擠壓坯料可以是軋坯、鍛坯、連鑄坯、模鑄坯和離心澆鑄坯等。根據(jù)擠壓工藝的要求,各種不銹鋼管坯料進入坯料加工車間后要進行按定尺切斷、表面處理及剝皮、端面加工以及鉆深孔表面脫脂等工序之后,才能作為穿孔和擠壓的坯料。
坯料切斷設備的種類繁多,有火焰切割、剪切、圓盤鋸、帶鋸、專用切割機床以及陽極機械鋸切等。應根據(jù)坯料的材料、規(guī)格、工藝要求以及各種切割裝備的特點,選擇不同的切斷設備。擠壓車間比較普遍的選擇是圓盤鋸、帶鋸、專用的剝皮一切斷聯(lián)合機床,對于高強度合金和難熔金屬則選用陽極機械鋸。
冷圓盤鋸鋸切坯料后可以得到光潔的端面和滿意的垂直度。其鋸切表面的粗糙度R≤80μm;鋸切平面與其軸線的垂直度偏差,在坯料直徑為250mm時,不超過1.0mm;坯料長度上的鋸切精度為±2.0mm。
鋸片的使用壽命,以鋸切06Cr18Ni11Ti不銹鋼棒料為例,為2.0~4.0h,更換鋸片的時間為8~15min.鋸切的生產(chǎn)能力,在鋸切直徑為φ140~270mm的不銹鋼坯料時,每小時鋸切14.5~6.5次。
但采用圓盤鋸與采用專用機床和帶鋸相比,相應的金屬消耗和鋸片消耗會比較高,并且生產(chǎn)效率也會低一些。如一個產(chǎn)量為6萬~7萬噸/年的擠壓車間需要配備10臺以上的圓盤鋸。采用圓盤鋸或帶鋸都需配套相應的起重和運輸設施,可組成機械化或自動化作業(yè)線。
下面以各公司的圓盤鋸為例,介紹一下圓盤鋸的主要技術性能。
德國瓦格勒公司圓盤鋸的主要技術性能如下:
德國萊姆廠的擠壓車間,在一條輥道上有兩臺冷圓盤鋸,一臺用于鋸切倍尺坯料,一臺用于鋸切定尺坯料。這種布置方式可以節(jié)省一個臺架。
為了提高冷圓盤鋸的工作效率,采用硬質(zhì)合金鋸齒。瑞典中央機器公司200/750型冷圓盤鋸鋸切φ200mm的低碳鋼,鋸切時間僅25秒。
其技術性能如下:
德國KA800HM 型采用硬質(zhì)合金鋸齒的冷圓盤鋸鋸切實例見表 8-5 。
冷圓盤鋸的鋸片齒節(jié)、鋸切速度、鋸片角度、材料的抗張強度以及鋸切效率見表 8-6.
不同鋸片齒數(shù)的冷圓盤鋸的鋸切性能見表 8-7 。
國產(chǎn)G6010型冷圓盤鋸用于切割碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼、不銹鋼等軋鍛方圓擠壓坯料及異形材,切割材料的抗張強度不超過1200MPa。國產(chǎn)G6010型冷圓盤鋸技術性能如下:
鋸片規(guī)格 ф1010mm,厚度8mm
鋸片馬達功率 10kW
鋸片馬達轉(zhuǎn)數(shù) 970r/min
鋸片切削速度 6.3m/min, 10.0m/min, 15.9m/min,25.7m/min,
在大型的擠壓車間采用由圓盤鋸組成的作業(yè)線,設有集中的機械裝卸料臺架、鋸屑的收集裝置和冷卻液的供給裝置,并且根據(jù)坯料的鋼號,通過分配鋸切金屬面積為2個或3個鋸口的方法,提高和保證圓盤鋸的高生產(chǎn)率。為了正確地修磨鋸齒,采用帶有光學調(diào)整儀的磨修機床。在進一步改進冷圓盤鋸結(jié)構(gòu)方面,采用鋸片懸臂固定,提高了其剛性和傳動功率。如采用硬質(zhì)合金鋸齒的扇形塊固定在鋸片上,從結(jié)構(gòu)上保證了鋸切時硬質(zhì)合金扇形塊無振動,提高了鋸片的使用壽命。同時,為了坯料端面的倒棱和加工成圓角,采用單獨布置的機床或者在冷圓盤鋸引出輥道端部借助于液壓的坯料夾具和旋轉(zhuǎn)銑刀組成的專用裝置來完成上述工序,使坯料切割工序能在全自動循環(huán)下工作。
俄羅斯的陽極機械鋸。對于強度鋼(強度極限大于700MPa)和難熔金屬坯料的切割采用陽極機械鋸。陽極機械鋸的工作原理是:利用低電壓、大電流的直流電,以坯作為陽極,鋸片作為陰極,用工作液(水玻璃)澆注加工區(qū),使坯料表面形成絕緣薄膜,切割時被高速移動的帶鋸所熔化,而熔化的金屬被帶鋸和工作液帶走,就這樣逐漸使切口加深直至鋸斷。
一般坯料經(jīng)過陽極機械鋸切割之后,其鋸切表面的質(zhì)量不能令人滿意。擠壓前必須作進一步的處理。通常陽極機械鋸都是單獨布置的。
以下是用于高強度材料和難熔金屬坯料切割的陽極機械鋸的主要性能:切割坯料:
規(guī)格 ф320mm
材料 高強度合金鋼
切割速度 24~25cm/m
切口寬度 1~2mm
俄羅斯采用帶式陽極一機械鋸,并且有立式和臥式兩種。以下為俄羅斯特拉依茨克機床廠生產(chǎn)的M3-31型帶式陽極一機械鋸的技術性能:
60MN(6000t)臥式擠壓機采用具有坯料分段鋸切成要求的長度,并有對坯料頭尾進行鋸切功能的帶鋸機。
其主要技術參數(shù)和性能指標如下:
帶鋸機主要由以下幾部分組成:被動輪脹緊裝置、導柱裝置、主傳動裝置、鋸架、支架鋸帶導向裝置、進給油缸裝置、底座、夾緊裝置、鐵屑自動收集裝置、斷鋸條保護裝置和鋸帶脫屑機構(gòu)。其中,支架鋸條導向裝置為雁蕩山機床有限公司的專利,該機進刀機構(gòu)的功能以柔性鋸削取代傳統(tǒng)的剛性鋸削,能自動彌補鋸條不平衡度所致的脈沖鋸削,迫使惰性鋸齒參與鋸削,自動調(diào)節(jié)合理的進刀量,確保最佳切削狀態(tài),切削效率高,并避免了因進刀快而斷齒、斷帶以及因進刀慢使鋸齒空磨等弊病,降低了鋸條的耗用成本和操作難度。
此外,還有擠壓鋼坯切斷專用機床,如C8545鋼坯切斷專用機床,具有2~4個刀架,同時可切割3~5段坯料,具有較高的生產(chǎn)率和切口質(zhì)量。