专利名称：具有多设备的多功能挤压机及其挤压方法
具有多设备的多功能挤压机及其挤压方法描述发明领域本发明涉及具有多设备的多功能挤压机并涉及其挤压方法。技术现状参考
图1. 1，已知类型的挤压机基本上包括以下部件。存在具有提供用于使坯料7变形的推力或力的任务的主缸1。坯料7是挤压工艺的起始制品，并且可以由各种金属或合金(铝、铜、黄铜、钢等) 制成，且可以具有各种直径。主缸1的推力与待机械加工的金属的类型(通常为铝、铜、黄铜、钢)成比例且与坯料的直径成比例。目前市售的压机显出1000吨到10000吨(且更大)的挤压力，而坯料的直径可以在127mm (5”) Ij 610mm (24")的范围内。每种金属具有比工作压力(specific working pressure)，在该比工作压力下，挤压是不可能的。例如，铝具有的比压力=50/64kg/mm2(坯料面积)。挤压速度还根据待机械加工的金属而不同例如，铝0/30mm/秒，铜和黄铜 0/65mm/ 秒，钢 0/400mm/ 秒。压柄2，形成主缸1的延伸部分，具有与坯料大约相同的直径，并起到对着模型 (matrix) 4将坯料7压缩在设置在容器3中的孔3’内的作用。被按尺寸制造成防止金属泄露的压根(pressing heel) 2’存在于压柄的端部。容器3起到在挤压工艺期间将坯料7容纳在孔3’内并将金属流导向到模型4中的作用。将容器在取决于待挤压的金属的加热温度下保持加热，例如，铝410°C。模型4是带有具有待获得的制品的形状的机械加工孔的模具。金属(通过主缸的推力来变形)从模具流过，因此取得所需的形状并形成甚至达到50米长的棒。棒将具有与被弓I入容器中的坯料相同的重量，且其长度将取决于其截面。模具压板元件5起到对抗主缸1的力的作用。在其中间，提供了允许模型4中产生的部分显现出来的孔8。头部5借助于纵向柱9稳固地连接到主缸1的横向元件(cross element)。当坯料7已经被挤压时，在压根接触模型之前，容器3从模型4缩回。在该步骤期间，横向地移动剪切机6切割在模型和容器之间的空间内的保持附接到模型本身的坯料 (叫做“基部”)的最后一块。已知类型的挤压机基本上具有三种类型一长压机(图1. 1)在该类型的压机中，坯料以主活塞完全地缩回和容器靠着模型完全封闭来装载。 为此，压机必须具有三个空间，即，用于坯料的空间、用于容器的空间、用于压柄的空间。在挤压结束时，主活塞缩回且容器打开以便为用于切割基部的剪切机腾出空间。在剪切之后，容器闭合且然后仅仅新坯料可以被装载以开始新的循环。一具有可运动的柄的短压机(图1. 2)在该类型的压机中，坯料以容器打开，在剪切的同时，且压柄运动到侧边来装载。 为此，压机需要两个空间，即，用于柄上的坯料的一个空间和用于容器的一个空间。一具有前端坯料装载的短压机(图1. 3)在该类型的压机中，坯料被装载在容器和模型之间。为了获得所需的空间，容器的打开行程长于坯料的最大长度。在装载步骤期间，压柄保持在容器内部。为了取出坯料装载机(billet loader)，在闭合容器之前，坯料由靠着模型推压坯料的压柄来支撑(这是非常谨慎的操作)。该类型的压机也需要两个空间，即，用于坯料的一个空间和用于在柄上的容器的一个空间。这些类型的已知压机具有与替换待挤压的坯料和剪切基部所需的过度长的空载时间有关的主要问题每次坯料替换可能需要在15秒到30秒范围内的时间，且在此时间期间没有有效的工作。考虑到这些压机以连续循环运转，空载时间消极地且严重地影响了机
