胡 焱，朱鳴峰，鄧 航

（中鋁薩帕特種鋁材重慶有限公司，重慶401326）

0 前言

眾所周知，鋁型材擠壓控制的關(guān)鍵點是如何獲得較均勻的金屬流動，而最根本的措施是使錠坯斷面上的變形抗力均勻一致［1］。這就要求擠壓機活動部件的同心度高，即擠壓筒中心須與模具中心保持同心，以防止部件不對中而引起擠壓力偏離擠壓中心線，造成金屬流動不均勻。如果存在中心不一致的情況，會給擠壓生產(chǎn)帶來諸多麻煩，比如型材出現(xiàn)刀彎、扭擰、波浪等缺陷，嚴重時甚至出現(xiàn)堵模等問題。一般來說，因其具有隱蔽性，擠壓中心偏離，即擠壓筒中心（鑄錠中心）與模具中心不一致，會給修模人員帶來干擾，使其在新產(chǎn)品開發(fā)過程中對修模細節(jié)出現(xiàn)認識偏差，造成修模流速的誤判，進而耽誤了新產(chǎn)品開發(fā)進程。

在擠壓機擠壓中心對中性的問題上，廣大工程技術(shù)人員和科研工作者也做了深入探索，比如已經(jīng)有相應的擠壓中心調(diào)整裝置的研究［2］和在線監(jiān)測手段和方法的探討［3］。但隨著設(shè)備部件的損耗或日常檢查及維護頻次的不足，仍會發(fā)生擠壓中心偏離的現(xiàn)象。造成擠壓中心偏離的原因較多，本文僅從跟蹤多套模具后發(fā)現(xiàn)的擠壓中心偏離問題提出現(xiàn)場如何快速驗證擠壓中心偏離的方法以及應對措施。

1 問題描述

一般來講，大型寬幅薄壁型材需要進行寬展擠壓。寬展擠壓的金屬流動特點是：一方面金屬產(chǎn)生寬展變形，使金屬的流動特征從圓擠壓筒向扁擠壓筒的形式發(fā)展，即增加了金屬流動的幾何相似性，使流動的均勻性增大；另一方面，由于存在兩個死區(qū)和在寬展孔腔周圍產(chǎn)生相當大的摩擦阻力，增大了金屬流動的不均勻性[4]。因此采用寬展擠壓生產(chǎn)大型寬幅薄壁型材時對金屬流速的一致性要求非常高，否則容易出現(xiàn)一側(cè)快、一側(cè)慢，嚴重時甚至出現(xiàn)堵模的情形。對此，修模人員必須熟練地掌握有關(guān)模具品質(zhì)的檢查技術(shù)，才能正確地分析和判斷制品缺陷產(chǎn)生的原因，從而進行卓有成效的修模。但前提是，修正任何一種擠壓模具，首先必須充分了解使用模具的擠壓機工作情況和性能［5］。在擠壓一些對稱的軌道交通類扁寬型材（如圖1 所示）時，我們總是發(fā)現(xiàn)同一側(cè)的金屬會較早地從擠壓機前梁出來（如圖2所示），右側(cè)流速偏快。

圖1 扁寬類型材斷面圖

圖2 試模型材料頭

在擠壓一些對稱的薄壁寬幅型材時（如圖3）甚至出現(xiàn)了堵?，F(xiàn)象，見圖4。

圖3 薄壁寬幅型材斷面圖

圖4 堵?，F(xiàn)象

其他一些米重大、壁厚較厚的型材雖然沒有堵模，但型材的直線度不好，“刀彎”明顯，拉伸時常常需加大拉伸量，甚至出現(xiàn)了“桔皮”效應，這引起了我們的警覺。

2 問題分析

擠壓機對中性檢查分兩個方面：一是檢查擠壓筒與擠壓軸（固定墊）的同軸度，二是檢查擠壓筒與模具（模座）的同軸度[6]。據(jù)調(diào)查，每次換筒后均按照相應的擠壓機精度檢測方法對擠壓軸（含固定擠壓墊）與擠壓筒的同軸度進行了檢查，且檢查結(jié)果是符合規(guī)范要求的，但擠壓筒與模具的同軸度的檢查卻沒有任何記錄。通過幾次跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)鋁棒被鐓粗后殘留在模具入口端面的印痕在模具堿洗后顯露出來。反復對比幾套模具端面圓周上的印痕寬度，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)的印痕寬度差異明顯，其中2套模具端面圓周上印痕寬度與設(shè)計圖的對比情況如圖5所示。通過查閱模具設(shè)計圖紙并測量模具實物，確定在模具左右兩側(cè)分流孔的圓周為同一圓周且加工無誤的情況下，出現(xiàn)問題的原因在于：擠壓中心偏離，即擠壓筒（鑄錠）和模具（模座）不同心。

圖5 出現(xiàn)問題時模具實物照片（左）與設(shè)計圖（右）對比

3 問題處理

模具的中心位置是由模座決定的。通過對多套模具的跟蹤及其模具左右兩側(cè)印痕寬度差異值的取樣，確定了模具中心和擠壓筒（鑄錠）中心不一致。對模座的機械限位裝置進行微調(diào)，調(diào)整值約為左右兩側(cè)印痕寬度差異值的二分之一，如圖6所示。

圖6 模座調(diào)整示意圖

具體調(diào)整方式是：在確保擠壓筒與擠壓桿（含固定擠壓墊）的同軸度滿足熱態(tài)檢測≤φ0.1 的前提下，檢查擠壓筒與模具的貼合度和同軸度，使模座向印痕寬度稍寬的一側(cè)平移，并檢查模座限位鎖緊裝置。

4 措施有效性驗證

模座調(diào)整前后幾套模具的上機效果對比結(jié)果表明，對稱型材的擠壓正常，未再出現(xiàn)模具堵模現(xiàn)象，也沒有發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)流速差異大的情況，證明上述調(diào)整措施是有效的。圖7 和圖8 是經(jīng)模座調(diào)整后對稱薄壁實心型材的模具端面印痕和出料情況。這表明模座經(jīng)調(diào)整后左右擠出順利、流速均勻、無堵模現(xiàn)象。

圖7 模具端面印痕

圖8 試模型材料頭

5 結(jié)束語

擠壓中心偏離不易察覺，盡管現(xiàn)代大型擠壓機安裝了對中檢測和機械限位裝置，但其細微的中心差異通常不會引起擠壓機操作人員的重視。擠壓中心的偏離是在擠壓薄壁、寬幅、對稱型材時多次出現(xiàn)堵?，F(xiàn)象后，倒逼我們究其根本原因而發(fā)現(xiàn)的。

擠壓對中性的檢測和調(diào)整是一項十分謹慎的工作。某些原本并未失效的模具，因擠壓中心偏離而表現(xiàn)不正常；而某些原本有問題的模具，反而在擠壓中心偏離的情況下實現(xiàn)了量產(chǎn)。但如果未能及時發(fā)現(xiàn)存在對中性問題，則會為后續(xù)生產(chǎn)的持續(xù)進行留下隱患。所以對于擠壓生產(chǎn)中出現(xiàn)的諸如金屬流速不一致、堵模等問題時，應認真分析，查明原因。修模人員在修模前，必須充分了解擠壓機臺的性能和狀態(tài)，修模前需確保擠壓機臺的對中性，切不可盲目修模或換模，從而造成不必要的成本浪費。