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(jìn)入坯料加工車間后要進(jìn)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(shè)備的種類繁多,有火焰切割、剪切、圓盤鋸、帶鋸、專用切割機(jī)床以及陽極機(jī)械鋸切等。應(yīng)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(diǎn),選擇不同的切斷設(shè)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(jī)床,對(duì)于高強(qiáng)度合金和難熔金屬則選用陽極機(jī)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(shí),不超過1.0mm;坯料長(zhǎng)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(shí)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(shí),每小時(shí)鋸切14.5~6.5次。
但采用圓盤鋸與采用專用機(jī)床和帶鋸相比,相應(yīng)的金屬消耗和鋸片消耗會(huì)比較高,并且生產(chǎn)效率也會(huì)低一些。如一個(gè)產(chǎn)量為6萬~7萬噸/年的擠壓車間需要配備10臺(tái)以上的圓盤鋸。采用圓盤鋸或帶鋸都需配套相應(yīng)的起重和運(yùn)輸設(shè)施,可組成機(jī)械化或自動(dòng)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(shù)性能。
德國(guó)瓦格勒公司圓盤鋸的主要技術(shù)性能如下:
德國(guó)萊姆廠的擠壓車間,在一條輥道上有兩臺(tái)冷圓盤鋸,一臺(tái)用于鋸切倍尺坯料,一臺(tái)用于鋸切定尺坯料。這種布置方式可以節(jié)省一個(gè)臺(tái)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(jī)器公司200/750型冷圓盤鋸鋸切φ200mm的低碳鋼,鋸切時(shí)間僅25秒。
其技術(shù)性能如下:
德國(guó)KA800HM 型采用硬質(zhì)合金鋸齒的冷圓盤鋸鋸切實(shí)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(qiáng)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(guó)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(qiáng)度不超過1200MPa。國(guó)產(chǎn)G6010型冷圓盤鋸技術(shù)性能如下:
鋸片規(guī)格 ф1010mm,厚度8mm
鋸片馬達(dá)功率 10kW
鋸片馬達(dá)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(shè)有集中的機(jī)械裝卸料臺(tái)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(hào),通過分配鋸切金屬面積為2個(gè)或3個(gè)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(xué)調(diào)整儀的磨修機(jī)床。在進(jìn)一步改進(jìn)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(dòng)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(shí)硬質(zhì)合金扇形塊無振動(dòng),提高了鋸片的使用壽命。同時(shí),為了坯料端面的倒棱和加工成圓角,采用單獨(dú)布置的機(jī)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(dòng)循環(huán)下工作。
俄羅斯的陽極機(jī)械鋸。對(duì)于強(qiáng)度鋼(強(qiáng)度極限大于700MPa)和難熔金屬坯料的切割采用陽極機(jī)械鋸。陽極機(jī)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(shí)被高速移動(dòng)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(jī)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(jìn)一步的處理。通常陽極機(jī)械鋸都是單獨(dú)布置的。
以下是用于高強(qiáng)度材料和難熔金屬坯料切割的陽極機(jī)械鋸的主要性能:切割坯料:
規(guī)格 ф320mm
材料 高強(qiáng)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(jī)械鋸,并且有立式和臥式兩種。以下為俄羅斯特拉依茨克機(jī)床廠生產(chǎn)的M3-31型帶式陽極一機(jī)械鋸的技術(shù)性能:
60MN(6000t)臥式擠壓機(jī)采用具有坯料分段鋸切成要求的長(zhǎng)度,并有對(duì)坯料頭尾進(jìn)行鋸切功能的帶鋸機(jī)。
其主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)如下:
帶鋸機(jī)主要由以下幾部分組成:被動(dòng)輪脹緊裝置、導(dǎo)柱裝置、主傳動(dòng)裝置、鋸架、支架鋸帶導(dǎo)向裝置、進(jìn)給油缸裝置、底座、夾緊裝置、鐵屑自動(dòng)收集裝置、斷鋸條保護(hù)裝置和鋸帶脫屑機(jī)構(gòu)。其中,支架鋸條導(dǎo)向裝置為雁蕩山機(jī)床有限公司的專利,該機(jī)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的功能以柔性鋸削取代傳統(tǒng)的剛性鋸削,能自動(dòng)彌補(bǔ)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(dòng)調(diào)節(jié)合理的進(jìn)刀量,確保最佳切削狀態(tài),切削效率高,并避免了因進(jìn)刀快而斷齒、斷帶以及因進(jìn)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(jī)床,如C8545鋼坯切斷專用機(jī)床,具有2~4個(gè)刀架,同時(shí)可切割3~5段坯料,具有較高的生產(chǎn)率和切口質(zhì)量。