器生产率。另一个重要的问题与复杂的且尺寸大的剪切机的运动系统有关。实际上，已知类型的剪切机(6，图1. 1)具有立式布置并由稳固地固定到模具压板元件的大的结构来支撑。 通过借助于将它们的力施加在刀片-支持器滑枕(blade-holder ram)或滑板上的主泵来工作的缸将运动施加在其上。刀片在防止其在剪切时滑脱的两个长导向器上滑动；适当的螺丝调节系统允许调准导向器并占据间隙。发明概述因此，本发明的目的是公开一种适于克服所有前述缺点的具有多设备的多功能挤压机。本发明的目的是挤压机，该挤压机包括模具压板元件，在其上具有至少挤压模型，挤压制品从模具压板元件出来；主缸，其具有用于由制造材料制成的坯料的相对压柄； 纵向柱，其将所述头部连接到所述主缸；多设备组件，其设置有用于容纳所述坯料的至少两个纵向容器，且包括外部的纵向运动的横向元件和在所述横向元件内部的内部滑枕，所述内部滑枕是横向地可运动的且包括所述至少两个纵向容器；用于纵向地运动所述设备组件的装置，其适于用所述挤压模型紧密地封闭所述容器中的一个；用于横向地运动所述内部滑枕的装置，其适于使所述容器中的一个面向用于挤压所述坯料的所述模型，且还适于使所述其他容器中的一个或多个面向用于在坯料的所述挤压的同时引入坯料的装置。本发明的另外的目的是一种借助于如前所述的压机来挤压坯料的工艺，该挤压坯料的工艺包括以下步骤一横向地运动多设备组件的所述内部滑枕，用于朝向所述制造模型推进坯料，且同时将一个或多个其他坯料装载到所述多设备组件的其他容器内；一纵向地运动所述多设备组件，所述多设备组件被推进以便在挤压期间靠着所述模型紧紧地支撑所述容器并回缩以允许所述横向运动。本发明的特定目的是具有多设备组件的挤压机和挤压工艺，如在形成本说明书的组成部分的权利要求中更详细地描述的。附图简述
从下面的本发明的实施方案(和其变体)的详细描述和从仅作为非限制性实例提供的附图，本发明的另外的目的和优势将是明显的，附图中图1. 1、图1.2、图1.3用图解法示出已知类型的挤压机；图2. 1、图2. 2分别以图解水平和以纵剖面示出根据本发明的挤压机；图3. 1、图3. 2、图3. 3、图3. 4分别沿剖面B-B截取、以图解俯视图、以图解正视图和以详细正视图示出根据本发明的压机的多设备组件的横向运动系统；图4示出根据本发明的压机的多设备组件的纵向运动系统的俯视图；图5. 1、图5. 2分别以俯视图和以其详图示出纵向运动系统的缸的细节；图6. 1、图6. 2示出两种类型的已知压机的纵向运动系统的缸的组件细节；图7. 1、图7. 2分别示出已知类型的压机和根据本发明的压机的模具压板元件的细节。各图中相同的参考数字和字母指代相同的元件或部件。本发明的优诜实施方案的详细描述现将参考附图描述本发明的具有多设备对象的多功能挤压机。特定地参考图2. 1、图2. 2，数字21表示本身已知类型的主缸。数字22表示本身已知类型的具有相应的压根22’的压柄。数字25表示其中提供本身已知的孔观的模具压板元件，其中模型M存在于其内侧上。模型可以借助于合适的缸33横向地运动。根据本发明，提供了多设备组件23，由横向元件35和设置有用于容纳坯料27的多个容器的滑枕或滑板36组成。在各图中示出两个容器23’、23”，但这不意图作为限制，因为多于两个容器也是可以的。容器可以借助于合适的缸32相对于挤压轴横向地运动。特定地参考图3. 1至图3. 4，在每个机械加工循环期间进行相对于挤压轴的横向运动，使得容器中的一个(例如，图中的23’)面向用于挤压其中的坯料的模型M，而另一个容器(例如，图中的23”)处于侧位，以借助于将新的坯料27推进孔中的合适的缸30或其他合适的装载装置来装载新的坯料27。