6MN擠壓機(jī)管擠壓軸的改進(jìn)

■寶鈦集團(tuán)鍛造廠 李小艷，李峰麗

由于剪切軸與管擠壓軸尺寸相近，本文設(shè)計(jì)制作了一個(gè)聯(lián)接軸，解決了損壞管擠壓軸的改制問(wèn)題。該設(shè)計(jì)還可直接用于新管擠壓軸的制作，實(shí)現(xiàn)了剪切軸與管擠壓軸的通用化，降低了工模具管理難度。

1. 前言

我公司有6MN擠壓機(jī)一臺(tái)，主要生產(chǎn)直徑12～50mm、長(zhǎng)度小于1500mm稀有金屬棒材；以及管徑20～50mm、長(zhǎng)度小于1500mm的稀有金屬管材。在管棒材生產(chǎn)中，管擠壓軸為易損件。管擠壓軸一端聯(lián)接擠壓機(jī)活動(dòng)橫梁下的轉(zhuǎn)盤上，另一端安裝擠壓針，用來(lái)完成管材在成形過(guò)程中擠壓力的傳遞及管材內(nèi)徑尺寸的控制。

如果在擠壓過(guò)程中存在潤(rùn)滑不好、擠壓筒偏心（對(duì)中位置不好）、擠壓機(jī)壓力有突變、管坯溫度偏低等情況時(shí)，管擠壓軸損壞率就更高。每批管擠壓軸制作周期通常為2～3個(gè)月，其材質(zhì)為昂貴的熱作模具鋼，熱處理要求極高，縱向變形量控制在0.008mm內(nèi)，每件管擠壓軸單價(jià)達(dá)5000元左右。管擠壓軸高損壞率大幅增加了管材生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因管擠壓軸供貨不及時(shí)而影響生產(chǎn)進(jìn)度。因此，如何解決這一問(wèn)題具有重要意義。

2. 改制思路

因結(jié)構(gòu)與工藝要求，管擠壓軸橫截面尺寸不同，其變化如圖1、圖2所示，整件軸上均承受壓應(yīng)力，根據(jù)材料強(qiáng)度條件，最小截面4為危險(xiǎn)截面。實(shí)際使用中，截面4位置還存在裝配應(yīng)力與溫度應(yīng)力影響，工作條件最為惡劣。上述分析與實(shí)際情況完全吻合，實(shí)際損壞的管擠壓軸均表現(xiàn)為在截面4處斷裂，導(dǎo)致整個(gè)管擠壓軸報(bào)廢。

剪切軸是6MN擠壓機(jī)生產(chǎn)所用的另一工具，主要用于擠壓完后管材與擠壓模的脫離，在沖裁時(shí)受力較小，不易損壞。與管擠壓軸相比，兩者安裝方法相同，均安裝在擠壓機(jī)轉(zhuǎn)盤上使用，形狀一致、尺寸相近，差別只是管擠壓軸比剪切軸長(zhǎng)105mm，具體形狀尺寸如圖1、圖3所示。

從圖1、圖3分析可知，由于管擠壓軸比剪切軸長(zhǎng)105mm，因此在管擠壓軸截面4處損壞時(shí)，可以將其直接改制成剪切軸使用。通過(guò)此思路進(jìn)行摸索，可設(shè)計(jì)制作一個(gè)聯(lián)接軸，聯(lián)接在剪切軸上構(gòu)成一個(gè)管擠壓軸，聯(lián)接軸損壞時(shí)只需要更換一個(gè)即可，這樣可節(jié)約大量模具材料與生產(chǎn)時(shí)間。

圖1 管擠壓軸示意（85筒）

圖2 擠壓軸的危險(xiǎn)截面

圖3 剪切軸示意

圖4 聯(lián)接軸

圖5 裝配好的管擠壓軸

3. 改進(jìn)設(shè)計(jì)與使用效果

（1）改進(jìn)設(shè)計(jì) 改進(jìn)工作分為兩個(gè)方案，一是將損壞管擠壓軸直接加工成剪切軸使用；一是以剪切軸為基體，設(shè)計(jì)制作一個(gè)聯(lián)接軸，聯(lián)接在剪切軸上構(gòu)成一個(gè)管擠壓軸，實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)模具一體化，是本項(xiàng)改制工作的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)好的聯(lián)接軸見圖4，裝配好的管擠壓軸見圖5。

（2）使用效果 按照上述設(shè)計(jì)只用1件剪切軸、4件聯(lián)接軸，制作成4套管擠壓軸，實(shí)際試用結(jié)果如下：

改制的管擠壓軸安裝使用方便，試驗(yàn)過(guò)程中擠壓純鈦管材時(shí)，每擠壓30～40根管材只損壞1件聯(lián)接軸；擠壓鈦合金管材時(shí)，每擠壓5根管材只損壞1件聯(lián)接軸；在擠壓過(guò)程中一般出現(xiàn)的斷裂截面在位置4（見圖2）；每件管擠壓軸的價(jià)格在5000元左右，而聯(lián)接軸的價(jià)格只有600元左右。與改進(jìn)前相對(duì)比，可正常生產(chǎn)，擠壓產(chǎn)品符合技術(shù)條件要求，大幅降低了生產(chǎn)成本，減少人力、物力的浪費(fèi)，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。