机上，当作一种配套装置或备品备件，以便根据生产要求，随时在线安装该装置，即可生产无缝铜或铝合金管材。同时，亦可用该技术制造不同规格型号(吨位)的液压传动的单动正向或反向挤压机，用来作为专业挤压无缝管的装备，以供生产厂家根据市场需求生产不同规格型号的无缝铜或铝合金管材。