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型材在挤压过程中,受到与挤压方向垂直的力矩作用时,型材断面有沿型材长度方向上绕某一轴心旋转谓之扭拧。扭拧主要有两种:麻花状扭拧与螺旋形扭拧。
型材模腔一个壁的两侧工作带长度不一致,壁厚两侧的金属流速不均,当这种流动不均面沿一方向排列时,就会使型材在横断面上产生力矩,导致产生麻花状扭拧。
判断方法:型材端头各处流速差不明显,有一纵向对称轴线,型材扭拧好似绕此轴进行旋转。型材平面间隙不好,流速快的一侧有凸起。
修理方法:在模孔流速快的一侧,即型材平面间隙凸起的一侧的工作带做阻碍,或将另一侧工作带加快,使之产生一个反向力矩,以消除扭拧。
当型材一个壁的流速大于其他壁的流速时,流速快的壁愈来愈比其他壁长,致使此流速的壁绕流速慢的壁旋转,由此产生螺旋型扭拧。
判断方法:型材端头不齐,流速快的壁较流速慢的壁先流出模孔,A壁端比B壁端头突出,受A壁的影响,槽材底板C也会出现侧弯,从型材纵向能够准确的看出一壁绕另一壁旋转。
从型材总体上看是平直的,而在个别壁上出现或大或小的波纹状不平现象,谓之为波浪。
产生原因:当型材某壁流速较快,且刚性较小形不成扭拧缺陷时,此壁受到压应力的作用,而沿纵向产生周期性出现的波浪
修模方法:对流速快的壁两侧的工作带加以阻碍。当波浪小且波距较长时,可在流速慢的部位涂以润滑油消除波浪。
扁宽型材或带板等壁厚不均或不对称的挤压产品,在挤出模孔时左右两侧的流速不一致,而造成产品头部或沿整个长度向左或向右的硬弯叫侧弯,常呈镰刀或马刀形,故也称为镰刀或马刀弯,是最常见的缺陷之一。
产生原因:模孔左右两侧的工作带设计不当,铸锭温度不均或模孔布置不合理等,造成产品左右流速不均,又不能形成扭拧与波浪时,就会出现侧向弯曲。
修理方法:判定为侧弯之后,将流速快的模孔部位的工作带加以阻碍或将流速慢的部位加快,将采用涂润滑油的方法来消除侧弯。与此同时,应使铸锭加热均匀,改善模孔分布状态。
沿型材纵向和横向产生的不平直度称为平面间隙。可分为纵向间隙和横向间隙。一般用直尺和塞尺来测量,有的间隙可在精整工序时通过拉伸矫直和辊矫来消除,但大部分平面间隙一定要通过修模来校正。
产生横向问隙的原因要比纵向间隙复杂得多。总的来说是由于有间隙的壁的两面工作带流速不一致,凸面快,凹面慢。具体来说,横向间隙的产生与型材的形状、尺寸等有关。如对于悬臂较长的槽形型材,挤压时悬壁不稳定,会产生弹性变形,引起底面产生横向间隙。在带板一端增加一垂直壁,即呈“T”形时,型材的刚度大幅度提升,当立边两侧流速不均,就可能形成横向间隙。
判断方法:将直尺或刀刃平尺沿型材平面的纵向和横向平放,然后用塞尺检查二者所形成间隙的大小,当间隙超过所允许的数值时,即可判定纵向或横向的平面间隙值不合格,必须修模。
修理方法:纵向和横向间隙都是由于工作带设计不合理引起的流速不均所致,所以修模时将流速快的一侧,即产生凸出的一侧的工作带加以阻碍,如果是由于模子弹性变形引起尺寸变小和平面间隙不合格,则可将悬臂部分的工作带作一斜角来解决。
产生的原因:在挤压槽形型材或类似槽形型材时,由于两个“腿”两侧工作带流速不一致,或者一个“腿”两侧工作带流速不一致,使之向外凸起或向内凸起。当向外凸起时形成并口,反之形成扩口。同时,平面间隙也会超差,如图4—5—23所示。
判断方法:主要检查各个面的间隙情况来判别哪一个面流速快。一般外凸面工作带处总 是较凹下面工作带处流速快。根据金属流速快慢来加以修正。
修理方法:一般对流速快的一侧工作带加以阻碍(见图4—5—23)。但对轻微的扩口和并口,或型材和长度方向上扩口和并口现象不是连续出现时,不必修模,可通过辊矫来校正。