因此，新的坯料的装载与在前的坯料的挤压同时发生。将适当的剪切机沈安置在滑枕的前面，该剪切机基本上包括两个刀片沈’(图 3. 4)，该两个刀片26’在滑枕的横向运动期间接触模型M的表面，切割在新近完成坯料挤出后保持在其上的基部37。在横向运动之前，横向元件35和滑枕36缩回以便允许刀片沈在模型M上摩擦。更详细地(图3. 3、图3. 4)，在一个实施方案中，多设备组件具有外部横向元件35， 外部横向元件35容纳内部滑枕36，通过控制缸32而横向地可移动，其包括容器23’、23”， 坯料被插入容器23’、23”中。容器可以被取出和替换，以便能够使用不同直径的坯料。具有两个刀片的剪切机沈被固定在容器之间的前面。两个刀片26’相对于横向运动适当地倾斜以降低切割影响和有利于基部掉落。参考图3. 4和图4，控制多设备组件的纵向运动的控制缸(40,41,42,43,44,45, 46,47)被固定在外部横向元件35上，两对缸彼此面向并在横向元件35的两个相对侧上相对。具体地，图4示出四个缸(40，41，42，4；3)存在于设备组件的上侧。相等数量的缸存在于下侧。图3. 4中示出缸44、45。各图中未示出缸46、47。
合适的滑板50固定到柱四，用于导向多设备组件的纵向运动。缸40、41、44、45的柄52紧靠模具压板元件25，而缸42、43、46、47的柄借助于紧固元件51被固定到柱四。缸活塞在其内滑动的室代替地是成双的和封闭的且被固定到外部横向元件35。面向模具压板元件25的具有柄的缸具有由字母A和B表示的两个室，而面向主缸21的那些缸具有由字母C和D表示的两个室。所述室被适当地加压以确定多容器系统35、36的向前和向后运动。更具体地，容器的纵向运动循环由缸如下地控制。一在挤压坯料之后，室B+D工作以用向后拉运动获得打开运动，在打开运动结束 (通常30/40mm)时，回缩行程用室B继续进行。一在滑枕的横向运动和然后剪切期间，室B和室C保持被加压(例如，在30/40 巴)；由此滑枕将不能够运动，且将获得准确的剪切。一在全部打开之后对室D加压。一当对着模型密封容器而闭合多设备组件时，对室C加压。一在有效工作循环期间对室C加压。在已知类型的挤压机中，控制缸壳体可以在模具压板元件(图6. 1)上制成或在主缸横向元件(图6. 2)上制成。相反，根据本发明，通过将缸固定到设备组件的横向元件35来获得以下重要的优
点ο改进了模具压板元件的耐疲劳性，且并非不重要地，消除了用于在压机的结构元件内制备缸壳体孔的高价的机械加工工艺。模具压板元件25或简单地模具压板的主要功能是对抗由主缸21施加的力，因而使得压机成为超静定系统。尽管系统的超静定性，但是模具压板元件经受由在坯料上且由此在模型上的压力 P造成的弯曲F(图7. 1)，压力P甚至可以是约数千吨。在模具压板元件中间的典型的弯曲值可以是0. 6/1. 2mm。因为模型M也弯曲，所以模具压板元件的弯曲消极地影响挤压定位精度，由此消极地影响挤压部件厚度。在已知类型的压机中，控制缸被容纳在其内的孔60(图7. 1)的存在削弱模具压板元件，使其更多受到弯曲，而所述孔不再存在于根据本发明的模具压板元件中(图7. 2)，由此使得其更坚固且更少受到弯曲。以下是关于本发明的压机对象的机械加工循环时间来描述的。没有时间被浪费于装载坯料，因为这在挤压循环期间发生，因此时间是重叠的且