挤压断面形状如图4—5—24所示的型材时,由于两尖端a和b处的壁厚较薄,靠近模子边缘,即离挤压筒边缘较近,金属受摩擦阻力较大,因而易产生充填不满模孔,造成a处和b处壁厚和宽度三超负差的现象,修正的方法是减薄a和b处工作带厚度,或增大该处模孔尺寸,许可时,也可采取局部润滑角部的方法。
挤压轮廓尺寸较大,特别是外接圆尺寸较大,而壁厚差很大的型材时(见图4—5—24 (b)),其远离中心的薄壁处(6 mm的立筋尖部),有可能会出现超负差,而且总高度l29 mm也可能因立筋端头充不满而产生超负差的现象。这主要是由于型材中部壁厚大,又处于挤压筒中心,所以流速较快,而立筋边部流速慢,受到较大拉应力,结果使二立筋壁厚处变薄而外观尺寸变小。修正方法是扩大尖角部分模孔尺寸,并加速该处的金属流动速度。
在挤压舌比较大的情形及工字形型材时,见图4—5—24(c)。模孔上悬臂部分易发生弹 性变形,致使槽底和工字形立边的壁厚变薄而产生超负差的现象。修正方法是在设计时加强悬臂部分的刚性,即加大模具厚度,采用支承环等。在挤压现场可将悬臂部分工作带锉修成外斜角,以增大型材的壁厚。
由于模具材料选择不当,热处理硬度偏低或模具设计强度不够,在挤压时,会造成模孔弹性下塌,使型材尺寸超负差(见图4—5—25)。修正的方法是先将模孔工作带锉成外斜。当挤压过程中发生弹性变形时使尺寸正好符合要求。
在挤压宽厚比大的带筋壁板、薄壁带板和扁宽型材时(见图4—5—26),由于模具产生了较大的弹性变形、塑性变形和整体弯曲变形,致使模孔中间部分明显变小,引起型材断面中部超差的现象。修正方法是减慢中部流速,扩大中间部位的模孔尺寸,依据型材宽度、宽厚比及合金性能的不同,型材中部的模孔尺寸有时要比边部大1.5~3 mm。
在挤压纯铝或软铝合金带板时,由于中部流速过快,金属供给不足,引起制品中部下凹而超负公差的现象。修正方法是扩大中部模孔尺寸,使之呈凸形
在多孔挤压时,由于各孔流速不均,引起各模孔制品长度不一致。当长度差大于300~500 mm时,则需修模。修正方法是阻碍流速快的模孔工作带,而加速流动慢的模孔工作带。
由于设计不当,或模孔经受长期磨损,易使尺寸超正差。修正方法:可用局部镀铬、涂层法,也可用锤击法或补焊法进行修正。
在挤压软合金带板或扁宽型材时,由于模孔工作带过长,或铸锭温度过低,在挤压时,制品表面可能周期性地出现波浪形的缺陷,通常称之为“竹节”或“搓衣板”。修正的方法是减薄工作带的长度或提高铸锭温度。
在型材两壁相交的角部可能会产生裂纹。有内角裂纹,也有外角裂纹。产生裂角的问题大多是工作带棱角处摩擦阻力大或挤压速度过快。修正方法是将模具工作带的人口处修一小圆角,或在易出现裂角处涂以润滑油
对于现代建筑用的铝合金型材,要求其在阳极氧化上色后表面的颜色均匀一致。但在挤压时,往往由于模孔棱角处金属受到的摩擦阻力较大,物理变形也较大,组织差异悬殊,因此,氧化上色后,型材尖角处的颜色与别的部分不一致(见图4—5—29)。此外,由于模孔工作带粗糙度高,或模具表面粘有金属颗粒,会造成型材表面擦伤、划伤、严重的挤压纹路等,这些缺陷,在氧化上色后暴露得更明显,致使型材表面颜色不一致。修正的方法是将型材棱角部位修成均匀过渡的圆弧或斜角,同时,在修模后要仔细抛光工作带表面,然后氮化,以降低其表面粗糙度。
当一根制品上同时出现两种以上缺陷时,应综合判断产生原因,并采取综合修理的方法,用最小的时间达到最佳的效果。
如图4—5—30所示的工字形型材,在挤压时同时出现了向右侧弯和上壁间隙不合格。为了修正,可采用两种方法,一是阻碍上面工作带“a”,一是加快下面的工作带“b”。但综合考虑到型材向右侧弯,显然右侧金属流速较慢,如将“a”处阻碍,右侧金属将更慢,型材向右侧弯曲将更严重,因此,用加快下面工作带的流速(“b”处)是最合适的,因为这样,既可解决上右壁间隙问题,又可解决向右侧弯的问题。
威廉
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