等于零秒。在挤压结束时，主活塞开始返回行程且设备组件打开约100毫米。主活塞的典型返回速度值是500mm/秒，而设备组件的打开速度可以是60mm/秒。当横向元件到达设定的打开位置时，横向的滑枕行程开始，借此在外部的容器采取在带有已经装载的坯料的模型的前面的位置。基部刀片，在滑枕的横向运动期间剪切附接到模型的基部，被安装在朝向在两个容器之间插入的模型的前侧。因此，剪切时间可以被视为与另一个操作重合的重叠时间，因此等于零秒。在侧向平移结束时，多容器系统可以向模型推进(典型的行程值为100mm)，同时主活塞可以推进，因此开始新的挤压循环。假定上述前提，每个挤压工艺的总空载时间DT可以如下。从有效挤压操作结束时开始活塞返回=X秒容器打开(重叠时间=0)容器的横向运动=Y秒剪切(重叠时间=0)主活塞推进=Z秒容器关闭(重叠时间=0)坯料装载(重叠时间=0)因此，DM = X+Y+Z，如由下面的数值实例来示出的，其远小于已知的系统。侧缸21’的功能是使主缸21向前和向后运动。实际上，当主缸是插入类型 (plunging type)，且因此单独起作用时，其必须由其他缸来移动以进行返回运动。在向前运动中，当不需要力时，侧缸用于以空载运动以高速度(约500mm/秒)推动主缸。在挤压步骤期间，侧缸将它们的力加到主缸。在向后运动中，在挤压结束时在空载时间期间，侧缸向后拉主缸。考虑具体的实例，2500吨挤压机可以产生1800/2000kg/h的净挤出物。考虑80kg 每坯料的平均重量，其导致2000 80 = 25 坯料 /h ；25x5520h = 138000 坯料 /h。因为空载时间与被装载到压机中的每个坯料对应，所以一年的空载时间是重复的 138，000 倍。假定具有已知类型的可移动柄的压机具有20秒的平均空载时间，因此每年的空载时间将是20 秒 X138000 坯料 / 年=2760000 秒，因此是 766h。本发明的压机对象的空载时间DM被假定具有约10秒，因此10 秒 X138000 坯料 / 年=1380000 秒，因此 383h/ 年。相比于上述讨论的已知类型的压机，节省了 383h，这是实际生产的小时数。根据上面的实例，在38 可以产生383hx2000kg/h = 766000kg 挤出物。所描述的非限制性实例的其他可能的设计变体是可能的，而不因此偏离本发明的保护范围，由此包括对于本领域技术人员来说所有等同的实现。从本发明的应用获得的优势是明显的。具体地，机械加工空载时间随着生产时间的随之增加和挤压工艺的简化而降低， 且降低了压机的制造复杂性。另外的重要的优势是由压机装机和消耗的功率的较小的标注尺寸 (dimensioning)的可能性允许的节能。实际上，挤压机的工作速度取决于待挤压的金属的类型且主要由以下两个因素确定所安装的最大液压容量和运动控制缸的直径。这也影响了液压泵的标注尺寸。在已知类型的压机中，液压容量是非常高的，这是因为缸的空载行程(在机械加工空载时间期间)是长的且以高速度进行以便减少机械加工空载时间，随后根据泵的最大压力，需要具有大的标注尺寸的泵的电动机。因此，装机功率和消耗功率必须是高的。相反，在本发明的挤压机对象中，运动缸行程是短的且室直径是小的；实际上，机械加工空载时间被大大地减少且不需要大容量。因此，获得由压机装机和消耗的功率的更低的标注尺寸。更具体地，相比于目前市售的压机，装机功率已经降低约50%。此外，每个所安装的电动机的配电板设置有用于监测电力消耗的电子装置，该电子装置根据负荷通过作用于供电电压而允许节省10%到25%，且因此降低线圈损失并增加电动机的效率。从上面的描述，本领域技术人员将能够实施本发明的目的，而不需介绍另外的构造细节。
权利要求
1.一种挤压机，包括模具压板元件(25)，其具有至少一个挤压模型(M)，挤压制品从所述模具压板元件 (25)出来；主缸(21)，其具有用于由制造材料制成的坯料(XT)的相对压柄02)；纵向柱( )，其将所述头部连接到所述主缸；多设备组件(35，36)，其设置有用于容纳所述坯料的至少两个纵向容器03’，23”)，且包括外部的纵向运动的横向元件(3 和在所述横向元件内部的内部滑枕(36)，所述内部滑枕是横向地可运动的且包括所述至少两个纵向容器03’，23”)；纵向地运动的装置G0，...47)，其用于纵向地运动所述多设备，所述纵向地运动的装置00，... 47)适于用所述挤压模型04)紧密地封闭所述容器中的一个；横向地运动的装置(32)，其用于横向地运动所述内部滑枕(36)，所述横向地运动的装置(3 适于使所述容器中的一个面向所述模型以用于所述坯料的所述挤压，且还适于使所述其他容器中的一个或多个面向装置(30)以用于同时引入和挤压所述坯料。
2.根据权利要求1所述的挤压机，还包括刀片剪切机( )，使得在所述多设备的横向运动中，所述刀片与所述模型04)接触，以除去所述坯料的制造基部(37)。
3.根据权利要求2所述的挤压机，其中，所述刀片剪切机06)包括两个刀片06’)， 所述两个刀片06’)朝向所述模型在前面固定，所述两个刀片06’)关于横向运动是倾斜的，以便减少切割影响并有利于除去所述基部。
4.根据权利要求1所述的挤压机，其中，所述纵向地运动的装置包括控制缸(40，41， 42，43，44，45，46，47)，所述控制缸(40，41，42，43，44，45，46，47)包括用于活塞的成双的和封闭的室，所述室被固定在所述外部横向元件(3 上，在所述横向元件的两个相对侧面上彼此面向，且包括杆，所述杆分别地在所述模具压板元件0 上自由地结束所述杆的行程以及被固定在所述纵向柱09)上。
5.一种挤压坯料的工艺，借助于根据前述权利要求中任一项所述的压机来挤压坯料， 包括以下步骤横向地运动所述多设备组件的所述内部滑枕，以朝向所述制造模型推进坯料，且同时将一个或多个其他坯料装载到所述设备组件的其他容器内；纵向地运动所述多设备组件，所述多设备组件被推进以靠着所述模型紧紧地支撑所述容器并回缩以允许所述横向运动。
6.根据权利要求5所述的挤压坯料的工艺，其中，横向地运动的所述步骤包括借助于接触所述模型04)的所述刀片来切割所述坯料基部(37)。
7.根据权利要求6所述的挤压坯料的工艺，其中，纵向地运动的所述步骤包括操作所述控制缸，使所述缸滑动室处于压力下。
全文摘要
一种挤压机，包括具有挤压模型(24)的模具压板元件(25)，挤压制品从模具压板元件(25)出来；主缸(21)；纵向柱(29)，其将模具压板元件(25)连接到主缸(21)；多设备，其设置有用于容纳坯料的至少两个容器(23’，23”)，且包括外部的纵向地运动的横向元件和在所述横向元件内部的横向地运动的滑枕，滑枕包括容器；用于纵向地运动横向元件的装置和用于横向地运动内部滑枕以使容器(23’，23”)中的一个面向挤压模型(24)并在坯料的所述挤压的同时使其他容器中的一个或多个处于坯料引入装置(30)的前面的装置。
文档编号B21C23/21GK102202810SQ200980143501
公开日2011年9月28日 申请日期2009年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者斯特凡诺·德普拉诺, 毛里西奥·博尔戈诺沃, 翁贝托·马尼奥利 申请人:丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司